镍氢电池(Ni/MH)的充放电原理利用了储氢合金的吸放氢性能,氢通过碱性电解液在金属氢化物电极和 Ni(OH)2电极之间运动。电池充放电过程不存在气态氢分子,充电为负极储氢过程,负极处的水得到电子生成氢原子,氢原子与合金反应形成氢化物;而放电为合金放氢过程,金属氢化物分解出的氢原子在合金表面发生氧化失去电子,进一步与氢氧根结合生成水。在镍氢电池正、负极上所发生的反应中只是氢原子在正负极之间移动,储氢合金本身并不作为活性物质而参加反应,同时,电池工作中不消耗电解液成分(H2O 和 KOH),因此电池具有很高的稳定性、密封性及易于维护的特性。镍氢电池取代镍镉电池,不再使用有毒元素镉而消除了重金属元素对环境造成的污染危害,而且镍氢电池电量储备比镍镉电池多30%,比镍镉电池更轻,使用寿命也更长,故得到广泛的应用。

　　镍氢电池现在主要应用于混合电动车,这种油电混合动力汽车启动和低速行驶使用电池,高速行驶用汽油发动机。油电混合动力汽车比纯电动汽车便宜,与普通汽油车相比,排放大大降低、耗油少。车用镍氢电池性能优良、安全可靠、技术成熟稳定,是混合动力车比较理想的辅助动力。随着混合动力车技术的不断发展,动力电池用储氢合金必将迎来一个黄金发展期。

　　研究发现,不同的处理工艺对储氢合金的微观结构及其性能影响特别大,快淬工艺可以明显改善合金的储氢性能,通过快淬处理的合金具有纳米晶和非晶混合结构,是改善电极放电容量和循环稳定性的决定性因素。由此可以改善镍氢电池的性能。对比试验证明,铸态合金是典型的树枝晶结构,退火态合金转变成等轴晶结构,快淬态合金是由特别明显的细晶窝状结构组成。由于上述显微结构的不同,铸态合金的循环稳定性很差,经过500次循环后,放电容量衰减了一半以上,但是退火态和快淬态合金循环稳定性能都优于铸态,快淬态的稳定性能是最好的,500次循环后容量保持率仍然可以达到69.3%,说明快淬态合金的细晶窝状结构可以有效地提高其循环稳定性能。例如,釆用真空熔炼制备了MlNi4.1Mn0.35Al0.3Fe0.25,然后进行快淬和退火处理。结果表明,所得合金具有高的储氢容量,有效放电容量可达300mA·h/g。研究报告指出,对稀土储氢合金进行快淬处理,一方面可以大批量生产具有纳米晶和非晶组织的合金,便于商业化发展;另一方面可以避免制备合金过程中,电极材料被氧化和污染,有效避免外界因素对合金的储氢性能的影响。