一、镍基蓄电池
    镍基蓄电池是指用氢氧化亚镍作正极活性物质的碱性蓄电池。所谓碱性蓄电池，是指以氢氧化钾（KOH），氢氧化钠（NaOH）水溶液作为电解质的蓄电池。碱性蓄电池有镍铁、镍镉、镍氢、锌银等，碱性蓄电池的优点是能量密度高、自放电小、储存性能较好、可制作成密闭蓄电池、易于实现小型化。目前在电动汽车上使用的镍基蓄电池主要有镍镉（Ni-Cd）蓄电池、镍锌（Ni-Zn）蓄电池和镍氢（Ni-MH）蓄电池等。镍镉蓄电池和铅酸蓄电池相比，比能量能够达到55W·h/kg，比功率能够达到200W/kg，循环寿命可达到2000次，而且可以快速充电，虽说其价格为铅酸蓄电池的4~5倍，但由于其在比能量和使用寿命方面的优势，因此其长期的实际使用成本并不高。但由于其含有重金属镉，在使用中不注意回收的话，就会造成环境污染，目前许多发达国家都已限制发展和使用镍镉蓄电池。而镍氢蓄电池则是一种绿色镍金属电池，它的正负极分别为镍氢氧化物和储氢合金材料，不存在重金属污染问题，且其在工作过程中不会出现电解液增减现象，蓄电池可以实现密封设计。镍氢蓄电池在比能量、比功率及循环寿命等方面都比镍镉蓄电池有所提高，使用镍氢蓄电池的电动汽车一次充电后的续驶里程曾经达到600km，目前在欧美已实现批量生产和使用。就其工作原理和特点而言，镍氢蓄电池是适合电动汽车使用的，已被列为近期和中期电动汽车用首选动力电池，但其还存在价格太高，均匀性较差（特别是在高速率、深放电下蓄电池之间的容量和电压差较大），自放电率较高，性能水平和现实要求还有差距等问题，这些问题都影响着镍氢蓄电池在电动汽车上的广泛使用。
    镍氢（Ni-MH）蓄电池是镍镉（Ni-Cd）蓄电池的新发展，是目前人们看好的第二代蓄电池之一，是取代镍镉蓄电池的产品，当然也是取代铅酸蓄电池的产品。镍氢动力蓄电池刚刚进入成熟期，是目前电动汽车所用动力电池体系中唯一被实际验证并被商业化、规模化的动力电池体系，全球已经批量生产的混合动力汽车一般采用镍氢动力电池体系。
    1. 镍氢（Ni-MH）蓄电池的结构和类型
    镍氢（Ni-MH）蓄电池可以分为方形和圆形，如图36、图37所示。镍氢蓄电池主要由正极、负极、极板、隔板、电解液等组成。隔板采用多孔维尼纶无纺布或尼龙无纺布等。为了防止充电过程后期蓄电池内压过高，蓄电池中装有防爆装置。



    2. 镍氢（Ni-MH）蓄电池工作原理
    镍氢蓄电池正极活性物质采用氢氧化亚镍，负极活性物质为储氢合金，电解液为氢氧化钾溶液，电池充电时，正极的氢进入负极储氢合金中，放电时过程正好相反。充电时，负极析出氢气，储存在容器中，正极由氢氧化亚镍变成羟基氧化镍（NiOOH）和H2O；放电时氢气在负极上被消耗掉，正极由羟基氧化镍变成氢氧化亚镍。
    蓄电池过量充电时，正极板析出氧气，负极板析出氢气。由于有催化剂的氢电极面积大，而且氢气能够随时扩散到氢电极表面，因此，氢气和氧气能够很容易在蓄电池内部再化合生成水，使容器内的气体压力保持不变，这种再化合的速率很快，可以有效控制蓄电池内部氧气的浓度。
镍氢蓄电池的反应与镍镉蓄电池相似，只是负极充放电过程中生成物不同，镍氢蓄电池也可以做成密封型结构。镍氢蓄电池的电解液多采用KOH水溶液，并加入少量的LiOH。镍氢（Ni-MH）蓄电池化学反应式为：
          正极          负极         正极        负极

    3. 镍氢（Ni-MH）蓄电池的失效模式
（1）正极衰退  镍氢（Ni-MH）蓄电池正极一般是氢氧化亚镍。正极失效（变形、老化和膨胀）的原因一般认为是过充电时形成y-NiOOH造成的。研究表明，电极的变形、老化、化、膨胀都与y-NiOOH的形成密切相关。氢氧化亚镍电极除自身的膨胀引起失效外，负极的腐蚀对正极也造成一定的影响。MH电极中一些活泼元素在碱性电解液中发生腐蚀反应，其中Mn、A1最易发生腐蚀，特别是A1被腐蚀后，通过隔膜沉积在正极中，形成a-Ni（OH）2，从而降低了正极的放电容量。Mn、CO腐蚀后沉积在隔膜上形成“CO桥”“Mn桥”，造成蓄电池短路失效。
（2）负极衰退  MH电极衰退机锂比较复杂，一般认为是负极活性物质的粉化和氧化。LaNi5衰退在于LaNi5与电解质接触时表面生成了1：5摩尔量的La（OH）3和Ni（OH）2氧化膜，吸氢后体积膨胀，使表面氧化膜破裂，即氧化-破裂机锂；LaNi5电极在循环充放电过程中不断地粉化，因此，电极不断地遭受氧化，最终失效，即粉化-氧化机锂。
（3）内压升高  Ni-MH蓄电池极板衰退伴随着蓄电池内压升高，内阻增大。蓄电池充放电时内压升高的根本原因在于正极连续的析氧反应未能及时消除，此时负极亦将出现析氢过程。
（4）阻抗升高  蓄电池阻抗包括溶液电阻、反应阻抗、扩散阻抗与界面容抗。MH电极的衰退是由于接触电阻（电极活性物质与集流体之间，活性物质颗粒之间）和电化学反应阻抗增加。接触电阻的增加可通过对材料进行表面包覆而得到抑制。Ni-M H蓄电池失效分两步：首先是由于隔膜中电解液变干，溶液电阻增加，从而使蓄电池性能下降，这种早期衰退变化是能够通过重新注碱而得到恢复；其次，电极表面失活使反应阻抗增加，从而引起电压特性和容量下降，这种衰退变化是不可逆的。研究中发现大部分蓄电池的早期失效都是由于电解液干涸而引起的。电解液干涸的原因有：由于材料粉化，电极膨胀，而使电解液重新分配，导致隔膜变干；由于材料氧化消耗一部分电解液，由于蓄电池内压过高，使安全阀打开，电解液泄漏。总之，Ni-MH蓄电池内压升高，电阻增大都是由于电极退化造成的。

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