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。     

影响MH-Ni电池自放电因素的探讨

探讨了电池中的气氛、ＭＨ电极、隔膜材料、贮氢合金生产工艺和氢化物分解压对ＭＨ－Ｎｉ电池自放电的影响。试验发现隔膜材料对ＭＨ－Ｎｉ电池的自放电影响最大,选用丙烯酸改性的ＰＰ隔膜材料可抑制ＭＨ－Ｎｉ电池的自放电速率。其次是贮氢合金粉的生产工艺,热处理合金粉能提高ＭＨ－Ｎｉ电池的荷电保留,而非热处理合金中Ｍｎ和Ａｌ在高温下溶解于电解液中导致ＭＨ－Ｎｉ电池放电容量不可逆损失。ＭＨ－Ｎｉ电池中的气氛对电池自放电影响较小。在１０１３．２Ｐａ～１０１３２Ｐａ范围内ＭＨ－Ｎｉ电池自放电不受氢化物分解压的影响。贮氢合金中镧含量的提高可改善ＭＨ－Ｎｉ电池荷电保留。负极中添加钴化合物能增加ＭＨ－Ｎｉ电池自放电速率     

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。     

热处理对 AB_2 型合金 MH-Ni 电池寿命的影响

对以ＡＢ２型合金为负极的ＭＨ－Ｎｉ电池的寿命进行了系统研究。采用封口化成工艺、负极为ＡＢ２型合金的ＭＨ－Ｎｉ电池在活化初期及大倍率充电时,由于ＡＢ２型合金较ＡＢ５型合金难活化及动力学性能差,内压更易升高,造成电池喷爬碱和微漏气,电池寿命变短。负极为ＡＢ２型合金的电池经过热处理,可显著改善电池寿命特性,为ＡＢ２型合金在ＭＨ－Ｎｉ电池中的应用提供了重要条件。     

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。     

贮氢合金的表面处理研究

对贮氢合金粉ＭｍＮｉ３．５５Ｃｏ０．７５Ｍｎ０．４Ａｌ０．３进行了添加氧化亚钴的热碱还原处理的实验研究工作。实验结果表明,该方法可以显著提高 ＭＨ／Ｎｉ电池的活化性能和循环特性,降低电池内压,提高电池的耐过充能力。其效果优于单纯的热碱还原处理,但后者又优于贮氢合金粉不处理。     

高容量AAA型MH-Ni电池的开发

研制的ＡＡＡ型ＭＨ－ Ｎｉ 电池,使用薄壁电池壳和较薄的隔膜,增加了壳内有效容积,使电池容量可达到６５０ｍＡ·ｈ 。该电池放电平台高,荷电保持能力强,１Ｃ率放电性能优良,循环寿命良好,可以满足移动电话用ＭＨ－ Ｎｉ 电池的使用要求     

MH/Ni电池粘合剂的性质及测试方法

粘合剂作为ＭＨ／Ｎｉ电池电极材料的重要组成部分，对于电池各方面的性能，如容量、循环寿命、内阻、快速充电时的内压等具有很大的影响。叙述了ＭＨ／Ｎｉ电池常用粘合剂（ＣＭＣ、ＭＣ、ＰＴＦＥ、ＨＰＭＣ等）的物理化学性质及其优缺点，探讨了粘合剂结构与性能的关系，并介绍了一些粘合剂的测试方法（粘度测定、拉伸剪切强度试验、冲击强度试验、耐碱性试验、扫描电镜分析、红外光谱分析）。     

Sc型MH-Ni电池的研制

研制的Ｓｃ型ＭＨ－Ｎｉ电池,正极载体采用连续式泡沫镍,负极载体采用穿孔镀镍钢带,正、负极板采用卧式拉浆工艺生产。该电池放电平台高,容量可达到２６００ｍＡｈ（１Ｃ）,荷电保持能力强,高倍率放电性能优良,循环寿命良好,可以满足电动工具用Ｓｃ型ＭＨ－Ｎｉ电池的使用要求     

镍电极快速充电研究

讨论了镍电极中活性物质成分与粘结剂配方对ＭＨ－Ｎｉ电池１Ｃ快速充电性能的影响。结果表明,当镍电极中活性物质成分调整至Ｎｉ（ＯＨ）２为７５％、导电剂为１５％,添加剂为６．５％,粘结剂为３．５％时,并采用ＰＴＦＥ与ＣＭＣ混合型粘结剂（配比为ＰＴＦＥ∶ＣＭＣ＝１∶１）,制造出来的发泡式镍电极的ＭＨ－Ｎｉ电池１Ｃ充放电性能较好,且１Ｃ充放电循环寿命达１５０次以上。     

镍氢电池热处理对其内压及活化的影响

采用封口化成工艺的镍氢电池在活化初期及大倍率充电时内压过高,造成电池漏液爬碱,容量下降,寿命变短,安全性差,而且化成时间较长。本文报导了镍氢电池经过热处理以后,可以显著降低大倍率充电时电池内压,缩短化成时间,有利于提高电池的综合性能。     

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。     

MH/Ni电池失效原因

通过MH/Ni电池的电极材料性能 ,内压及内阻的变化 ,综合分析电池失效的原因 ,并阐明它们之间的联系。为提高MH/Ni电池的使用寿命 ,关键在于研制具有高贮氢容量 ,低析氢平台分压 ,抗氧化能力强 ,并具有氢氧化合催化能力强的贮氢材料。     

拉浆负极用粘合剂的研究

采用拉浆工艺生产MH-Ni电池负极,工艺简单,价格便宜,利于连续生产.从拉浆贮氢负极工业化大生产的工艺可行性出发,并基于常用的粘合剂(PVA、MC、CMC等),研究了四种不同种类的粘合剂:1~＃——PVA(2.5%),2~＃——MC(2.5%),3~＃——PVF+CMC(2.5%),4~＃——PVA+CMC(2.5%);探讨了粘合剂种类及用量不同时对拉装工艺和电化学性能的影响.考察电池的泄漏情况、内压情况、循环寿命和自放电性能等综合水平,表明4~＃粘合剂具有良好的流动性和连续性,其用量在15%～20%时对循环寿命和自放电性能最为有利.     

MH/Ni电池内压与循环寿命的关系

测试了MH/Ni电池在大量过充情况下内压曲线 ,以及 1C循环寿命曲线。结果表明 ,内压对电池循环寿命影响很大。采用一种特殊工艺生产的贮氢合金有较好的催化活性 ,能显著地降低内压 ,并延长电池使用寿命     

直封MH/Ni电池内阻特性研究

将电池内阻与内压相联系,研究了直封MH／Ni电池在充放电过程及循环寿命测试实验中的内阻变化情况。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,减少正极膨胀、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。