鎳氫動力電池負極關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、Ni/MH電池的負極(以下簡稱MH負極)對鎳氫動力電池性能的影響至關(guān)重要,MH負極的關(guān)鍵技術(shù)包括負極配方、添加劑的選擇、電極(活性物質(zhì))表面改性、粘合劑和導(dǎo)電劑的選擇等方面。本文在綜述國內(nèi)外MH負極關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上,利用固相合成的納米Co3O4作為添加劑,研究了其對AB5型儲氫合金性能的影響并探討了其作用的機理;同時還重點研究了熱堿加還原劑處理、不同配方的粘合劑、不同配方的導(dǎo)電劑對AB5型儲氫合金性能的影響。
　　 重點研究了C

2、o3O4添加劑對MH電極電化學(xué)性能的影響,目前關(guān)于Co3O4在MH負極做添加劑已有人做了少量研究,但是對其作用的機理不清楚,本文做了詳細研究。研究表明,添加Co3O4的儲氫合金電極形成了二次放電平臺,提高電極放電容量,并且它的加入也減緩合金顆粒氧化過程,改善了電極循環(huán)穩(wěn)定性。ICP、XRD、FTIR和CV測試表明Co3O4是通過溶解-沉積機制在作用的,首先Co3O4在電解液中發(fā)生溶解反應(yīng),Co(OH)2在充電初期被氧化成導(dǎo)電性很強的Co

3、OOH,而其與Co(OH)2以及Co之間的轉(zhuǎn)換都是可逆的。
　　 重點研究了對儲氫合金粉進行熱堿加還原劑處理對MH電極電化學(xué)性能的影響。研究表明,經(jīng)過堿復(fù)合處理后的儲氫合金粉表面Ni元素多了3.95％,該富鎳層具有較高的電催化活性,CV和EIS測試結(jié)果顯示表面還原處理明顯改善了MH電極表面電催化性能,經(jīng)堿復(fù)合處理后的電極比未處理的電極具有更大的陽極峰面積并且電化學(xué)反應(yīng)阻抗明顯減小。處理后電極的比容量、活化性能、倍率充電效率及高倍

4、率放電性能提高;在不同放電倍率下,經(jīng)過堿復(fù)合處理電極的放電平臺均要高于未處理電極;對合金粉進行堿復(fù)合處理可以顯著提高合金電極的低溫放電性能。
　　 重點研究了不同配方的粘合劑對MH電極電化學(xué)性能的影響。研究證明,D006粘合劑配方的MH電極快充能力增強;高倍率放電性能增強;充放電平臺性能均要優(yōu)于D001粘合劑配方的電極,即在不同充電倍率下前者均比后者的充電平臺長,出現(xiàn)第二充電平臺的時間晚,且平臺電壓也要低;在不同放電倍率下前者均

5、比后者的放電平臺長,且平臺電壓要高;低溫放電性能也優(yōu)于D001粘合劑配方的電極。PTFE和CMC的聯(lián)用形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使得電化學(xué)反應(yīng)的有效表面積增加,降低了放電電流密度,減少了電極內(nèi)阻和極化(電化學(xué)極化和濃差極化),而過多的親水性HPMC抑制了電極附近的H離子的擴散速度,減緩了充電時負極的電極反應(yīng)速度,加劇了電極的極化。
　　 重點研究了不同配方的導(dǎo)電劑對MH電極電化學(xué)性能的影響。研究證明,在一定添加范圍內(nèi),炭黑添加量越高,電極性