高性能Ni/MH电池的研究概况

本文综述了高性能Ni/MH电池的研究概况,包括该电池商品化所要达到的特性,针对这些特性所采用的技术,如实现高容量技术、长寿命技术、降低自放电技术、急速充电技术等,以及今后需要研究的课题。     

贮氢合金电极有机酸处理研究

本文以甲酸、醋酸、草酸和氨基乙酸等有机酸在室温下对Mm(NiMnCoAl)_5型贮氢合金扣式电极进行较短时间的浸泡处理,结果使电极活化性能、首次放电容量、高倍率充放电性能均不同程度有所提高。借助ICP(等离子体发射光谱法)分析了贮氢合金经酸处理后的化学处理液的成分,初步讨论了电极电化学性能变化的原因。以氮基乙酸直接处理贮氢合金泡沫镍电极,装配成Ni—MH电池进行封口化成,两次即化成结束,1C、3C倍率下放电容量分别为0.2C的96.8％和89.4％,电池经500次循环,容量衰减仅11.5％。     

影响MH电极电催化活性的因素

本文综述并分析了MH电极贮氢电极过程及影响电极贮氢反应速度的因素,总结了各种提高MH电极电催化活性的方法,其中包括微包覆,双相合金等一系列材料和电极处理途径。     

用硼氢化钾处理贮氢合金对电池性能的影响

研究了在碱性溶液中以硼氢化钾为还原剂对贮合金粉的表面处理对MH/Ni电池性能的影响。结果表明处理明显提高了MH/Ni电池充放电循环寿命和放电平台电位,改善了电池的高倍率放电性能和低温性能。结合以前的工作分析了表面处理对MH/Ni电池性能改善的机理。     

贮氢合金粉体表面处理的研究

本文研究富镧稀土—镍(MlNi_5)合金粉体的表面处理,筛选出较好的配方及工艺条件,合金粉通过镀铜镀镍,可以提高其抗氧化和抗粉化能力;合金粉镀镍前采用胶体钯预处理可取得较好的效果,本文还研究了表面处理对金属氢化物电极性能的影响。     

降低MH/Ni电池内压的途径

针对国内外研究者如何降低MH/Ni电池内压所采取的工艺措施 ,从贮氢合金制备、贮氢合金及MH电极表面处理到正负极添加剂等方面进行了概述。     

热处理对贮氢合金电极性能的影响

研究了热处理对Mm(Ni,Co,Mn,Al)5贮氢合金电极电化学性能的影响.恒流充放电测试结果表明:经过热处理的电极比未处理的电极多放出17%的化成容量;用经过热处理的电极制成的MH/Ni电池,以15 C恒流脉冲放电的电压降比使用未处理电极的电池减少了近60 mV.循环伏安实验发现:经过热处理的电极的氢脱出峰电流比未处理的电极的高56 mAh/g,氢脱出峰电位负移了近140 mV.用扫描电镜、X射线衍射研究了热处理对贮氢合金表面和结构的影响.     

AB_2和AB_5型贮氢合金的表面处理

贮氢合金的表面性质对于它的电化学应用极为重要。锆基ＡＢ２型Ｌａｖｅｓ相贮氢合金具有容量高、寿命长的优点,但活化性能和大电流极电能力差,影啊了Ｌａｖｅｓ相贮氢合金在ＭＨ－Ｎｉ电池中的应用;ＡＢ５贮氢合金具有活化性能好、容量在２６０ｍＡｈ／ｇ～３２０ｍＡｈ／ｇ之间,是目前国内、日本国ＭＨ－Ｎｉ电池负极的主干材料,结合本实领室的工作,分析了贮氢合金表面与电极性能的关系,综述和比较了近年来对ＡＢ２和ＡＢ５型贮氢合金表面处理的研究情况。     

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.     

锆基AB_2型Laves相贮氢电极的表面处理

锆基AB_2型Laves相贮氢合金具有容量高,寿命长的优点,但其活化困难,高倍率放电性能低下,阻碍了Laves相贮氢合金的应用。本文分析了电极的表面结构与电极性能的关系,对近年来发展起来的各种表面处理工艺,对其原理,作用及优缺点进行了综述,并就其前景作了评述。     

甲酸处理对储氢合金和电池性能的影响

采用甲酸和甲酸与氨水混合体系对储氢合金进行表面处理.实验结果表明采用该方法对储氢合金进行表面处理,合金表面形成富金属Ni和Co催化层,同时也增加了合金比表面积;合金电极在碱液中的电化学反应速度和抗氧化能力提高,氢原子在合金本体中的扩散加强,这不但提高了储氢合金高倍率放电能力,而且改善了MH/Ni电池循环寿命、大电流放电能力和低温放电能力.     

银对贮氢合金电极表面修饰的研究

采用真空蒸镀的方法对贮氢合金电极进行了镀覆银膜的表面修饰.结果表明:使用经过修饰的极片的电池内阻降低31.5%,5 C(8.5 A)放电容量提高200mAh,放电平台电压提高约0.10 V,充电电压降低.银膜不仅起导电层的作用,也起电极保护层的作用,抑制了合金的粉化和氧化,提高了电池的循环稳定性,电池过充电时内压降低,充电效率有所提高.     

还原剂处理对La-Mg-Ni系A_2B_7型贮氢合金性能的影响

以A_2B_7型贮氢合金La_(0.75)Mg_(0.25)Ni_(3.3)Co_(0.25)为对象,用不同还原剂对贮氢合金进行表面处理,系统研究了还原处理前后合金电极电化学性能的影响。结果表明:与未处理相比,还原剂处理后合金电极活化次数只需2次即可活化,明显改善电池的活化性能,合金电极的循环寿命比未处理合金显著提高,三种不同还原剂KBH_4、N_2H_4、NaH_2PO_2处理后的合金电极100次循环保持率分别为75.33%、78.70%、89.29%。合金电极的高倍率放电性能依次增加,但高于未处理合金,从动力学的角度对贮氢电极高倍率放电性能进行了分析。结果表明,与未处理相比,三种不同还原剂KBH_4、N2H_4、NaH_2PO_2处理后的合金电极的交换电流密度依次增大,其极限电流也逐渐增大,循环伏安氧化峰面积和峰电流也出现同样变化。表明表面还原处理能有效提高贮氢合金电极吸、放氢过程的动力学性能,其高倍率放电性能的改善是源于电极表面的电子迁移速率和氢在合金体相中扩散速率这两方面共同作用所引起的。     

MH/Ni碱性蓄电池技术的研究与开发

介绍了开发研究MH/Ni圆柱密封碱性蓄电池技术工艺,AA型MH/Ni碱性蓄电池的电性能和实验结果.     

电极表面修饰对MH/Ni电池性能的影响

对小型MH/Ni电池正负极片进行了修饰研究.实验结果表明:该方法可增强电极的导电性,降低电池的内阻,提高电池的充放电效率和大电流放电能力,改善了电极的电化学性能.     

粘合剂对 MH 电极性能的影响

目前所使用单一粘合剂不能很好地满足ＭＨ电极需要,采用亲水性的粘合剂聚乙烯醇（ＰＶＡ）和憎水性粘合剂聚四氟乙烯（ＰＴＦＥ）联合使用,研究了ＰＴＦＥ浓度变化以及处理条件改变时对ＭＨ电极性能的影响。实验结果表明,在适当压力、温度下,ＭＨ电极表面涂覆的聚四氟乙烯较好地分散到合金周围,避免了贮氢合金粉的脱落,提高了活性物质利用率;２％ＰＶＡ和１５％ＰＴＦＥ联合使用在大电流放电条件下具有较高的放电容量。     

贮氢合金电极的循环伏安和交流阻抗研究

贮氢合金电极的表面处理是改善其电化学性能的有效方法。通过MH电极的循环伏安和电化学阻抗谱研究了碱性溶液中MH电极表面还原处理对其电化学性能的影响。结果表明MH电极表面还原处理后 ,提高了电极的充电效率 ,改善了电极表面的电化学反应活性。通过对MH电极电化学阻抗谱的分析 ,发现这种处理明显降低了电极表面的电化学反应阻抗。     

贮氢合金表面处理及其对氧化物含量的影响

为了有效去除贮氢合金表面的氧化膜 ,改善贮氢材料的表面特性 ,以提高金属氢化物电极的电化学性能 ,将贮氢合金用 6mol/LKOH处理后 ,用pH为 5～ 6(含添加剂 )的缓冲溶液洗涤。以扫描电镜 (SEM)观察处理后的合金 ,发现合金表面形成的裂纹较少 ,X光电子能谱 (XPS)分析则表明 ,经处理后的贮氢合金表面氧含量从 48.6 %下降到 2 6 .5 % ,表面镍含量从 39.78%提高到 54 .2 1 % ;电感耦合等离子体 原子吸收光谱 (ICP AES)检测也得到了与XPS相似的结果。研究表明 ,本处理方法比通常用 6mol/LKOH +0 .2 5mol/LNaH2 PO2 处理的合金具有更好的表面形貌和更低的表面氧含量 ,有利于MH Ni电池性能的改善     

MH/Ni电池的储存性能与电极活性材料的结构

通过储存前后对MH/Ni电池性能的检测和电极活性材料的物相和微观结构的对比,发现电池容量衰减和内阻增加是CoOOH的析出和晶粒细化作用的结果。在β-Ni(OH)2颗粒周围包覆Co3O4的CoOOH阻碍了电池成流反应的进行,包覆Co3O4的CoOOH含量越多,β-Ni(OH)2的晶粒越细,这种阻碍作用就越大,表现为容量降低和内阻增加的幅度大。