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。     

高性能泡沫镍电极的研究

研究了ＨＰＭＣ、ＣｏＯ,ＺｎＯ含量对泡沫镍电极性能的影响。结果表明,在镍正极中加入ＣｏＯ可以大幅度提高Ｎｉ－（ＯＨ）２利甲率,但电极只含ＣｏＯ不能有效抑制膨胀,同时添加ＣｏＯ、ＺｎＯ可以大幅度提高电极寿命。此外,少量ＺｎＯ的加入对Ｎｉ（ＯＨ）２利用率影响较小。在本论文的实领条件下,制造高性能泡沫镍电极的合适工艺为：ＨＰＭＣ、ＣｏＯ、ＺｎＯ掺入量分别为０．５％、９％、４．５％。制尾的ＭＨ－Ｎｉ电池的容量在１３００ｍＡｈ以上,１Ｃ循环寿命在３００次以上,０．２Ｃ放电１．２Ｖ以上时间占总的８０％以上,１Ｃ放电１．２Ｖ以上时间占总的６０％以上。     

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。     

泡沫镍的性能参数

８０年代末新开发的泡沫式电极在Ｃｄ－Ｎｉ电池和ＭＨ－Ｎｉ电池上已成功地得到了应用，大大提高了电池的比容量和比能量。在七、八年的时间内ＡＡ电池的容量从０．５Ａｈ提高到０．９Ａｈ。本文主要就泡沫镍本身性能对Ｃｄ－Ｎｉ和ＭＨ－Ｎｉ电池正负极和电池性能的影响进行了论述，包括泡沫镍厚度，单位面积的重量，平均孔径、孔径的均匀性、孔率、抗拉强度、反复弯曲性能、可焊性和外观。泡沫镍的这些性能直接关系到电极制造的工艺、成本及工业化生产的可靠性     

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     

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。     

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。     

La_(0.8)Nd_(0.2)Ni_(3.55)Mn_(0.4)Al_(0.3)Co_(0.75)合金在充放电循环下的微结构研究

氢化物电极的循环寿命是ＭＨ－Ｎｉ电极能否实用化的主要性能指标之一,它主要取决于电极材料本身,如何提高材料在充放电循环过程中的使用寿命,仍然是人们普遍关注和有待深入研究的课题之一。本文通过Ｘ射线衍射分析、透射电镜直接观察以及电化学测量,研究了Ｌａ０．８Ｎｄ０．２（ＮｉＭｎＡｌＣｏ）５贮氢合金在充放电循环过程中显微结构的变化。研究结果表明：该合金电极的循环寿命不仅与合金成分有关,而且与合金的组织结构有关。电极循环寿命衰减的主要原因是合金在碱液中的氧化腐蚀,使负极活性物的有效部分减少;而合金的粉化,增加了粉末的表面积,加速了氧化腐蚀,因而表现出容量的衰减。电极循环寿命的衰退是合金在碱液中氧化腐蚀及合金微粉化的协同效应。     

1/2A型金属氢化物-镍电池的研制

研制成功了１／２Ａ型金属氢化物－镍电池，外形尺寸为：（Φ１６．５×２８．５）ｍｍ，正负电极采用双发泡镍式骨架，正极活性物质为含Ｃｏ８％球形Ｎｉ（ＯＨ）２，充分提高活性物质利用率，负极活性物质为包覆金属贮氢合金并加入２％抗粉化剂，克服因贮氢材料随充放循环次数增加而粉化导致电池寿命的降低。成品电极经疏水处理，电解液采用密度１．２８ＫＯＨ水溶液加入２％的ＬｉＯＨ及０．５％多官能团添加剂抑制自放电和电极膨胀。经上述处理的１／２Ａ型电池，０．２Ｃ率放电９５０ｍＡｈ，１Ｃ率放电８５５ｍＡｈ，自放电率＜２５％（２８天），１Ｃ率循环１００次容量衰减＜１０％，满足用于移动电话电池组所要求的内阻低、小巧轻便之特点。     

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。     

金属氢化物热泵及其研究进展

本文综述了氢化物热泵的工作原理以及氢化物发生吸氢和脱氢反应的机理,并对氢化物热泵在供水系统、太阳能利用系统、冷冻水供应系统、复叠循环系统上的应用进行了介绍,同时对采用压缩机驱动的氢化物热泵系统进行了介绍,并对氢化物热泵研究和应用中的课题进行了展望。     

贮氢负极的电化学交流阻抗特性研究

通过试验测得金属氢化物电极的电化学交流阻抗谱（ＥＩＳ），经过分析得到该电极的等效电路图。为了分析电极在不同状态下的阻抗及不同种类电极的阻抗，ＥＩＳ被用于其分析：（１）不同带电态的电极；（２）不同集流体电极；（３）不同化成态的电极。试验结果表明：（１）随放电深度的增加，电荷传递阻抗Ｒ７有先减小后增大的趋势，温伯格阻抗对应电导逐渐减小；对此进行了理论分析；（２）泡沫镍在电极中起到的集流作用不一定明显优于冲孔镍带，但可能由于镍的电催化作用，能减小电极反应的电子转移步骤阻抗；（３）以充放电方式的电化学化成主要是减小电荷转移阻抗，而对温伯格阻抗无明显影响。     

金属氢化物镍蓄电池SOC估计的EIS研究

研究了6.5 Ah圆柱形金属氢化物镍(MH-Ni)蓄电池不同荷电状态(SOC)下的电化学交流阻抗谱(EIS),结果表明EIS等效电路的欧姆内阻R6以及电荷转移内阻Rt随着电池SOC增加变化较小,难以用于电池SOC估计;而电池常相位角元件(CPE)参量及特征频率f*与电池SOC之间存在良好的单调依赖关系,可作为MH-Ni电池SOC有效估计的参数.     

金属氢化物镍电池的充电控制与循环寿命

讨论了金属氢化物镍电池的几种充电终止控制方法和电池循环寿命的关系。以充人额定容量120％的电量或以电池温升速度(△T／△t)等于1℃／min作为充电终止的控制方法，电池的循环寿命较长。减少过充电，可延长电池的循环寿命。     

非晶态Mg0.7Ti0.225Al0.075Ni贮氢合金电极交流阻抗谱

测定了不同荷电状态的非晶态镁基贮氢合金电极的电化学交流阻抗谱(EIS),并分析得到该电极的等效电路图。结果表明:(1)随放电深度的增加,电荷传递阻抗R3先减小后增大;(2)Al元素部分取代含Ti的MgNi可以减小电荷传递电阻,改善电极的电化学反应性能。     

贮氨合金的表面处理及其对电极性能的影响

贮氢合金的表面成分和形态对金属氢化物电极的电化学性能具有重大影响.文中综述了贮氢合金几种表面处理方法及其对氢化物电极的电化学容量、电催化活性、循环稳定性、快速放电能力、活化性能和自放电性能的影响.     

金属氢化物镍蓄电池储存稳定性研究

借助X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜法(SEM)对金属氢化物镍蓄电池在不同储存条件下性能的变化及影响进行了对比性研究,同时探讨了造成金属氢化物镍蓄电池在不同条件下储存期间性能下降的原因.结果表明:电池经不同条件储存后,电池的质量略微下降,内阻增加,开路电压变小,容量发生不可逆衰减,充电平台出现了不同程度的上升,其中50℃条件下储存的电池性能最差;经过XRD和SEM分析发现,在储存过程中,电池负极活性物质储氢合金粉发生了不同程度的粉化,正极活性物质球镍的结构也发生了不同程度的破坏.     

贮氢合金的进展

文章描述了贮氢合金的基本性质,金属氢化物的结构,以及贮氢合金吸释氢的热力学和动力学问题,指出了贮氢合金作为功能材料的应用价值和前景.     

金属氢化物镍电池的研究进展

综述了金属氢化物镍电池现有的贮氢合金负极和镍正极的改性研究及对电极新材料的探索，并从提高电池容量，改善大电流充放电特性，延长循环寿命等几个方面对电池综合性能的提高进行了探讨，章认为，MH－Ni电池虽已进入商品化阶段，介还有许多工作需要完善，MH－Ni电池将有广大的应用市场。     

废旧氢镍电池回收处理中镍元素浸出条件优化

采用湿法冶金处理方法对废旧氢-镍电池中有价金属元素镍的回收浸出条件进行了系统的研究,分析了镍元素浸出所用酸的种类、酸的浓度、反应温度、反应时间和固液比对镍元素浸出率的影响,得到了镍元素浸出最佳优化条件.研究结果表明,废旧氢-镍电池正负极材料混合处理时镍元素的溶出效果好,可使电极中95%以上的镍元素浸出.