1 记忆效应
某些电池当用小于全放电的放电深度连续进行多次同样的放电后,将暂时失去正常全放
电时的部分容量,这种现象称为记忆效应,或称为存贮效应,实际上是一种放电电压衰减现
象。例如,镉镍电池以40%的放电深度反复使用后,进行全放电时不能放出所有的容量,只
有经过多次全充放电后,电池的容量才能全部恢复。
近年来对金属氢化物镍电池和航天用氢镍电池都观察到它们具有记忆效应。
2 镉镍电池的记忆效应
2.1 镉镍电池记忆效应的原因一部分起源一镉电极。当用低倍率的电流对电池充电时,镉晶
体逐渐增大,导致电极活性物质表面积的缩小放电时,镉电极极化增大,电池电压下降,较
早放电终止电压,表现出电容量的减小。在完全放电和随后用较大的电流多次充放电后可以
消除这种影响。
2.2 由于镉电极中添加了少量的金属镍粉作为导电剂和膨胀剂,或是由于烧结式镉电极在浸
渍过程中镍基板的腐蚀使镍进入镉电极中,而镍与镉可能形成Ni2Cd5或Ni5Cd21之类的金属
间化合物。放电时,金属间化合物将影响镉电极的电位,使之向正方向移动,导致电池电压
降低约150mV,此种情况的放电曲线如图1所示。图1中呈现了二个放电平台(略)。这类记
忆效应在电池经过多次深度充放后,金属间化合物将逐渐破坏记忆效应随之逐渐减弱,电容
量可得到恢复。
2.3镉镍电池的记忆效应还可能是在较长时间的搁置后,镍电极的活性下降引起的,也就是
镍电极活性物质逐渐转化为较低能量形式的材料,使得电池的放电电压降低,或是电池处于
较高温度下,正极自放电,导致电池容量的下降。
镉镍电池镍电极的变化引起的记忆效应往往被镉电极产生的记忆效应掩蔽了。
3 金属氢化物镍电池的记忆效应
过去有些人总认为金属氢化物镍电池没有记忆效应。但是,近年来的研究表明实际并非如
此,金属氢化物镍电池也具有记忆效应,图2就是直接的说明(略)。
图2中第1周以1.0C的电流对电池充电至电压出现最高点后下降12mV时,即-ΔV=12mV作为
充电终点(下同),接着以1.0C的电流放电至1.0V,第2~18周的充电控制方法和第1周相
同。第2~18周的放电电流也是1.0C,但放电终止电压为1.15V。从图2可见,放电容量随放
电周次的增加逐渐减小。第19~21周放电终止电压控制在1.0V,电池的放电容量随周次的增
加逐渐增大。第19周的放电曲线上呈现二个电压平台,并且不能放出全部的容量(如第1周
的放电容量),表现出记忆效应了。
金属氢化物镍电池的记忆效应的容量损失依赖于放电深度。如果终止电压控制在
1.20V,则记忆效应的容量损失十分明显;如果终止电压控制在1.15V~1.10V,则记忆效应
的容量损失就较小。
4 结语
镉镍电池会产生记忆效应。金属氢化物镍电池也会产生记忆效应。虽然关于这种电池的
记忆效应的机理尚不很清楚,但是为了避免或减轻这种电池的记忆效应,经常地进行电池的
全充放电是十分必要的。