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鎳氫電池(NiMH)是由鎳鎘電池(NiCd)改良而來,在市面上以不相上下的價格提供了比鎳鎘電池更高的電容量、較低的記憶效應、與較低的污染,目前號稱為是最環保的電池。同時它也比碳性或鹼性電池有更大的輸出電流,相對地更適合用於高耗電產品,某些型號甚至比鎳鎘電池有更大輸出電流,現在普及地應用在消費性電子產品中。

一般來說,鎳氫電池的特性如下:

電壓=1.2V
能量∕重量=30-80 Wh/kg(瓦特小時/千克)
能量∕體積=140-300 Wh/L(瓦特小時/公升)
自放電率=每月30%,低自放電型號為每年15-30%
充放電循環次數=500-1000次

在當前世界上的研發技術,以體積計算,鎳氫電池可做到的電容量已經高於鹼性電池。以AA電池為例,鎳氫電池標示容量可達2700mAh,而鹼性電池最高技術能達到的標準只有2100mAh,同時也遠高於鎳鎘電池的1100mAh,唯獨與鋰電池相比仍然有一段可努力的距離。

鎳氫電池常為人討論的特性除了容量與循環充電次數外,接下來應順排為具自放電效應這一環。所謂自放電,就是指電池不使用的狀態下,自體耗損的電能量率。一般來說,電池充得越滿,自放電速率就越高;而當電量下降到一定程度時,自放電速率又會稍微下降。除了電池的組成成分不同(鎳氫v.s鎳鎘)之外,一個很重要的影響關鍵是電池存放處的溫度,溫度越高對電池造成的損害就越大,於是自放電也越多;正因如此,長時間不用的鎳氫電池最好能夠存放在不照射陽光的陰涼地方

2005年開始市面上推出低自放電鎳氫電池,其標稱電容量約與鹼性電池相若(目前極大值在2100mAh左右)。它們在20℃室溫存放一年後仍可保存70至85%電量,而且可以比照一般的鎳氫電池進行充電;甚至有部分在低溫下能比鹼性電池及鋰離子電池有更佳的放電特性。低自放鎳氫電池出售時通常都會預先充滿電,使用者新購入就可以直接使用於各類電器產品,尤其用於高耗電或需要長期待機狀態的電器上最能體驗它的特性,如備用數位相機、照明電源、紅外線搖控器電源等。

此外,現在社會有許多人會買充電器來幫耗完電力的電池充電,但是時常有「將充電器插牆運作後就忘記這回事,直到幾小時候看見充電器警示才想起電池在充電,造成部分電池過度充電」的情形發生,這對電池來說是一種極大的損害,有時會讓電池因此直接死掉,不能再使用。然而,現今的鎳氫電池含有一種催化劑,可以及時的解除此類因為過充所造成的危險。

2H2+O2--催化劑-->2H2O

這個反應會從過充開始的那一刻時間點算起,在C÷10小時內有效(C:電池標示的容量)。

當充電程序開始後,電池的溫度會明顯上升,判定過充最陽春的方法就是根據電池充電後的溫度來看。

普遍統計的結果,充電後電池的溫度由室溫~50,60度是可以接受的範圍;60~80度是有點過充的狀態,高於80度多數都會讓電池受損,充電起來的效能也不佳;如果充電後溫度飆高到燙手的地步,最好能趕快汰換一台充電器。最優秀理想的充電後電池溫度則平均落在40~50度之間,要達成這個標準值,通常這類充電器會設計有安全檢測的機制,在監控電池充飽後即切斷迴路,使電流無法順利通行不過充,充電時間約為1.5小時~4小時。當然部分急速充電器(充電時間低於1小時)也可以達成這項數據,它們通常透過內含風扇的機構來散熱以避免電池過熱。

市場上有廠商認為:使用簡單恆流且電流小的充電器,不管有沒有設定計時器,都可以安全地為鎳氫電池充電。實際上,一些造價低廉的無線電話基地台和最便宜的電池充電器也正是這樣工作的。雖然沒有安全顧慮,但學者們普遍認同這對電池的壽命可能會有不良影響,另外松下公司(Panasonic)也有這方面相關的論述,其所提出為了防止損傷電池之最長充電時間為20小時。

另外,新購入或是長時間未使用的鎳氫電池,最好能夠有經過幾次充電-放電的激活循環,才比較能達到它們的標稱電容量。一般以85%~95% 上下3~5個百分點為可接受標準。

 

參考資料:大學基礎物理、維基百科、電子學

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