混合电动轿车用MH-Ni动力电池的研制

介绍了混合电动轿车用MH-Ni动力电池的研制.通过调整和改进正极配方,开发MH-Ni动力电池专用贮氢合金粉,以及设计全新的双头封口电池结构,提高了电池的高倍率充放电性能和高低温性能,能量密度＞56Wh/kg,功率密度＞700W/kg,浮充循环寿命＞10万次.     

MH-Ni电池低温放电性能的研究

在文献[1]所得位移速度场的基础上,结合塑性理论编程求解应变速度场,获得直齿圆柱齿轮冲挤精锻变形终了阶段金属的流动规律,为改进工艺和模具提拱了依据.     

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     

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电池低温放电性能的研究

研究了贮氢合金中稀土组成和Mo含量、化学计量比、结晶组织、电解液浓度对MH Ni电池低温放电性能的影响。试验发现 ,合金中Nd含量的提高 ,使合金传热较慢 ,不利于MH Ni电池低温放电 ;而Ce含量的提高 ,降低氢化物稳定性 ,改善MH Ni电池低温放电性能 ;La含量的增加 ,提高氢化物稳定性 ,降低了MH Ni电池 - 4 0℃放电能力。贮氢合金化学计量比的提高 ,使合金产生具有催化性的第二相 ,明显地改善了MH Ni电池低温放电性能。贮氢合金冷却速度太快 ,晶粒细化 ,氢在合金中的扩散速度下降 ,降低了MH Ni电池低温放电能力。贮氢合金中加入Mo并不能提高电池低温放电容量 ,少量的Mo反而使MH Ni电池低温放电性能恶化。电解液浓度由 30 %提高到 35% (质量百分数 )可改善MH Ni电池 - 4 0℃放电能力。     

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.     

超细金属银粉的研制

优选新的正原体系ＨＣＯＯＮＨ＿４＋ＮＨ＿４ＯＨ和特效的ＡＳ－３６０分散剂系列，用于制备微电子工业用超细金属银粉，取得了有所创新的研究结果。即化学法一步制取平均粒径０．３３±０．０３μｍ、比表面积２．８０±０．０９ｍ￣２／ｇ的片状超细银粉。探讨了（Ａｇ￣＋）、（ＡＳ－３６０）、（ＨＣＯＯＮＨ＿４＋ＮＨ＿４ＯＨ）及温度等对银粉粒径及还原率的影响。所确定的还原技术可控制银粉尺寸、分布及形貌并获得了９９．Ｏ％～９９．５％的银直收率。     

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     

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。     

Study on High Rate Discharge Performance and Mechanism of AB5 Type Hydrogen Storage Alloys

The effects of surface treatment, particle size distribution, rare earth composition and B additive on the high rate discharge performance of hydrogen storage alloys were investigated. It is found that the activity, discharge capacity and high rate dischargeability of the alloys are improved after physical and chemical modification as a result of the increase of the surface area and formation of the electrocatalysis layers, which increase both the electrochemical reaction rate on the alloy surface and H diffusion rate in the alloy bulk. It is also found that both the over-coarse and over-fine particle size increase the contact resistance of the electrode, resulting in a decrease of discharge capacity, deterioration of high rate dischargeability and lower discharge plateau. In another word, a suitable particle size distribution can enhance the alloy activity, discharge capacity and high rate dischargeability. In addition, the high rate dischargeability is enhanced by in-creasing La content and decreasing Ce content of the alloy composition because of enlargement of the unit cell volume and the improvement of the surface activity. Moreover, B additive resultes in the formation of the second phase, and makes the alloys easier pulverization, which greatly improves the activity, discharge capacity and high rate dischargeability.