贮氢电池的活化工艺研究

研究了贮氢电池活化工艺与电池初始容量、充放电比率、电池极化、循环寿命之间的关系。结果表明：在设计贮氢合金时适当添加预防裂纹形成和裂纹扩展的合金元素,有利于提高贮氢电池的活化性能。采用适当的活化工艺可以使贮氢电池达到最佳的放放电效率。在研究的最佳活化工艺：活化充电电流为Ic0．4C5A,活化时间为3．0h,放电电流为Id＝0．2C5A,放电终止电压为1．0V,活化次数为6次,经此工艺活经的贮氢电池的容量为246．9h/g,活化时的充放电比率为89％,经过450次充放电循环后,贮氢电池的容量下降28．1％。     

利用表面修饰提高AB5型贮氢电极性能

贮氢合金的表面性质对于它的电化学应用十分重要.AB5病型贮氢合金虽然具有活化性能好,容量在260mA·h/g～320mA·h/g是目前生产MH-Ni电池负极的主干材料.但是AB5,型贮氢合金在反复充放电过程中抗氧化和抗粉化的能力很差,导致放电容量的迅速降低.综述和比较了近年来对AB5,型贮氢合金表面处理的研究情况,分析了表面与电极性能的关系.     

贮氢电极合金的发展（一）

在简要介绍有关贮氢合金及名符其镍-氢化物电池概念的基础上,结合最新发展,对各种贮氢电极合金进行了概述,并概要叙述了各种提高贮氢电极合金电化学性能的工艺方法。     

电沉积镧镍合金薄膜的电化学贮氢性能研究

利用在水溶液中电沉积的方法制备了LaNi5贮氢合金薄膜。采用XRD方法研究了贮氢合金薄膜在充放电前后相结构的变化，运用扫描电镜观察了合金薄膜的表面形态，通过电化学测试（循环伏安、恒电流充放电）研究其电化学贮氢性能。结果表明，该合金薄膜具有较好的电化学贮氢性能，电化学活性较高，无需活化过程，最高电化学容量可达156mAh／g。     

电沉积制备La-Mg-Ni贮氢合金薄膜及其性能的研究

采用恒电流沉积方法在水溶液中沉积出LaMgNi4合金薄膜。利用循环伏安、模拟电池充放电循环、扫描电镜(SEM)以及X射线衍射(XRD)等方法研究了电沉积合金薄膜的电化学性能和表面形貌及结构。结果表明,该合金薄膜作为贮氢电极具有较好的电化学性能,其电化学活性高,活化性能好,首次充放电比容量达398mAh/g。     

高性能AB5型贮氢合金的成分设计

贮氢合金是MH-Ni电池技术的核心，则其化学成分是决定贮氢合金性能的主要因素，在分析MH-Ni电池对负极材料的性能要求及电极失效机理的基础上，详细讨论了AB5型贮氢合金的主要电化学性能与各种合金元素之间的关系，提出了高性能AB5型贮氢合金成分设计的总体思路和应考虑的各种因素。     

硼对贮氢合金性能的影响

硼是贮氢合金中很有发展前景的一种元素，将硼及其化合物加入金属氢化物-镍电池的合金电极材料中，可有效改善贮氢合金电极的性能。本文主要评述了硼的添加对贮氢合金力学性能、热力学性能和动力学性能的影响。控制硼的含量对改善MH-Ni电池性能有极其重要的意义。     

氟化处理对La0.67Mg0.33Ni2.25Co0.75贮氢合金电化学性能的影响

采用扫描电镜、充放电测试、线性极化和电位阶跃等方法研究了氟化处理对La0.67Mg0.33Ni2.25Co0.75贮氢合金电化学性能的影响。结果表明,氟化处理提高了合金电极的循环稳定性,合金电极50次充放电循环后的容量保持率显著提高。同时,氟化处理也提高合金电极的交换电流密度,降低极化电阻,并且有利于氢在合金中的扩散,从而显著改善合金的高倍率放电性能 (HRD)     

AB2和AB5型贮氢合金电极热碱充电表面改性

采用高温热碱充电这一表面改性处理新工艺对ＡＢ２和ＡＢ５型贮氢合金电极性能的影响进行了对比研究。结果表明：该工艺明显改善了ＡＢ２贮氢电极的电压平台率（ＶＰＲ）,高倍率充放电能力（ＨＲＤＡ）、氢的扩散系数ＤＨ以及放电容量Ｃｎ,通过该工艺处理可使ＡＢ２合金表面致密的氧化膜溶解,形成富镍表层;且使合金表现形成新的活性区,有利于改善合金电极的动力学性能,为生产电动车用ＮｉＭＨ电池打下良好的基础。而ＡＢ５型贮     

热处理对LPC（NiCOAlMn）5.0贮氢合金电化学性能的影响

研究了673，1173，1373K热处理对贮氢合金活化性能，放电容量以及高倍率放电等电化学性能的影响。结果表明：1173，1373K热处理后，合金充放电循环稳定性及高倍率放电性能得到改善；其中1173K热处理合金的在0．4C充放电时最大放电容量与铸态合金相比没有下降，而循环稳定性及高倍率放电性能有明显的改善，具有优良的综合电化学性能。     

贮氢合金Mm（NiCoMnAl）5的不同制备方法对MH/Ni电池性能的影响

研究了采用悬浮熔炼（常规铸态）和不同冷却速度的单辊快淬方法制备的Mm（NiCoMnAl）5型稀土系贮氢合金负极活性材料对金属氢化物镍（MH/Ni）电池性能的影响.结果表明,采用不同方法制备的合金对整个电池活化后的容量和内阻影响很小,但是常规铸态合金在退火后降低了电池的放电电压平台,快淬合金随着冷凝速率的提高,放电平台呈降低趋势.对循环充放电过程中电池内阻、循环到一定次数时负极贮氢合金的粒度和正极内铝含量的测试结果表明,铸态不退火合金较差的抗粉化性和较差的耐腐蚀性使电池的循环性能较差,经退火后其性能均有所提高,快淬合金使电池的循环性能优于常规铸态合金.     

贮氢合金Mm(NiCoMnAl)_5的不同制备方法对MH/Ni电池性能的影响

研究了采用悬浮熔炼(常规铸态)和不同冷却速度的单辊快淬方法制备的Mm(NiCoMnAl)5型稀土系贮氢合金负极活性材料对金属氢化物镍(MH/Ni)电池性能的影响。结果表明,采用不同方法制备的合金对整个电池活化后的容量和内阻影响很小,但是常规铸态合金在退火后降低了电池的放电电压平台,快淬合金随着冷凝速率的提高,放电平台呈降低趋势。对循环充放电过程中电池内阻、循环到一定次数时负极贮氢合金的粒度和正极内铝含量的测试结果表明,铸态不退火合金较差的抗粉化性和较差的耐腐蚀性使电池的循环性能较差,经退火后其性能均有所提高,快淬合金使电池的循环性能优于常规铸态合金。     

La-Mg-Ni系贮氢合金的研究进展

综述了近几年La-Mg-Ni系贮氢合金的研究进展，阐述了为了提高电极合金综合性能所采取的手段，包括元素替代、制备复合贮氢材料、表面处理及制取工艺等。总结了La-Mg-Ni系贮氢合金目前存在的问题，并提出了今后应用研究的方向。     

银添加剂对贮氢合金电极性能的影响及机理

用恒电流充放电和脉冲放电方法研究了含银添加剂对富镧AB5型贮氢合金电极电化学性能的影响。结果表明Ag添加剂加快了氧的电化学复合速度，延长了贮氢合金的使用寿命。含银添加剂MH／Ni电池在-20℃和55℃下的1C放电容量、循环寿命和高倍率(5C，10C，15C，20C)脉冲放电性能均高于空白电池。对不同温度下的含银添加剂MH电极进行了电化学阻抗谱和循环伏安实验，分析认为MH电极在25℃与55℃下的高倍率放电性能受氢扩散控制，而在0℃下则受电极表面的电子转移控制。     

化学计量比对贮氢合金电极特性的影响

研究了化学计量比对AB4.8~AB5.2贮氢合金电化学性能的影响。结果表明:在本实验研究范围内,当x=0.1时,贮氢合金电极的0.2C,1C和5C放电容量、高倍率放电特性及3C循环寿命分别达到324mAh·g-1,301mAh·g-1,263mAh·g-1,0.81和530次。此外,化学计量比对贮氢合金的活化性能和温度特性均有较大的影响,当x分别为–0.2,–0.1,0.0,0.1和0.2时,贮氢合金电极在0.2C充放电的条件下活化次数分别为3次、4次、7次、5次和6次,且随着x的增大,贮氢电极的高温(45℃,1C)和常温(25℃,1C)放电效率下降,低温(–18℃,1C)放电效率则有增大的趋势。从合金活化性能、大电流充放电特性和循环稳定性来看,x=0.1时(AB5.1),能得到具有较佳的电化学性能的贮氢材料。     

球磨Mg50Ni50＋x wt%Ti（x=0,1,3,5）合金的贮氢性能

为了改善镁基贮氢合金的贮氢性能,在合金中加入不同量的Ti作为催化剂,用机械球磨法制备出Mg50Ni50＋x wt%Ti（x=0,1,3,5）合金粉末。用XRD、SEM分析了合金的微观结构,研究了Ti含量的变化对合金气态吸氢动力学及电化学性能的影响。结果表明：随着Ti含量的增加,合金相中出现了TiNi2相,TiNi2相不利于气态吸氢及电化学贮氢性能,但对合金的容量保持率及高倍率放电性能有很好的促进作用。     

贮氢合金制备工艺对其电化学性能的影响

AB5型贮氢合金是目前国内外MH／Ni电池生产中是耿广泛的负极材料，而贮氢合金的电化学性能是由合金的成分，微观结构和表面状态决定的，本文综述了AB5型贮氢合金制备工艺－熔炼，热处理以及制粉工艺对其化学性能的影响，指出制备工艺对贮氢合金的成分均匀性和微观结构影响很大，而提高贮氢合金电化学性能最有效的方法是通过合金成分优化和采用较优的制备工艺，来获得高容量，长寿命，低价格的贮氢合金。     

Ti-Cr-M系贮氢合金与致冷系统

Ti-Cr-M合金(M=V，Mo，Al)的吸氢特性 贮氢合金已被用作燃料电池汽车用的贮氢容器。具有BCC结构的Ti-Cr-V合金在373K大约有3％(质量)的有效氢容量，被认为是贮氢容器介质用的候选材料之一。就实际应用来讲，合金的吸放氢循环性能是贮氢合金最关键的特性；因此，研究了Ti-Cr-V、Ti-Cr-Mo和Ti-Cr-A1合金在高氢压力和低氢压力区域的循环性能。研究用的合金都是在水冷铜熔池中于氩气保护下电弧熔炼的，所用原料采用纯度高于99．99％(质量)的纯钛和纯铬，纯度高于99．95％(质量)的纯钒，试样经过了5次重熔以确保其均匀性。     

钕含量对Mg-Cu-Nd非晶合金贮氢性能的影响

通过溶体快淬成功制备了（Mg65Cu25）100-xNdx（x=2，5，7，10）非晶／纳米晶贮氢合金，利用透射电镜、x射线衍射仪和差热分析仪研究了合金的微观组织结构及其热性能，采用ARBINBTW-2000型电池测试仪研究了合金的贮氢性能。结果表明：随着钕含量的增高，合金的贮氢量呈现上升趋势。非晶（Mg65Cu25）93Nd7合金具有最好的贮氢动力学性能和贮氢容量，最高贮氢量达到3．O％（质量分数），而纳米晶（Mg65Cu25）98Nd2具有最低的贮氢动力学性能和贮氢容量。研究还表明，随着钕含量的增高，合金的非晶形成能力增强，非晶的这种独特的短程有序结构是提高贮氢性能的主要因素。     

贮氢合金应用范围不断扩大

随着机器日益向小型化、轻便化和无塞绳化的发展，对于高容量二次电池的需求不断增大。日本三洋电机与松下电池工业公司于1990年10月首先发明成功镍一氢电池，并投入工业生产，成为贮氢合金正式实用化的第一步。镍一氧蓄电池：近年来随着电子技术的进步，电子机器不断向无塞绳化和小型轻量化方向发展，对于高能量密度电池的需求日益增加。目前作为电子机器用电池，以镍一镉电池最为普及，为了进一步小型化和轻量化，尚需进一步提高能量密度。为此，三洋电机公司开发了利用贮氢合金取代镉作为负极的新型镍一氢电池并已付诸实用。作为镍一氢电…