动力氢镍电池市场现状与前景

金属氢化物镍(氢镍)电池在新能源汽车领域占据重要地位。分析氢镍电池在新能源汽车市场的竞争力,探讨技术特点、市场规模、发展前景及面临的机遇与挑战。通过技术创新提升氢镍电池的性能,可满足市场的需求。氢镍电池面临着原材料价格波动及其他类型电池的挑战,虽具有经济竞争力,但仍需持续创新,以应对未来新能源汽车市场的需求。

氢镍(MH-Ni)蓄电池在轻型电动车上的应用

在城市空气质量下降,环境污染日益严重,人类赖以生存的地球上,石油储量资源仅供开采30-45年,引发各国政府重视研发电动车,首先美国通用、福特、克莱斯勒三大汽车公司和能源部组成(USABC)新能源公司,投资2.6亿美元,开发电动车电池,制订了近期、中期,远期发展计划,1980年后从14种电池攻关中选出五种电池,MH-Ni、Na-s、Li-Mn、Li-p和Li-in作为新一代攻关课题,最后结论MH-Ni蓄电池性能基本成熟,达到USABC中期目标.

氢镍电池负极放电储备容量的调节

研究了封口化成条件下金属氢化物镍电池负极放电储备容量的调节方法。研究表明 ,加入铝合金或金属锌均可以有效提高氢电极的放电储备容量 ,而且对电池的性能无影响。

100kW/200kW·h氢镍电池储能系统

本文报道了100 kW/200 kW·h氢镍电池储能系统的设计及性能。氢镍电池具有充放电功率高、安全性好、环保、低温性能好和电池组中单体之间的电量易均衡等特点,在混合电动车、固定储能等方面均有很好的应用。设计并制备了100 A·h的单体电池,兼顾功率与能量性能,电池内阻低、工作温度范围宽、循环寿命长。将之组成12 V/100 A·h的电池模块之后再组成380 V/100 A·h的子系统;设计加工了低能耗、抗干扰、稳定可靠的含电压、电流、温度检测电路及散热功能的电池管理系统;最后将之与6个子系统一起组成上述储能系统。

MH-Ni电池失效简析(Ⅰ)——镍电极的膨胀

高密度球形Ｎｉ（ＯＨ）２的开发，大大地提高了镍电极的体积比能量。但其比表面积低，在应用于ＭＨ－Ｎｉ电池时要求镍电极能符合快速充放电的要求，电流密度成倍增加，使镍电极发生膨胀。本文通过解剖早期失效及寿命终止的电池，研究了镍电极膨胀对它的作用与影响。镍电极膨胀吸液，使隔膜含液量降低，增大了电池欧姆极化引起电池早期失效。镍电极的膨胀不仅会使ＭＨ电极含液量降低，加速合金的氧化粉化，还可能因其复合氧能力下降，使电池内压升高造成电解液的进一步流失而导致电池性能进一步恶化。实验通过ＳＥＭ、ＸＲＤ等测试表明，镍电极本身也会因膨胀造成整体导电网络的破坏与改变。两电极劣化的共同作用导致氢镍电池的失效。

MH-Ni电池的低温性能及其改进

检测了不同型号MH Ni电池在 -34℃下 0 .2C和 0 .4C放电容量 ,比较了摩尔浓度为 1∶1的NaOH和KOH混合电解液在不同温度下的电导率及其对AA型电池低温性能的影响。结果表明 ,在相同倍率放电情况下 ,电池越大 ,低温性能越好 ;放电电流增加 ,电池放电容量明显降低 ,小电池更为明显 ;混合电解液并不能改善AA型电池的低温性能 ;负极容量 (Qn)与正极容量 (Qp)之比对低温性能没有明显的影响。将电池冷冻不同时间和将电池组合的实验结果表明 ,产生上述现象的原因是大电池放电时由电池内阻产生的热量散失较慢。通过减薄负极的厚度和提高负极的充电态容量可提高MH Ni电池的低温性能。

隔膜对 MH-Ni 电池放电容量和循环寿命的影响

研究了采用尼龙纤维和聚丙烯纤维混抄制备隔膜对ＭＨ－Ｎｉ电池放电容量和循环寿命的影响。结果表明：新研制隔膜的吸碱率和面电阻得到较大改善，在经历５０次循环后，隔膜中的电解液量多于其它隔膜，说明此种隔膜的保液性能较优，因而采用新研制隔膜制备的ＭＨ－Ｎｉ电池其放电容量和循环寿命明显提高。

失效MH-Ni蓄电池电极材料的回收

MH Ni蓄电池的迅速发展 ,使全世界每年都要消耗大量的贵重金属钴镍以及稀土金属 ;MH Ni蓄电池也有一个寿命问题 ,每年都有数目可观的MH Ni蓄电池报废。综述了近几年国内外在回收、再生MH Ni蓄电池正负极材料方面取得的最新进展。同时提出了一种全新的对失效MH Ni蓄电池电极材料进行回收的方法 ,即化学处理与冶炼方法相结合。对再生合金进行XRD测定表明为AB5型结构 ,用再生合金粉制成的AA型电池 ,其 0 .2C、1C放电容量均与新合金粉制成的AA型电池的性能相近。利用此种方法回收得到的电极材料不仅可以直接再次用于MH Ni蓄电池的制作中 ,而且生产工艺简单 ,降低了MH Ni蓄电池的生产成本 ,是一种有广阔应用前景的回收方法。

直封 AAA MH-Ni 电池的研究

直接封口技术是ＭＨ－Ｎｉ电池的发展趋势，这样可省去开口化成的繁杂工序，降低成本，不污染环境，且电池的均匀性能得到了提高。本文对直封ＡＡＡＭＨ－Ｎｉ电池进行了详细的研究，实验结果表明：电池０．２Ｃ的放电容量可达４２０ｍＡｈ以上，中值电压大于１．２Ｖ，而且电池高倍率放电性能亦良好；电池的自放电率低于２８％；对电池进行１Ｃ连续充放电测得的循环寿命达到５８０次。本文还对ＭＨ－Ｎｉ电池在充放电过程中内压变化进行了初步分析，并发现了电池失效的主要原因是负极合金发生了氧化和正负极活性物质都发生了粉化。

MH-Ni电池失效的电化学分析

通过对失效MH Ni电池的解剖 ,用电化学方法研究分析了贮氢合金表面处理对充放电循环寿命终止时MH Ni电池负极的充放电性能和极化性能的影响。负极充放电曲线表明未处理贮氢合金电极的表面已严重氧化 ,其极化电阻大约是处理贮氢合金电极的 3～ 4倍。而经表面处理的贮氢合金电极仍具有良好的充放电性能和小的极化电阻。

人工神经网络法预测MH-Ni蓄电池容量

MH Ni电池放电容量的预测和估计,是电池管理系统中一个非常重要的内容。某一状态下MH Ni电池的放电容量是放电电流、电压、温度以及过去电池充放电的历史等参数的函数。运用ANN方法,即人工神经网络方法,可逼近任何多输入输出参数函数的性能,预测了不同放电电流和电压下MH Ni电池放电容量的大小,结果表明,ANN方法有良好的实用性,可用来预测MH Ni电池的放电容量。

MH-Ni电池循环衰退的电化学阻抗谱分析

采用电化学阻抗谱技术研究了ＭＨ－Ｎｉ电池早期循环衰退的主要原因。研究表明：ＭＨ－Ｎｉ电池早期循环衰退首先表现为电池的电压性能的降低，而后才是电池的电压性能和放电容量的迅速降低。电压性能的降低主要是由于隔膜逐渐变干造成电池溶液电阻Ｒｓ增加。

MH-Ni电池中稀土贮氢合金微结构的XRD研究

提出了分离微晶和微应力两种引起X衍射线条宽化效应的最小二乘方法。用该方法分析研究了不同工艺制备的贮氢合金的微结构,对比研究了MH-Ni电池中的贮氢合金在活化前后和循环寿命实验前后微结构的变化。结果表明活化对负极材料微结构产生重大影响;循环寿命实验后贮氢合金微结构的变化与循环条件密切相关。

MH-Ni动力电池散热能力影响因素分析

为了给金属氢化物镍电池(MH-Ni电池)散热能力优化设计提供定量依据,以80AhMH-Ni动力电池为对象,建立MH-Ni电池热模型,分析表面对流传热系数、外壳导热系数和外壳厚度对MH-Ni电池散热能力的影响。研究表明,提高表面对流传热系数、外壳导热系数可以显著提高电池散热能力,但改变电池外壳厚度带来的影响如何要具体情况具体分析。

MH-Ni电池的发展现状与展望

ＭＨ－Ｎｉ电池是近年来碱性蓄电池领域的研究热点，本文介绍了ＭＨ－Ｎｉ电池领域在贮氢材料、金属氢化物负极、镍正极以及电池性能水平等方面的研究进展和良好的发展前景。重点介绍了贮氢材料比容量的提高及循环寿命特性的改进、镍正极体积比容量的提高以及负极表面改性等方面的研究情况，并对ＭＨ－Ｎｉ电池的综合性能的提高如电池的容量、倍率放电特性。

MH-Ni电池高倍率循环寿命影响因素探讨

D型MH Ni电池 1C率 10 0 %DOD放电 30 3周期后 ,电池放电容量降低 2 9.9% ,电池的内阻增大 15 5 % ,放电 30min时电池端电压降低 8.4%。对循环前后电池进行对比实验 ,发现循环后电池放电至 1.0V时 ,其负极的电极电位降低为 -75 0mV(vs .HgO/Hg电极 ) ,而未循环的为 -85 4mV (vs .HgO/Hg电极 ) ;P C T实验结果表明 ,循环后电池中的合金电化学容量只有 12 9.4mAh/g ,而未循环的为 2 79.7mAh/g ,这两者说明电池循环后负极中的合金贮氢能力已大大下降。通过对循环前后电池正、负极活性物质的扫描电镜实验、粒度分布测试及X射线衍射实验等进行分析 ,证实电池经循环后失效的主要原因是因为负极活性物质的腐蚀、粉化和氧化。

氢镍电池的现状与发展方向

分别对小型MH/Ni电池、电动车和电动工具用MH /Ni动力电池的发展现状、开发动向及发展趋势进行了概述 ,小型MH/Ni电池将朝着低成本化、高容量化、轻型化、新品种化等方向发展 ,MH/Ni动力电池主要朝高比能型和高功率型两大方向发展。

氢镍蓄电池寿命影响分析及在轨充电控制技术研究

介绍了氢镍蓄电池空间应用寿命及其影响因素等方面的研究情况。在此基础上,针对影响氢镍蓄电池在轨寿命的因素,对氢镍蓄电池充电管理的研究和工程实践结果进行了综合分析,以期为我国氢镍蓄电池空间应用技术的提高和可靠性增长提供一定的技术参考。

电动车用MH-Ni蓄电池充放电性能研究

检测比较了80Ah方型MH-Ni蓄电池不同倍率的充放电性能,并给出了不同温度下1C充放电电压和温度特性曲线。分析得出:充电过程温度升高较快,须对温度进行检测和控制;以前将作为充电终点判据的温升速率确定为1.5～2.0℃·min-1,不适合80Ah方型电池,须重新确定充电截止温升速率;不同温度下,MH-Ni蓄电池1C充放电性能较好,显示MH-Ni蓄电池具有良好的大电流充放电能力,可在混合动力车上应用和推广。

航天用氢镍蓄电池P-T曲线充电控制方法研究

对航天用氢镍蓄电池的几种主要充电方式进行了介绍和分析。在此基础上形成了P-T(压力-温度)曲线充电控制方法,并对其具体实现方案进行了介绍,最后通过试验证明该方法是合理、可行的。该充电控制方法引入蓄电池温度信号,对蓄电池压力进行补偿,可以更为精确地控制蓄电池的容量,同时通过较小的充电电流间歇性充电代替以往工程型号中通常使用的固定小电流长期涓流补充充电,避免了由于涓流设置不合理可能出现的过充或欠充。