纳米CoO的制备及对MH-Ni电池正极性能的影响

CoO添加剂可以有效地提高MH-Ni电池正极活性材料Ni(OH)2的放电深度,改善正极的综合放电性能.采用真空分解棒状超微CoCO3前驱体制备了粒度均匀的短棒状CoO纳米颗粒,并研究了纳米CoO对氢镍电池正极性能的影响.研究发现,纳米CoO代替普通亚微米CoO,可以使电极内部的CoOOH导电网络更均匀、更完整,并抑制γ-NiOOH的生成,从而缩短电池制备的静置时间,提高正极的放电比容量和放电中值电压,并缓解电池放电比容量和放电中值电压的退化速度.     

不同相结构NiOOH的制备及其物理化学性能

为了提高碱性电池的大功率放电性能,采用次氯酸钠氧化法制备了碱性电池正极活性材料NiOOH,并应用XRD、IR、TG以及恒流充放电等方法对样品的物理性质和电化学性能进行了表征。XRD和IR的测试结果显示,以b-Ni(OH)2和a-Ni(OH)2为前驱物,采用次氯酸钠氧化法制备的样品分别为b-NiOOH和g-NiOOH。热重分析结果说明,g-NiOOH具有较高的热分解温度,其热稳定性高于b-NiOOH。电化学测试则表明,NiOOH样品表现出优越的大功率放电性能,其放电曲线平坦,大电流放电容量相对较高,其放电电位也远高于MnO2样品。b-NiOOH和g-NiOOH均具有良好的可充性和电化学循环稳定性,但b-NiOOH的首次放电性能优于g-NiOOH。NiOOH样品适于用作高功率一次碱性电池和高性能碱性镍基蓄电池的正极活性材料。     

羟基氧化镍的研究进展

羟基氧化镍作为锌镍电池和MH-Ni电池的正极活性物质已经逐步成为电池材料领域一个新的研究热点。综述了锌镍电池和MH-Ni电池的工作原理及羟基氧化镍的制备、结构、电性能;分析了羟基氧化镍的放电比容量及Ni(OH)2/NiOOH电极的可逆电极电势;围绕高放电比容量、自放电率低、高密度羟基氧化镍的发展前景,建议了今后的研究方向。     

温度对Zn-Ni一次电池性能的影响

介绍了用Zn作负极活性物质、自制NiOOH作正极活性物质制成的圆柱形环式ZR6型Zn—Ni一次电池的常温和低温放电性能,并与碱性Zn—MnO2电池作了对比。实验结果表明：常温(约25℃)500mA恒电流放电至1．10V,Zn—Ni电池容量为碱性Zn—MnO2电池的2倍;-15℃时为碱性Zn—MnO2电池的5倍。     

羟基氧化镍的结构及电化学性能

为了研究不同方法合成的NiOOH的结构及电化学性能,以硝酸镍、氢氧化镍为原料,碱性条件下以过二硫酸钾为氧化剂,用均相化学氧化法和固相化学氧化法分别合成了可用于碱性电池正极材料的羟基氧化镍;用扫描电子显微镜法(SEM)、X射线衍射光谱法(XRD)及傅立叶变换红外光谱法(FTIR)等手段,表征了羟基氧化镍的结晶形貌、晶体结构及红外光谱性;用CV方法测定了合成羟基氧化镍的电化学性能,并测试了以羟基氧化镍为正极材料的Zn-Ni电池的放电性能。结果表明:均相化学氧化法和固相化学氧化法合成的羟基氧化镍分别为单纯的b-NiOOH和以b-NiOOH为主的b/g-NiOOH的混合物;合成的b/g-NiOOH的混合物具有较b-NiOOH更良好的电化学可逆性和更高的放电比容量,其初始放电比容量为231mAh·g-1。     

镍铝层状双氢氧化物正极锌镍电池充放电性能

在化学共沉淀法的基础上采用喷涂技术制备镍铝层状双氢氧化物,对产物进行了结构表征和物理性能测试,并用作正极活性物质制备锌镍实验电池,考察了电池的充放电性能.果表明,合成样品晶型结构为单-α相,颗粒形貌呈不规则角块状,比表面积达到14.1m2/g,平均粒径为18.8μm.球形β-Ni(OH)2正极锌镍电池相比,实验电池的循环稳定性、放电容量和电压平台均有明显提高,1 C倍率充放电120次循环平均比容量达到287.4mAh/g,放电中值电压达到1.688 V.     

纳米添加剂对镍氢电池正极电化学性能的影响

采用制备的纳米氧化锌(均匀沉淀法)和碳纳米管(化学气相沉积法)作为正极添加剂,掺杂制备两种不同正极极片。研究了正极中添加不同含量在不同放电制度下对MH-Ni电池电化学性能的影响。结果表明,在30 mA/g恒电流密度放电条件下,添加纳米氧化锌(ZnO)的模拟电池有助于提高放电性能,第80次循环时添加量为2%的放电比容量最高为259.2 mAh/g;但在60 mA/g恒电流密度放电条件下,模拟电池中添加碳纳米管(CNTs)的作用比较明显,添加量为1%CNTs的在第80次循环时放电比容量为260.3 mAh/g,而且放电平台比较平稳。     

电动自行车用阀控式铅酸蓄电池(1)--电池的放电性能

研究了供电动自行车使用的 12V -6Ah、12V -12Ah、12V -17Ah和 12V -38Ah等多种规格的阀控式铅酸蓄电池的放电性能。采用 6V -6Ah电池测定了含不同添加剂的正极活性物质利用率及电池的容量保持能力。实验结果表明 ,某些碳素材料和硫酸钠等添加剂可以提高电极的活性物质利用率。其中容量为 12Ah以上的电池以 5h率电流放电时 ,其初始质量比能量达到 36 6～ 38 0Wh/kg。     

覆钴型氢氧化镍的结构及电化学性能

采用化学沉淀法制备了不同覆钴量的铝掺杂氢氧化镍[覆Co(Ⅱ)-Ni/Al(OH)x]电极材料,并用X射线衍射光谱法(XRD)和粒度分布仪表征了其晶体结构和粒度分布,用恒流充放电实验测试了以其为正极活性物质组装成MH-Ni试验电池的充放电性能.结果表明:覆Co(Ⅱ)-Ni/Al(OH)x样品具有α-Ni(OH)2型的晶体结构,覆钻量为2%～5%的Ni/Al(OH),具有最佳的充放电性能和较高的放电容量保持率.     

HEV用MH-Ni电池的研制

报道了HEV用高功率MH-Ni电池的研制.通过优化设计单体及模块电池结构,优选正负极活性物质材料、基体材料及配方,提高了电池比功率,使之达到1 100 W/kg;改进正极配方,提高电池高温充电效率:60℃下0.5 C充放电,效率达到90%;改进负极材料及配方.提高电池低温放电性能:-25 ℃ 1 C放电达到初始容量的90%.     

快速充电D型MH-Ni蓄电池研究

分析了限制MH-Ni蓄电池快速充电性能的一个原因是因为MH-Ni蓄电池在快速充电过程中产生大量热所致。以采用泡沫镍正极的8 Ah D型MH-Ni电池为例,从四个方面减少MH-Ni蓄电池在快速充电过程中产生的热量:1.优化电池结构设计,降低电池内阻;2.确定最佳电解液量;3.确定负极与正极容量比;4.增加正极中的钴含量。通过这些措施有效地降低了电池的内阻,减小了极化,大幅度降低了快速充电过程中产生的热量,从而提高了电池的快速充电能力。使之能承受近4 C的充电电流,并且达到20 min充满电的要求,电池内阻小于2.5 mΩ,30 A充电效率大于90%,30 A放电电压平台大于1.15 V。     

电解液组成对MH-Ni电池性能的影响

通过测试采用不同电解波的MH-Ni电池的电性能,考察了电解液组成对电池性能的影响.实验结果表明,在电解液中加入某些添加剂后,电池的放电电压略有下降,但电池的放电容量却明显提高,高倍率放电尤为显著.     

MH-Ni电池1.2 V放电电压平台的电化学研究

MH-Ni电池放电电压平台是一个十分复杂的问题,涉及电极材料、制作工艺及添加剂等多种因素.由于MH-Ni电池工作机理是基于电化学反应过程,因此这些因素的影响最终会通过电化学反应反映到电池的放电性能上.从电化学角度利用暂态测试技术--电流阶跃法对MH-Ni电池放电过程中影响电压变化的因素进行了研究,初步弄清了造成MH-Ni电池1.2 V电压平台衰减的电化学原因.结果表明,MH-Ni电池的重要电化学参数--欧姆内阻与放电电压平台有着重要关系.不同欧姆内阻的MH-Ni电池,其1.2 V放电电压平台衰减规律不尽相同.对于欧姆内阻较小的电池,1.2 V放电电压平台主要由非欧姆极化控制;欧姆内阻较大的电池,1.2 V放电电压平台主要由欧姆极化控制;欧姆内阻介于二者之间时,1.2 V放电电压平台由欧姆极化和非欧姆极化联合控制.研究中还发现,放电进入末期时,MH-Ni电池的非欧姆极化急剧上升导致电池电压迅速下降到放电截止电压,使电池终止放电.     

SnO_2对铅酸蓄电池正极材料的影响

铅酸蓄电池凭借其优良的性能价格比,在蓄电池电池领域中占有非常重要的地位.使用二氧化锡作为铅酸蓄电池正极添加剂,对空白试样和含添加物的正极材料进行了研究,以自制的小型电池通过恒流放电,考察了不同含量氧化锡对铅酸电池的影响.结果表明,加入0.1%～0.3%SnO2可以提高电池的放电容量及正极活性物质的利用率,延长电池的循环寿命.     

Li-B合金负极在熔盐电池中的放电特性

对Li-B合金在以Li-B合金-(LiF-LiCl-LiBr)/MgO-CoS2体系的熔盐电池中的放电特性进行了初步研究。结果表明,不同Li含量的样品,放电平台电压会随着放电温度的升高先升高后降低,而小电流密度和高放电温度均会导致电池放电容量的降低。负极中活性锂溶入熔盐电解质后与正极材料的反应是降低锂硼合金有效放电容量的主要原因。增加电解质用量可以有效提高电池放电容量。     

非水性锂-高铁酸盐电池的制备及其电化学性能

为了研究探索高铁酸盐在非水体系作为电池正极活性物质的电化学性能,采用次氯酸盐氧化法合成了高铁酸钾(K2FeO4)和高铁酸钡(BaFeO4),采用铬酸盐氧化法和X射线衍射对合成产物进行了纯度分析和结构表征,还将高铁酸盐作为非水性锂原电池的正极活性物质与金属锂配对制得非水性锂 高铁酸盐原电池,并对其电化学性能进行了初步的考察。研究结果表明,合成产物中K2FeO4的纯度可达95%以上,X射线衍射分析证实所制得的产物主要成分是K2FeO4;高铁酸盐可以作为非水性电池的正极活性物质,用来制备锂 高铁酸盐原电池;Li K2FeO4电池放电曲线平坦,放电容量高,开路电压可以达到3.4V,平均工作电压为2.5V,质量比容量可以达到330mAh/g;在相同的放电条件下,Li BaFeO4电池要比Li K2FeO4电池具有更好的放电性能、更低的极化损失和更高的工作电压。     

添加剂对碱性锌镍电池性能的影响

通过在制备正极材料羟基氧化镍(NiOOH)时加入钴、锌,研究添加剂对碱性锌镍电池性能的影响。在NiOOH中加入2.5%的钴、3.5%的锌时,电池的大电流(1 500 mA)放电时间较不加钴、锌时提高41%,为碱锰电池的3.14倍。     

MH-Ni动力电池性能影响因素与机理的研究

研究了电极材料、结构设计、电解液组成以及化成制度对SC动力型MH-Ni电池性能的影响。实验结果表明:MmNi5基贮氢合金中La含量的提高,合金晶胞体积增大,表面活性提高,改善MH-Ni电池高倍率放电性能,降低电池内压;合金的粒径过于细化,增加了电极间的接触电阻,导致电池高倍率放电性能恶化,合适的粒径分布不仅增加合金的活性表面,又能提高电池的放电平台。镍电极中钴添加剂采取化学共沉积-表面沉积-机械混合分步复合掺入方式,Ni(OH)2晶体形成缺陷,并在化成过程中形成良好的CoOOH导电网络,提高了电池的放电性能;优化的集流结构设计,降低了电子导电阻抗;电解液中Na含量的提高,溶液的电导率下降,不利于电池高倍率放电,但适量的Na能够改善电池的高温性能。对封口电池采用高温预活化制度,合金表面形成微裂纹,产生晶体缺陷,提高了合金的活性;Ni(OH)2晶粒微晶化,产生晶格缺陷,提高质子迁移能力,因此大电流放电性能较好。     

R6P电池正极添加剂

本文探讨了R6P高功率电池正极添加剂ZnO与MgO的使用特性,通过试验分析认为:在正极活性物质中添加少量的ZnO或MgO都可以调节电液酸度,减缓自放电,抑制电池气胀,提高贮存性能,但是MgO对提高开路电压均匀率及放电均匀率均优于ZnO,且MgO对提高放电容量及促进浆层糊化有独特的效果。作者提倡使用MgO,同时也指出测定pH值的调节度是必要的。这样便于指导生产。     

18650型锂离子电池的循环容量衰减研究

研究了18650型锂离子电池常温循环性能和容量衰减机理。采用恒流-恒压制式对锂离子电池进行200次充放电循环测试,用交流阻抗技术对不同循环次数的电池进行分析,将不同循环次数的电池正负极与锂片分别组成半电池测试其容量,利用扫描电子显微镜法(SEM)、X射线衍射光谱法(XRD)、空气渗透仪等测试手段对不同循环次数后的锂离子电池正负极、隔膜的形貌和结构进行了表征。结果表明,电池在前200次循环过程中容量衰减率为15.6%;而正极和负极容量分别损失6.6%和4.3%。电池容量衰减主要来自于活性锂离子的损失以及电极活性材料的损失,活性锂离子的损失可能是由于在循环过程中电解液与正负极活性材料反应不断消耗活性锂离子造成的;正极活性材料层状结构规整度下降,离子混排度提高,负极活性材料上沉积钝化膜,石墨化程度降低,隔膜孔隙率下降,导致电池电荷传递阻抗增大,脱嵌锂能力下降,从而导致容量的损失。