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50年来，便携式设备简直彻底依赖镍镉（NiCd）电池。这发生了很多数据，但在20世纪90年代，镍氢（NiMH）电池替代了镍镉电池，处理了后者虽然功能微弱但存在毒性的问题。镍镉电池的许多特性被转移到了镍氢电池阵营，供给了近乎完美的代替计划，由于这两种系统十分相似。由于环境法规的约束，现在镍镉电池仅限于特殊运用领域。
镍镉电池由瓦尔德马·容格纳于1899年创造，与当时仅有的另一种可充电电池——铅酸电池比较，它具有多项优势；但是，镍镉电池的资料本钱较高。其开展进程缓慢，但在1932年，人们成功将活性资料沉积在多孔镍镀电极内部，取得了突破性发展。1947年，通过吸收充电过程中发生的气体，电池功能进一步提高，从而诞生了现代密封镍镉电池。
多年来，镍镉电池一直是双向无线电、急救医疗设备、专业摄像机和电动工具的首选电池。20世纪80年代末，超高容量镍镉电池横空出世，其容量比规范镍镉电池高出60%。这是通过在电池单元中填充更多活性资料完成的，但这种提高也伴跟着更高的内阻和削减的循环次数。
规范镍镉电池仍然是最巩固且最易保护的电池之一，航空业仍然坚持运用这种系统，但要完成长寿数，需求对其进行适当的保护。镍镉电池，以及在一定程度上镍氢电池，都存在回忆效应，假如不定期进行彻底放电循环，会导致容量损失。电池似乎会“记住”之前开释的能量，一旦构成固定形式，它就不肯开释更多能量。（拜见BU-807：如何恢复镍基电池)
根据德国亚琛工业大学（RWTH，2018年）的数据，镍镉电池的本钱约为每千瓦时400美元[1]。表1列出了规范镍镉电池的长处和局限性。
表1：镍镉电池的长处与局限性。
镍氢电池的研讨始于1967年，但由于金属氢化物的不稳定性，转而开发了镍氢(NiH)电池。20世纪80年代发现的新型氢化物合金终究处理了稳定性问题，现在镍氢电池的比能量比规范镍镉电池高出40%。
镍氢电池并非没有缺陷。这种电池比镍镉电池更娇贵，充电也更杂乱。充电后24小时内自放电率达20%，之后每月以10%的速度自放电，使其成为同类产品中自放电率最高的电池之一。虽然改善氢化物资料能够降低自放电率和合金腐蚀，但这会降低比能量。电动动力系统运用的电池通过这种改善来取得所需的耐用性和长寿数。
镍氢电池已成为顾客最容易取得的可充电电池之一。松下、劲量、金霸王和雷特威等电池制造商认识到商场对耐用且低本钱可充电电池的需求，因而推出了AA、AAA及其他尺度的镍氢电池产品。这些厂商期望引导顾客从一次性碱性电池转向可充电电池。
面向消费商场的镍氢电池是作为失败的可重复运用碱性电池的代替品出现的，后者在20世纪90年代面世。有限的循环寿数和较差的读档特性阻止了它的成功。
表2比较了市售电池的比能量、电压、自放电和运行时刻。这些电池有AA、AAA等多种尺度，可用于专为这些标准设计的便携设备。虽然电池电压或许不同，但放电终止电压一般一致，一般为每节1V。便携设备在电压规模方面具有一定灵活性。有必要防止混用电池，且电池槽中应始终运用同类型电池。出于安全考虑和电压兼容性问题，大多数锂离子电池未以AA和AAA标准出售。
| 电池类型 | 容量 AA 电池 | 电压 | 贮存1年后的自放电容量 | 数码相机估计拍照张数 |
|---|---|---|---|---|
| 镍氢电池 | 2700毫安时，可充电 | 1.2伏 | 50% | 600次拍照 |
| Eneloop* | 2500毫安时，可充电 | 1.2伏特 | 85% | 500发子弹 |
| 一般碱性电池 | 2800mAh，不行充电 | 1.5V | 95% - 10年保质期 | 100次拍照 |
| 可重复运用的碱性电池 | 2000毫安时，后续充电量较低 | 1.4伏特 | 95% | 100张相片 |
| 锂（Li-FeS2） | 2,500–3,400mAh，不行充电 | 1.5V | 极低 - 10年保质期 | 690次拍照 |
表2：碱性电池、可重复运用碱性电池、Eneloop和镍氢电池的比较
翻译为中文： * Eneloop 是松下（2013）的商标，根据镍氢技能。
自放电在充电后立即到达最高值，随后逐渐削弱。
高自放电一直是运用可充电电池的顾客持续关注的问题，镍氢电池就像一个漏气的篮球或自行车轮胎。装有镍氢电池的手电筒或便携式文娱设备，闲置几周后就会“没电”。每次运用前都有必要充电，这让许多顾客感到不满，尤其是那些平常处于待机状态、仅在偶然停电时才运用的手电筒；比较之下，碱性电池能够保持电量长达10年。
松下和三洋的Eneloop镍氢电池将自放电率降低了六倍。这意味着在需求重新充电之前，充满电的电池能够存放的时刻是一般镍氢电池的六倍。Eneloop相对于一般镍氢电池的缺陷是比能量略低。
表3总结了工业级镍氢电池的长处和局限性。该表格不包含Eneloop及其他消费品牌。
表3：镍氢电池的优势与局限性。
1899年创造镍镉电池后，瑞典的瓦尔德马尔·容格纳试图用铁代替镉来节约燃料费；但是，低劣的充电效率和气体析出（氢气生成）问题使他终究放弃开发，未能取得专利。
1901年，托马斯·爱迪生继续开发镍铁电池，将其作为电动轿车铅酸电池的代替品。他宣称，浸没在碱性电解液中的镍铁电池“远优于运用硫酸铅板的电池”。他寄期望于新式的电动轿车商场，但当汽油动力轿车占据主导地位时，他失去了机会。当轿车职业将铅酸电池用作起动、照明和焚烧（SLI）电池，而非镍铁电池时，他的失望之情益发加深。（拜见BU-1002：电动动力总成、混合动力轿车、插电式混合动力轿车)
图4：托马斯·A·爱迪生和他的改善型储能电池。
爱迪生推行镍铁电池，称其比铅酸电池更轻、更清洁。较低的运营本钱将抵消较高的初始本钱。大约在1901年，爱迪生认识到了电动轿车的需求。他说，电池应该得到与马匹和铁路机车同等的重视。
镍铁电池（NiFe）选用氧化氢氧化物阴极和铁阳极，以氢氧化钾为电解液，发生1.20伏的标称单元电压。NiFe对过充和过放具有很强的耐受性，在备用运用中可运用超越20年。其抗振荡和高温的特性使其成为欧洲采矿业的首选电池；在第二次世界大战期间，该电池为德国V-1飞弹和V-2火箭供给了动力。其他用处包含铁路信号、叉车和固定式运用。
镍铁电池的能量密度约为50Wh/kg，低温功能较差，且每月自放电率高达20–40%。加之制造本钱昂扬，促进职业继续坚守铅酸电池。
改善正在进行中，NiFe（镍铁电池）正成为离网电力系统中铅酸电池的可行代替品。袋式极板技能降低了自放电率；该电池简直不受过充和欠充的影响，运用寿数应超越50年。比较之下，循环形式下深循环铅酸电池的运用寿数缺乏12年。NiFe的本钱约为铅酸电池的四倍，购买价格与锂离子电池相当。
镍铁电池选用与镍镉电池和镍氢电池类似的突变充电方法。不要像铅酸电池那样运用恒压充电和锂离子电池，但允许电压自在起浮。类似于镍基电池，当电池充满电时，跟着内部气体积聚和温度升高，电池电压开端下降。防止过度充电，由于这会导致水分蒸腾和电池变干。仅运用涓流充电来补偿自放电。
低容量一般能够通过施加高达三倍的C率的高放电电流，持续30分钟来改善。确保电解液温度不超越46˚C（115˚F）。
镍锌电池与镍镉电池类似，均运用碱性电解液和镍电极，但电压不同；NiZn的单体电压为1.65V，而NiCd和NiMH的单体电压为1.20V。NiZn以恒定电流充电至单体1.9V，且无法接受涓流充电（也称为保护充电）。其比能量为100Wh/kg，可循环200-300次。NiZn不含重金属有毒物质，易于回收。部分产品有AA电池标准的包装。
1901年，托马斯·爱迪生取得了可充电镍锌电池系统的美国专利，该系统于1932年至1948年间安装在铁路车辆上。镍锌电池因枝晶生长导致自放电率高、循环寿数短，这往往会造成短路。电解液的改善削减了这一问题，镍锌电池正被重新考虑用于商业用处。低本钱、高功率输出和杰出的温度作业规模使这种化学系统具有吸引力。
当镍氢电池的研讨始于1967年时，金属不稳定性问题导致研讨转向镍氢电池（NiH）的开发。镍氢电池运用钢制容器在8,270kPa（1,200psi）的压力下贮存氢气。电池单元包含固体镍电极、氢电极、气体隔阂和电解液，这些都封装在加压容器中。
NiH 的标称电池电压为 1.25V，比能量为 40–75Wh/kg。其长处包含运用寿数长，即便通过彻底放电循环，日历寿数也较长，腐蚀率低，自放电极小，且温度功能优异，可在 –28°C 至 54°C（–20°F 至 130°F）规模内作业。这些特性使 NiH 成为卫星运用的抱负选择。科学家曾尝试开发用于地面运用的 NiH 电池，但比能量低和本钱高阻止了这一努力。用于卫星运用的单个电池本钱高达数千美元。跟着 NiH 在卫星中替代 NiCd，人们正转向长寿数锂离子电池。
电话：153-1370-2523
美国邱健蓄电池集团总部