2.3 镍氢动力蓄电池（课件）-《新能源汽车结构与检修》同步精品课堂（人交版）

单元二 电动汽车的能量储存装置 2.3 镍氢动力蓄电池 《新能源汽车结构与检修》（人交版） 人民交通出版社 专题复习讲练测 1 学习目标 知识目标 1.学生能够准确描述镍氢动力蓄电池的结构组成，包括正极、负极、隔膜、电解液和外壳的材料及作用。 2.理解镍氢动力蓄电池的工作原理，掌握放电和充电过程中的化学反应及电子流动方向。 能力目标 1.培养学生的观察能力，能够通过观察实物或图片，分析镍氢动力蓄电池的结构特点。 2.提高学生的逻辑思维能力，使其能够理解并阐述镍氢动力蓄电池的工作原理和充放电特性。 情感目标 1.通过对镍氢动力蓄电池的学习，培养学生对新能源技术的兴趣和探索精神。 2.让学生认识到可持续能源的重要性，增强环保意识，关注能源的合理利用和环境保护。 导入情景 01 镍氢电池 一、镍氢动力蓄电池的结构 镍氢动力蓄电池(以下简称镍氢电池)属于碱性电池,是20 世纪 90年代发展起来的一种新型绿色电池。20 世纪 90 年代随着电动汽车尤其是混合动力电动汽车的规模化而得到应用。 新知学习 02 一、镍氢动力蓄电池的结构 镍氢电池由氢氧化镍[Ni(OH)]正极储氢合金负极板氧化钾电解质、外壳、顶盖和密封圈等组成。在正负极之间有隔板,共同组成镍氢单体电池。在金属铂的催化作用下,完成充电和放电的可逆反应。圆柱形和方形镍氢电池的结构如图2-4 所示。 新知学习 02 二、镍氢动力蓄电池的工作原理 镍氢动力电池工作原理 新知学习 02 二、镍氢动力蓄电池的工作原理 镍氢电池的正极,是球状氢氧化镍粉末与添加剂钻等金属、塑料和黏合剂等制成的涂膏,用自动涂膏机涂在正极板上,然后经过干燥处理成发泡的氢氧化镍正极板。在正极材料 Ni(OH,中添加钙、钻、锌(Ca Co Z)或稀土元素,对稳定电极的性能有明显的改进。采用高分子材料作为黏合剂或用挤压和轧制成的泡沫镍电极.并采用镍粉、石墨等作为导电剂,可以提高大电流时的放电性能。 新知学习 02 二、镍氢动力蓄电池的工作原理 镍氢电池负极的关键技术是储氢合金,要求储氢合金能够稳定地经受反复的储气和放气的循环。储氢合金是一种允许氢原子进入或分离的多金属合金的晶格基块,用钦、钒、错、镍、铬(TiV Co NiCr)五种基本元素,与钻、(CoMn)等金属元素烧结的合金,经过加氢、粉碎、成形和烧结成负极板。储氢合金的种类和性能,对镍氢电池的性能有直接的影响。 新知学习 02 二、镍氢动力蓄电池的工作原理 负极在充电或放电过程中既不溶解,也不再结晶,电极不会有结构性的变化,在保持自身化学功能的同时,还能保证本身的机械坚固性。储氢合金一般需要进行热处理和表面处理,以增加储氢合金的防腐性能,这有利于提高镍氢电池的质量能量密度、比功率和使用寿命。 新知学习 02 二、镍氢动力蓄电池的工作原理 电解质是水溶性氢氧化钾和氢氧化鲤的混合物。在电池充电过程中,水在电解质溶液中分解为氢离子和氢氧离子,氢离子被负极吸收,负极由金属转化为金属氢化物。在放电过程中,氢离子离开了负极,氢氧离子离开了正极,氢离子和氢氧离子在电解质氢氧化钾中结合成水并释放电能。 新知学习 02 二、镍氢动力蓄电池的工作原理 正极: 负极: 新知学习 02 二、镍氢动力蓄电池的工作原理 电池总反应: 图2-5 为镍氢电池在碱性电解液中进行反应的模型 新知学习 02 三、镍氢电池的充、放电特性 1.放电特性 松下公司生产的混合动力汽车用 D 型镍氢电池(6 个单体电池组件)放电时,2C的功率输出时的质量比功率可达到 600W/kg 以上3C的功率输出时的质量比功率可达到 500W/kg 以上,深度范围内质量比功率的变化比较平稳,对混合动力电动汽车的动力性能的控制十分有利,电池的寿命可以达到使电动汽车行驶100000km以上。 新知学习 02 三、镍氢电池的充、放电特性 2.充电特性 D 型镍氢电池的充电接受性很好,充电效率几乎达到 100%能够有效地接受混合动力电动汽车在制动时反馈的电能。另外,由于能量损耗较小,镍氢电池的发热量被抑制在最小范围内,可以有效地控制剩余电量,并用电流来显示电池的剩余电量。 新知学习 02 三、镍氢电池的充、放电特性 3.寿命 混合动力电动汽车动力蓄电池组经常处于充电、放电状态,而且充电、放电是不规则地进行的.这对电池的寿命带来严重的影响,松下电池公司用模拟混合动力电动汽车行驶工况对镍氢电池进行仿真试验,证实镍氢电池的特性几乎不发生变化,镍氢电池用于混合动力电动汽车是比较合适的。 新知学习 02 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 1： 镍氢动力蓄电池在低温环境下放电，其性能会（ ）。 A. 提高 B. 不变 C. 降低 D. 先提高后降低 解析：镍氢动力蓄电池在低温环境下放电，其性能会降低。答案是 C。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 2： 镍氢动力蓄电池在充电时，充电电流应（ ）。 A. 恒定不变 B. 逐渐增大 C. 逐渐减小 D. 先增大后减小 解析：镍氢动力蓄电池在充电时，充电电流应逐渐减小。答案是 C。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 3： 快速充电对镍氢动力蓄电池的影响是（ ）。 A. 延长寿命 B. 提高容量 C. 可能损坏电池 D. 降低内阻 解析：快速充电可能会损坏镍氢动力蓄电池。答案是 C。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 4： 镍氢动力蓄电池充满电的标志是（ ）。 A. 电压达到最大值 B. 电流变为零 C. 温度不再升高 D. 时间达到规定值 解析：镍氢动力蓄电池充满电的标志是电流变为零。答案是 B。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 5： 影响镍氢动力蓄电池寿命的主要因素有（ ）。 A. 充放电次数 B. 温度 C. 放电深度 D. 以上都是 解析：充放电次数、温度、放电深度等都会影响镍氢动力蓄电池的寿命。答案是 D。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 6： 镍氢动力蓄电池的寿命一般用（ ）来衡量。 A. 充放电次数 B. 使用时间 C. 容量保持率 D. 内阻变化 解析：镍氢动力蓄电池的寿命一般用充放电次数来衡量。答案是 A。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 7： 适当降低镍氢动力蓄电池的放电深度，可以（ ）。 A. 缩短寿命 B. 提高容量 C. 延长寿命 D. 降低内阻 解析：适当降低镍氢动力蓄电池的放电深度，可以延长寿命。答案是 C。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 8： 高温环境对镍氢动力蓄电池寿命的影响是（ ）。 A. 延长 B. 不变 C. 缩短 D. 先延长后缩短 解析：高温环境会缩短镍氢动力蓄电池的寿命。答案是 C。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 9： 简述镍氢动力蓄电池的工作原理。 解析：镍氢动力蓄电池的工作原理基于氧化还原反应。 放电时：在负极，储氢合金释放出氢气，氢气与电解液中的氢氧根离子反应生成水并放出电子，电子通过外电路流向正极。在正极，镍的氧化物得到电子被还原为氢氧化镍。 充电时：过程相反，在正极，氢氧化镍失去电子被氧化为镍的氧化物，在负极，电子与电解液中的水反应生成氢气，氢气被储氢合金吸收。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 10： 镍氢动力蓄电池的充电特性有哪些？ 解析：充电特性包括： 充电电流一般随着充电过程逐渐减小。开始充电时，电池电压较低，充电电流较大，随着电池电压的升高，充电电流逐渐降低。 快速充电可能会对电池造成损害。快速充电会产生大量的热量，如果散热不良，可能会导致电池性能下降甚至损坏。 充满电的标志通常是充电电流变为零。当电池充满电后，继续充电电流会逐渐减小至零。 同学们，今天我们一起学习了镍氢动力蓄电池的相关知识。 首先，我们了解了镍氢动力蓄电池的结构。它主要由正极（通常为镍的氧化物）、负极（储氢合金）、隔膜、电解液和外壳组成。各部分协同工作，确保电池的正常运行。 接着，我们深入探讨了镍氢动力蓄电池的工作原理。放电时，负极的储氢合金释放氢气，与电解液中的氢氧根离子反应生成水并放出电子，电子通过外电路流向正极，使正极的镍氧化物被还原。充电时则过程相反。关于寿命，我们知道影响镍氢动力蓄电池寿命的因素有很多，包括充放电次数、温度和放电深度等。适当控制这些因素，可以延长电池的使用寿命。通过这节课的学习，我们对镍氢动力蓄电池有了更全面的认识。 课堂小结 03 简述镍氢动力蓄电池的结构组成及各部分的作用。 阐述镍氢动力蓄电池的工作原理，包括放电和充电过程。 分析镍氢动力蓄电池在不同温度下放电特性的变化及原因。 作业布置 04 感谢观看 $$