Ni-MH動(dòng)力電池的研制及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、在動(dòng)力電池方面,鎳氫電池從技術(shù)成熟程度、材料成本、安全性及環(huán)保等方面具有很大優(yōu)勢(shì),因此研制出綜合性能高的鎳氫動(dòng)力電池,必將有很高的科研價(jià)值及廣闊的市場(chǎng)前景.該文通過(guò)氨絡(luò)合液相共沉淀法,在制備鎳氫電池正極材料球形Ni(OH)<,2>的同時(shí),摻雜入電子導(dǎo)電劑(石墨粉或乙炔黑細(xì)粉),制備出適用于動(dòng)力電池的摻碳球形Ni(OH)<,2>.X衍射實(shí)驗(yàn)和SEM結(jié)果證實(shí)了電子導(dǎo)電劑被嵌入到球形Ni(OH)<,2>顆粒中.由于電子導(dǎo)電劑的摻入,電子的傳遞

2、通暢,減小了放電極化電位值,使反應(yīng)速度加快,顆粒內(nèi)部的NiOOH可以迅速的被還原,放電中點(diǎn)電位提高,同時(shí)使其高倍率下的放電能力加強(qiáng).從放電過(guò)程動(dòng)力學(xué)和多孔電極結(jié)構(gòu)特征方面分析了極板厚度和壓實(shí)密度對(duì)電池性能的影響.通過(guò)適度壓薄極板厚度,可以降低充電電壓,減小濃度極化,提高充電效率,增加毛細(xì)管的吸液能力,縮短平均擴(kuò)散距離,提高活性物質(zhì)利用率,增加極板面積,減小電流密度,減小電化學(xué)極化,加快了放電過(guò)程的反應(yīng)速度,提高了放電電位,增加放電容量.

3、適度減小壓實(shí)密度,可以降低充電電壓,提高充電效率,增加放電容量.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:對(duì)于SC型MH-Ni電池,確定當(dāng)鎳電極厚度為0.61~0.62mm,壓實(shí)密度為3.2g/cm<'3>時(shí),電池的電化學(xué)性能最好.對(duì)于動(dòng)力電池,采用三元電解液,既有利于高溫下充電,又可以提高電極活性物質(zhì)利用率,增加放電容量.對(duì)于3Ah SC型MH-Ni電池,最佳電解液組成為4 mol/L KOH+3 mol/L NaOH+15g/L LiOH溶液,最佳加液量為5.

4、0g-5.2g.化成前的擱置、熱處理等措施可以降低內(nèi)壓,減少漏液爬堿,縮短化成周期等;采用變電流且逐步適當(dāng)增大電流的方法化成可以提高電池容量,增高放電平臺(tái),減少內(nèi)阻及降低自放電率.我們確定出最佳的化成制度為0.1C充16h,0.2C放至0.9V;0.2C充8h,0.5C放至0.9V;0.5C充2.5h,0.5C放至1.0V.正極氫氧化鎳性能的惡化,負(fù)極貯氫合金性能的衰減都會(huì)影響到鎳氫電池循環(huán)壽命.XRD和SEM的測(cè)試結(jié)果證實(shí)了循環(huán)過(guò)程中