高功率鎳氫電池的研究.pdf

1、本文以研制高功率鎳氫動(dòng)力電池為主要內(nèi)容，設(shè)計(jì)并制作了可以10C放電的高功率鎳氫電池。文中采用恒流充放電、循環(huán)伏安，XRD，SEM等分析測(cè)試方法，從發(fā)泡鎳基體、球型覆鈷氫氧化鎳、貯氫合金、隔膜和電解液等材料的角度，研究分析了影響電池高倍率放電性能的各種因素。 1.發(fā)泡鎳基體面密度與孔數(shù)的提高有利于電池高倍率放電容量和放電中值電壓的提高，試驗(yàn)的AAl600mAh電池10C放電容量與放電中值電壓分別達(dá)到了1475mAh和1.03V，但

2、孔數(shù)高于110PPi的發(fā)泡鎳不利于電池的高倍率放電性能。使用覆鈷球型氫氧化鎳電池的比容量隨比表面積的增大而降低，從240.1mAh/g降至224.2mAh/g。電池高倍率充放電循環(huán)壽命隨球型覆鈷氫氧化鎳中Zn含量的增加而提高。氫氧化鎳電極的質(zhì)子擴(kuò)散系數(shù)是影響電池高倍率放電中值電壓的主要因素，電池的高倍率放電中值電壓和氫氧化鎳的質(zhì)子擴(kuò)散系數(shù)變化趨勢(shì)相吻合。 2.電池的高倍率放電中值電壓和貯氫合金的氫原子擴(kuò)散系數(shù)變化趨勢(shì)相吻合。Ce

3、含量的增加提高了氫原子在氫化物中的擴(kuò)散速度，改善了合金的動(dòng)力學(xué)性能，制作的SC3000電池其10C放電中值電壓達(dá)到了1.181V。循環(huán)壽命和貯氫合金的粉化腐蝕程度相關(guān)，合金的粉化腐蝕導(dǎo)致電池內(nèi)阻上升到7.03mΩ，放電中值電壓下降到1.031V。采用富Ce合金并適當(dāng)提高Co元素含量的貯氫合金更加適合高功率電池。 3.隔膜的透氣性幾乎和電池的10C循環(huán)壽命呈正比，透氣性從9cm/sec增加到35 cm/sec，制作的SC3500電

4、池10C放電循環(huán)壽命從80周增加到116周。聚丙烯璜化隔膜由于有吸附NH<,4><'+>離子的能力，所以45℃存放7天的荷電保持能力最高為78﹪，而添加聚酰胺的混紡隔膜和改性尼龍分別為56﹪和60﹪；隔膜由于在正負(fù)極間存在梭式反應(yīng)導(dǎo)致荷電保持能力大幅度下降。 4.在K、Na、Li電解液體系中，KOH的濃度提高有利于放電平臺(tái)的提高，而NaOH的濃度提高有利于放電比容量的提高。在電解液中存在的Cr、CO<,3><'2->、NO<,3