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2.2.2 镍镉蓄电池和镍氢蓄电池的工作原理
1. 镍镉蓄电池的工作原理
镍隔蓄电池内部正、负极板和隔板卷绕或层叠在一起被插入到电池槽中，然后注入少量碱性电解液，最后将外壳口封闭。
如图2-17所示，为镍隔蓄电池的充、放电原理示意图。放电时，在电流的作用下，电解液内部处于电离状态，正极板上的氢氧化亚镍与水电离出的氢离子产生化学反应，生成氢氧化镍；负极板上的镉离子会与水电离出的氢氧根粒子发生化学反应产生氢氧化镉。其放电化学反应方程式为Cd＋NiOOH＋H 2 O=Ni（OH） 2 ＋Cd（OH） 2 。
图2-17 镍镉蓄电池充、放电原理示意图
充电的过程正好与放电过程相反，利用直流电源对蓄电池进行充电，正极板上的氢氧化镍反应生成氢氧化亚镍；负极板上的氢氧化镉会被还原成镉原子。其充电化学方程式为Ni（OH） 2 ＋Cd（OH） 2 =Cd＋NiOOH＋H 2 O。
电解液中的氢氧化钾不参与化学反应，只起导电的作用。镍镉蓄电池具有记忆效应，若没有将电量全部放完，就进行充电，将会极大的影响电池下次使用的放电量，降低电池的使用寿命。
例如，蓄电池只使用了80%电量，就进行充电，下次蓄电池所放出的电量也只有全部的80%。这是因为电池部分放电后，氢氧化亚镍没有完全变为氢氧化镍，剩余的氢氧化亚镍将结合在一起，形成较大的结晶体。结晶体变大是镍镉电池产生记忆效应的主要原因。
2. 镍氢蓄电池的工作原理
镍氢蓄电池的正极板上的活性物质为氢氧化亚镍、负极板上的活性物质为贮氢合金，这两种活性物质与电解液（30%氢氧化钾）进行充、放电的化学反应。由于负极板上有大量的氢离子可供反应，使得镍氢蓄电池比同体积的镍镉蓄电池容量增加一倍，充放电循环寿命更长，并且无记忆效应。
如图2-18所示，为镍氢蓄电池的放电原理示意图。在电流的作用下，电解液内部会进行电离，正极板上的氢氧化亚镍与水产生化学反应，生成氢氧化镍和氢氧根粒子（阴离子）；负极板上的贮氢合金会与正极产生的氢氧根粒子发生化学反应产生水和金属阳离子。其放电化学反应方程式为NiOOH＋H 2 O=Ni（OH） 2 ＋OH － （正极）、MH＋OH － =M＋H 2 O（负极）、NiOOH＋MH=Ni（OH） 2 ＋M（总反应），“M”为贮氢金属。
图2-18 镍氢蓄电池的放电原理示意图
如图2-19所示，为镍氢蓄电池的充电原理示意图。充电的过程正好与放电过程相反，利用直流电源进行充电，正极板上的氢氧化镍反应生成氢氧化亚镍；负极板上会释放出氢气。其化学方程式为Ni（OH） 2 ＋OH － =NiOOH＋H 2 O（正极）、M＋H 2 O=MH＋OH － （负极）、Ni（OH） 2 ＋M=NiOOH＋MH（总反应）。
图2-19 镍氢蓄电池的充电原理示意图
当镍氢蓄电池过量充电时，其正极板会释放出氧气与负极板释放的氢气再化合生成水。由于有催化剂的负电极面积大，而且氢气能够随时扩散到负电极表面，因此，氢气和氧气能够很容易在蓄电池内部化合生成水，使容器内的气体压力保持不变。