提高MH-Ni电池循环寿命的研究

循环寿命是MH Ni电池的重要指标之一。从材料的角度综述了MH Ni电池循环寿命下降的原因 ,指出负极贮氢合金性能的衰减、正极氢氧化镍性能的恶化和隔膜本身性质的变化所带来的碱液丧失是导致MH Ni电池循环寿命降低的主要因素。同时 ,指出优化负极合金的组分 ,对合金进行表面处理可提高合金的抗粉化、氧化或耐酸碱腐蚀的能力 ;通过添加合适的添加剂如Co、Zn、Cd等可提高氢氧化镍的活性 ,抑制镍电极的膨胀并提高镍电极的充电接受能力 ;选用面电阻小、吸碱率大、综合性能好的隔膜可保证电池内合适的电解液量 ,从而也可以提高电池的循环寿命     

热处理对La_(0.9)Nd_(0.1)(NiCoMnAl)_5电极性能的影响

研究了热处理对Ｌａ０．９Ｎｄ０．１（ＮｉＣｏＭｎＡｌ）５电极材料结构、成分、脱氢压力－组成等温曲线（ＰＣＴ）、循环寿命的影响。Ｘ射线衍射结果表明热处理降低了评价主相峰的半高宽（ＦＷＨＭ）平均值，即降低了晶格应力。采用ＪＳＭ－８４０能谱分析仪对热处理前后合金成分进行分析，发现热处理使得合金中的Ｌａ、Ｍｎ向晶内扩散，而Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｌ却向晶界偏聚。测定了室温下热处理前后的合金脱氢ＰＣＴ曲线及其电极循环寿命曲线，结果表明热处理使电极放电容量有所降低，同时却又使电极循环寿命有所提高，并且还降低了合金平衡压。     

MH-Ni 电池的循环寿命研究

采用正交试验方法研究了ＭＨ－Ｎｉ电极的配方、导电剂、添加剂、制片压力、粘结剂等夺种工艺因素对电池循环寿命的影响,并探讨了负极配方、充放电制度、电极极化及镍电极等影响电池循环寿命的原因。研究结果表明,当采用１０．０‰的导电剂、５．０‰的添加剂、ＣＭＣ∶ＰＶＡ＝１．５∶１及５ＭＰａ的制片压力等工艺条件时,制备出的ＭＨ－Ｎｉ电池具有最好的循环寿命,经１Ｃ大电流充放电１２０次后电池的容量仅损失２．５‰。大电流充放电条件下电极极化、镍电极的过早失效以及电解液的大量损耗是导致ＭＨ－Ｎｉ电池循环寿命下降的主要原因。     

直封 AAA MH-Ni 电池的研究

直接封口技术是ＭＨ－Ｎｉ电池的发展趋势,这样可省去开口化成的繁杂工序,降低成本,不污染环境,且电池的均匀性能得到了提高。本文对直封ＡＡＡＭＨ－Ｎｉ电池进行了详细的研究,实验结果表明：电池０．２Ｃ的放电容量可达４２０ｍＡｈ以上,中值电压大于１．２Ｖ,而且电池高倍率放电性能亦良好;电池的自放电率低于２８％;对电池进行１Ｃ连续充放电测得的循环寿命达到５８０次。本文还对ＭＨ－Ｎｉ电池在充放电过程中内压变化进行了初步分析,并发现了电池失效的主要原因是负极合金发生了氧化和正负极活性物质都发生了粉化。     

AA型密封MH-Ni电池内阻特性研究

研究了ＡＡ型密封ＭＨ－Ｎｉ电池在充放电过程及循环寿命测试实验中的内阻及内压变化情况。实验结果表明,在充放电过程中,内阻变化受正负极活性物质氧化态／还原态的转化反应影响,充电过程还与内压有关;在循环寿命测试实验中,由于正极膨胀及电解液的减少,内阻增大,导致电池容量衰减,性能降低。因此,减小正极膨胀和保持电解液量是降低内阻、提高电池性能、延长电池循环寿命的有效方法。     

稀土元素在碱性锌电极中的应用

通过阴极电解的方法在平板锌电极上沉积上了一层稀土氢氧化物膜;用自行设计的电化学分析方法研究了稀土氢氧化物膜对碱性锌电极放电产物在碱液中溶解性的影响;又用循环伏安法进行了模拟充放电实验,并且组装模拟电池进行了充放电实验。结果表明:在电极表面沉积一层稀土氢氧化物膜能有效地阻挡锌电极放电产物在碱液中的溶解,使大部分放电产物保留在电极原有的结构上,因此,有利于克服锌电极在充放电过程中存在的容量损失问题。模拟充放电实验进一步证明:稀土氢氧化物能显著地提高碱性锌电极的循环寿命,减少充放电过程中的容量损失。     

碱性电解液中的还原剂对MH-Ni电池性能的影响

系统研究了碱性电解液中的还原剂对ＭＨ－Ｎｉ电池电化学性能的影响。实验使用典型ＡＢ５型合金ＭｍＮｉ３．５５－Ｃｏ０．７５Ｍｎ０．４Ａｌ０．３泡沫镍负极及Ｎｉ（ＯＨ）２泡沫镍正极,制成ＡＡ型电池,并注入２．６ｇ６．８ｍｏｌ／ＬＫＯＨ＋０．５ｍｏｌ／ＬＬｉＯＨ＋０．００５ｍｏｌ／ＬＫＢＨ４溶液,封口静置。参照电池的电解液则为２．６ｇ６．８ｍｏｌ／ＬＫＯＨ＋０．５ｍｏｌ／ＬＬｉＯＨ。在电池化成后,参照电池没有喷爬碱,而实验电池却高达３０％。在２５０个充放电循环以后可较明显看出实验电池的寿命差于参照电池。在充放电循环过程中,实验电池的放电平台逐渐低于参照电池的放电平台。实验电池的内压略高于参照电池的内压。实验电池注同量碱液的时间比参照电池延长大约５倍,并造成封口模具腐蚀加重。本研究结果表明部分厂家在碱液中添加微量还原剂的方法对电池综合性能及其规模生产都是不利的。     

MH-Ni电池失效的电化学分析

通过对失效MH Ni电池的解剖 ,用电化学方法研究分析了贮氢合金表面处理对充放电循环寿命终止时MH Ni电池负极的充放电性能和极化性能的影响。负极充放电曲线表明未处理贮氢合金电极的表面已严重氧化 ,其极化电阻大约是处理贮氢合金电极的 3～ 4倍。而经表面处理的贮氢合金电极仍具有良好的充放电性能和小的极化电阻。说明表面处理抑制了充放电循环过程中贮氢合金表面的氧化     

La_(0.75)Nd_(0.05)Pr_(0.2)B_5 电极性能的研究

通过对制备好的ＬａｘＮｄｙＰｒ１－ｘ－ｙＢ５系列合金放电容量的初步测定，发现所设计合金放电容量均在２７６ｍＡｈ／ｇ～３０１ｍＡｈ／ｇ之间。为评价所设计合金的综合性能，本文选取其中一种成分即Ｌａ０．７５Ｎｄ０．０５Ｐｒ０．２Ｂ５，采用ＳＥＭ、ＸＰＳ等测试手段，对合金循环寿命、表面状态，ＰＣＴ曲线等性能进行了测定。测定结果表明，合金的表面状态对其活化速度具有一定影响，金属Ｎｉ弥散分布在Ｌａ２Ｏ３基体上，有助于氢的吸附和解析，使合金活化速度加快。此外，对合金粒度与放电容量、循环寿命间关系的研究表明：粒度分布在１００目～３００目间和５００目以下的合金放电容量较高，但大颗粒合金较小颗粒合金循环寿命长     

锌单晶体(002)和(100)晶面的电化学行为

用塔菲尔曲线外推法、循环伏安法以及充放电法分别研究了锌多晶体电极、锌单晶体(002)晶面电极和(100)晶面电极在6.0 mol/L的KOH溶液中的电化学行为.结果表明:在6.0 mol/L的KOH溶液中,锌多晶体电极、锌单晶体(002)晶面电极和(100)晶面电极的腐蚀速度依次减小;锌单晶体电极可逆性更优;充放电循环过程中,在锌多晶体电极表面比锌单晶体电极表面更易生长枝晶.     

降低MH-Ni电池中储氢合金使用量的新方法

提出了一种降低金属氢化物-镍(MH-Ni)电池中AB5合金使用量的新方法,即采用CoOOH包覆的氢氧化镍,从而完全消除金属氢化物(MH)电极中的放电储备容量.充放电测试结果表明,消除放电储备容量有利于电池的0.2 C充电、大电流放电和循环性能,尤其是在MH电极的剩余容量明显降低后.因此,在保持电池性能的同时AB5合金的...     

低钴非包覆贮氢合金在金属氢化物镍蓄电池中的应用

研究一种利用本地区生产的高Nd混合稀土进行制作Co含量低于0.5的非包覆贮氢合金,发现其有易活化、此容量高等优点.采用合理的负极制造工艺后,该合金的性能在负极中同样可以得到充分发挥.以此制成的氢化物镍蓄电池可满足“高倍率型电池”的放电要求并具有较长的循环寿命.     

炭黑含量对铅酸蓄电池负极性能的影响

采用充放电技术研究了电动车用阀控铅酸蓄电池负极的炭黑含量对电池容量、充电接受能力及充电方式的影响,结果表明负极中添加适量的炭黑可以改善电池负极的导电性能,提高电池的负极活性物质利用率及电池的放电容量,有利于电池的大电流放电,提高电池的充电接受能力及循环寿命,并对充电方式的敏感性小。电动车用阀控铅酸蓄电池负极炭黑添加量在0.9%左右时表现出最佳的充放电性能。     

SnSb复合负极材料的合成和电化学性能

采用液相化学还原法,制备了锂离子电池用SnSb复合负极材料。通过SEM、XRD和恒流充放电实验,研究了反应溶液浓度对SnSb合金相组成、颗粒形貌和电化学性能的影响;研究了粘结剂PVDF含量对电极循环稳定性的影响。在氯化物和还原剂NaBH4浓度分别为0.04 mol/L和0.10 mol/L时,得到的产物中金属间化合物(SnSb相)的含量最高,制备的电极循环性能也相对较好;当PVDF的含量为10%(质量比)时,制备的电极在200 mA/g的电流下循环稳定性较好。     

MH-Ni电池失效简析(Ⅰ)——镍电极的膨胀

高密度球形Ｎｉ（ＯＨ）２的开发，大大地提高了镍电极的体积比能量。但其比表面积低，在应用于ＭＨ－Ｎｉ电池时要求镍电极能符合快速充放电的要求，电流密度成倍增加，使镍电极发生膨胀。本文通过解剖早期失效及寿命终止的电池，研究了镍电极膨胀对它的作用与影响。镍电极膨胀吸液，使隔膜含液量降低，增大了电池欧姆极化引起电池早期失效。镍电极的膨胀不仅会使ＭＨ电极含液量降低，加速合金的氧化粉化，还可能因其复合氧能力下降，使电池内压升高造成电解液的进一步流失而导致电池性能进一步恶化。实验通过ＳＥＭ、ＸＲＤ等测试表明，镍电极本身也会因膨胀造成整体导电网络的破坏与改变。两电极劣化的共同作用导致氢镍电池的失效。本文还对可能的解决途径进行了探讨     

KOH浓度对密封锌镍电池性能的影响

考察了电解液中的KOH浓度对AA型密封锌镍电池充放电电压、充放电内阻、放电容量及循环寿命的影响.结果表明,当电解液中的KOH浓度较高时,电池的充电电压较低,内阻较小,放电容量较高.KOH浓度越高,电池的循环寿命越长.当KOH浓度为7.5 mol/L时,电池的循环寿命为120次(放电容量为设计容量的60%).     

充放电制度对La-Mg-Ni合金电极性能的影响

采用不同电流进行充放电测试,研究充放电制度对La0.75 Mg0.25 Ni3.5Cox(x=0、0.2、0.4和0.6)合金电极电化学性能的影响.随着电流的增加,合金的最大放电容量降低.在600 mA/g时合金的循环寿命长于100 mA/g时.X射线光电子能谱(XPS)的结果表明,在KOH电解液中,电极失效的主要原因是合金中La和Mg元素的腐蚀和氧化.     

MH-Ni电池降低内压延长寿命的方法

分析了ＭＨ－Ｎｉ电池内压产生的原因。为了降低ＭＨ－Ｎｉ电池的内压提高寿命,分别通过ＭＨ负极用粘合剂以及合金粉制作工艺两个方面进行研究,结果表明：不同种类的粘合剂对电池内压有较大影响,通过对粘合剂的作用机理进行分析,认为亲水性粘合剂与憎水性粘合剂配合使用效果较好,实验结果表明负极采用０．５％ＨＥＣ和１％ＰＴＦＥ配合使用能有效地降低电池１Ｃ过充电时电池的内压;热处理合金与非热处理合金粉对电池内压及循环寿命影响也较大,通过对比ＰＣＴ曲线发现,合金粉经过热处理,曲线平台变宽,实验结果表明,采用热处理合金粉不仅能显著地降低电池内压,还能提高电池１Ｃ充放电循环寿命。通过上述方法制作的ＡＡ型电池１Ｃ充１２０ｍｉｎ电池内压小于０．８ＭＰａ。     

多硫化钠/溴液流电池的初步研究

以聚丙烯腈石墨毡和化学沉积镍钴合金的泡沫镍为正、负极电极材料,4 mol/L NaBr、1.3 mol/L Na2S4为正负极电解液,研究了常温下多硫化钠/溴液流电池的开路电压、正负极电位随电池充放电容量的变化规律,测定并分析了电池及正负极充放电时的极化曲线及电池的循环性能.结果表明:所用的电极材料对电池正负极反应的电催化活性好,当充放电电流密度为30 mA/cm2时,该电池库仑效率达96.1%,能量效率为69.4%(43次结果平均值).