鎳氫電池（Nickel-metal Hydride Battery）
國立台灣大學化學系黃俊誠博士/國立台灣大學化學系陳藹然博士責任編輯
鎳氫電池（Nickel-metal Hydride Battery或Nickel-metal Hydride Cell）的縮寫為NiMH，以吸附式氫氣合金電極為陽極，取代鎳鎘電池中的鎘金屬，如同鎳鎘電池，其陰極電極為氫氧化亞鎳（Nickel oxyhydroxide；NiOOH）。（圖一）由於此合金可吸收高達本身體積100倍的氫，儲存能力極強。和鎳鎘電池相比，兩者皆為1.2伏特電壓；鎳氫電池的電池容量（Capacity）約為鎳鎘電池的2-3倍，具低記憶效應與高自放電（Self-discharge）特性，可在一小時內再充電，內阻較低，一般可進行500次至1000次的充放電循環。但是與鋰電池比較，鎳氫電池的體積能量密度較低，行放電較高，且較高的記憶效應。因為鎳氫電池不含鎘，並且無鎘重金屬污染之虞，被譽為最環保的電池。
（圖一）鎳氫電池
鎳氫電池中，陰極反應中的「M」實際上是介金屬化合物（Intermetallic compound, IMC）。許多種類的介金屬化合物都已被運用在鎳氫電池的製造上，它們主要分為兩大類。最常見的是AB5一類，A是稀土元素（Rare earth element)－鑭（La）、鈰（Ce）、鏷（Pr）、銣（Nd）的混合物；B則是鎳（Ni）、鈷（Co）、錳（Mn)，（或者）還有鋁（Al）。而一些高容量電池的陰極板材質則主要由AB2構成，這裏的A則是鈦（Ti）或者釩（V），B則是鋯（Zr）或鎳（Ni），再加上一些鉻（Cr）、鈷（Co）、鐵（Fe）和（或）錳（Mn）。所有這些化合物可以反應形成金屬氫化物（Metal hydride），也可進行逆反應還原回金屬。
鎳氫電池的放電反應式如下：
陽極反應： MH(s) + OH－(aq)→H2O(l) + M(s) + e－
陰極反應： NiO(OH)(s) + H2O(l) + e－→ Ni(OH)2(s) + OH－(aq)
總反應：MH(s) + NiO(OH)(s) → M(s) + Ni(OH)2(s)
充電反應和方程式與放電反應相反。
M(s) + Ni(OH)2(s) → MH(s) + NiO(OH)(s)
鎳氫電池具有較高的自放電特性（self-discharge），所謂的自放電特性是指電池一陣子不用時，因空氣中微量導電因子（如水+二氧化碳）也會造成電池電力的流失；鎳氫電池的自放電率為30%，比鎳鎘電池每月20%的自放電速率高。電池充得越滿，自放電速率就越高。因此當我們使用出廠已有一段時間的鎳氫電池，會發現電量已經衰減大半甚至全部消失。在2005年製造商推出宣稱在20°C室溫存放一年後仍可保存70至85%電量的低自放電效應鎳氫電池，而且此新型電池未用完的電池電量，可利用充電器中的完全放電功能，將其剩餘電量完全放出再進行充電，降低電池的記憶效應，保持電池最佳狀態及延長電池使用年限。這種改良後的特性使鎳氫電池可以用於需要長期處於備用狀態的場合，例如備用照明電源、電子產品的紅外線搖控器電源等。
參考資料:
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