我們深圳量能小小為大家解析一下鎳氫充電電池設計案例,有興趣的來看一下吧。專業(yè)的工程師才看得懂,業(yè)余人士可以直接忽略此文。
設計容量為1100mAh的AA型MH-Ni電池。電池的直徑(d)為:13.9士0.2mm,高度(H)50士0.2mm電池額定電壓為1.2V。
1.電池容量C=Cr×Kc
C為設計容量,Cr為額定容量(1100mAh);Kc為設計安全系數,一般取1.1~1.2,這里取1.1,則C=1100×1.1=1210mAh
2.極片高度
在考慮極板高度時應注意:①極板上部要有足夠的空氣室,一般取5~15mm高;②隔膜應比極板高出2~4mm,綜合考慮此兩點,因電池高為50mm,極板高度H為41mm。
3.極片面積
對于MH-Ni電池,工作電流通常為600mA,工作電流密度i一般為5~15mA·cm﹣²,這里取i=9mA·cm﹣²,則
S+=600/9=66.7cm²
S-=KsS+=1.3×66.7=86.7cm。
Ks為設計系數,這里取K=1.3。
4.極片長度的設計
正、負極片均為矩形,極片面積等于長乘高的二倍,
5.極片厚度
MH-Ni電池中,通常控制正極片厚度為0.58士0.02mm 范圍內,負極板在0.375士0.02mm范圍內。
6.活性物質用量的計算活性物質用量m=C×q/η式中,g為活性物質電化當量,g·Ah﹣¹η為封口電池中活性物質利用率,這里取80%,則:
m+=1.21×3.459/0.8=5.23g
m-=1.21/(0.25×0.6)=8.06g
注意在計算m-時,由于負極是貯氫合金粉,其電化當量不能用H2的電化當量來計算,應根據活性物質粉料的電化學容量、利用率來計算,即
m-=C/v·η
式中,v為貯氫材料的比容量0.25Ah·g﹣¹η為封口龜池中負極活性物質利用率。
7.龜解液濃度和用量
電解液用1.25~1.30g·I.1KOH,加入15g·L1LioH,用量一般為電池活性物質量的18%。
mak=(5.23+8.06)×18%=2.39g
8.隔膜尺寸
隔膜的長度一般為正負極長度之和,這里為187mm,寬度比極片寬2~4mm,本例可取44mm,厚度通常在0.15~0.2mm之間,這里取0.18mm。
9.松緊度檢驗
松緊度=V?/V?×100%
計算時電池殼體內徑取為13.3mm。
以上數據是根據前面指定的1100mAhAA型密封MH-Ni電池設計的。通過計算發(fā)現其裝配比為86.3%,在通常所說的80%~90%之間,符合設計要求。