MH/Ni电池失效原因

通过MH/Ni电池的电极材料性能 ,内压及内阻的变化 ,综合分析电池失效的原因 ,并阐明它们之间的联系。为提高MH/Ni电池的使用寿命 ,关键在于研制具有高贮氢容量 ,低析氢平台分压 ,抗氧化能力强 ,并具有氢氧化合催化能力强的贮氢材料。

MH/Ni电池内压和内阻的研究

研究了正负极中加入添加剂对MH/Ni电池内压和内阻特性的影响 ,结果表明负极中添加金属钴及其氧化物和氢氧化物可有效降低电池的内压 ,正极中加入锰、镉、钴及它们的氧化物和氢氧化物可明显提高电池内部气体的复合性能 。

提高MH-Ni电池放电电压平台的途径

本文针对国内外如何降低Ni/MH电池内阻,提高电池放电电压平台所采取的途径,从贮氢材料、正负电极制备、电解液组成等方面进行了详细概述。

MH-Ni 电池内压测量及研究的新方法

报道了新近研制的一种ＭＨ－Ｎｉ电池内压测量方法及仪器。它由精密的测微传感器、电池装夹定位装置、模数转换器、微型计算机和专门开发的电池内压测量软件构成。可以实现电池内压的非破坏、非接触的在线测量，并具有精确、稳定、实用的特点。

MH-Ni电池和CdNi电池的内阻测试与分析

对金属氢化物镍电池和镉镍电池在不同条件下的内阻进行了测试分析。实验发现 :金属氢化物镍电池和镉镍电池的荷电态内阻小于放电态内阻 ,且镉镍电池的放电态内阻离散性较大。金属氢化物镍电池荷电态内阻随荷电量的变化存在最小值 ;金属氢化物镍电池和镉镍电池在长时间放电态贮存过程中 ,电池内阻都会增加 ,镉镍电池的内阻增加更明显 ,且离散性更大 ;但电池经过充放电活化后 ,电池内阻可大大降低。同批次生产的相同规格的电池 ,电池内阻越小 ,电池的放电电压平台越高。实验还发现 ,电池的集流体结构设计、隔膜的选择及电液量的多少都会影响电池的内阻。

40Ah直封方型MH/Ni电池的研制

报导了直接封口化成的 40Ah方型密封MH /Ni电池的研制情况。针对降低电池内压这一关键技术要求 ,提出了适当降低负极填充密度、控制电解液量和采用促进氧气复合与氢气吸收的电极结构等措施。该电池经过 2 0 0次充放电循环后 ,0 .2C充电 6h时的最高内压为 0 .5MPa ,容量衰减小于 4%。

添加金属铜对MH-Ni电池的内压及其他性能的影响

研究了添加铜对MH Ni电池循环初期的内压、容量及自放电等性能的影响。研究结果表明 ,添加铜可以降低MH Ni电池的充电内压 ,降低电池的容量 ,加大电池的自放电。

Ni(OH)_2经表面修饰后的MH/Ni电池性能

分别以化学镀钴修饰前后的Ni(OH ) 2 作为正极材料 ,与贮氢合金负极制备成MH/Ni电池 ,对其性能进行测试 ,结果表明 ,经化学镀钴修饰的MH/Ni电池具有更高的放电容量、更低的内阻及内压 ,Ni(OH) 2 表面化学镀钴能有效地提高MH/Ni电池的性能。

大容量方形动力MH/Ni电池性能

研究了35Ah/1 2V和40Ah/1 2V大容量方型动力MH/Ni电池的容量、电压、快速充放电、充电内压性能和阻抗特性。结果表明:研制的方型动力MH/Ni电池可以封口化成;电池的容量达到设计容量,其中正极活性物质的利用率达90%以上;充电内压较低,充电效率较高。快速放电性能较好,如40Ah电池1C倍率放电容量为0 2C时的98%;快速充电性能好,40Ah电池在1C倍率快速充电的条件下,其0.2C倍率放电容量接近40Ah。

降低MH/Ni电池内压的途径

针对国内外研究者如何降低MH/Ni电池内压所采取的工艺措施 ,从贮氢合金制备、贮氢合金及MH电极表面处理到正负极添加剂等方面进行了概述。

MH-Ni动力电池特性试验研究

为了获得MH-Ni电池等效电路模型中各主要参数的变化特性,在不同温度环境,针对MH-Ni电池的开路电压、迟滞电压、内阻等主要特性进行了试验测试研究。根据试验结果,建立了温度、电荷状态与电池各特性之间的变化关系。此外,还建立了MH-Ni电池的迟滞电压模型,通过试验获得了其主要参数的变化特性。最后,将试验结果与模型的计算结果进行了比较,验证了其准确性。

Ni—MH电池充电效率与内压的相关行为

Ni—MH电池充电过程中的内部压力是表征电池优劣的一个重要性能。本文通过对电池充电效率的测定以及一系列的理论推导和数学计算,得到了理论上的内压曲线。曲线的趋势与测定值相吻合。由此可以判定,内压升高的原因在于正极的析氧及负极氧还原速度的缓慢。并据此调整了负极配方,通过引入适当的添加剂,成功地降低了电池充电时的内压。

隔膜对MH/Ni电池容量、内阻和自放电的影响

比较普通型聚烯烃隔膜、聚丙烯接枝膜和聚烯烃磺化隔膜材料对MH/Ni电池容量、内阻、输出功率和自放电性能的影响。结果表明,隔膜对电池的容量影响不大,磺化隔膜制作的电池的内阻比其他两种的小,输出功率更大。使用磺化隔膜的电池的荷电保持率最佳,使用接枝隔膜的次之,使用普通聚烯烃隔膜的最差。综合容量、内阻和自放电性能,采用磺化隔膜可以改善MH/Ni电池的性能。

碱性电解液中的还原剂对MH-Ni电池性能的影响

系统研究了碱性电解液中的还原剂对ＭＨ－Ｎｉ电池电化学性能的影响。实验使用典型ＡＢ５型合金ＭｍＮｉ３．５５－Ｃｏ０．７５Ｍｎ０．４Ａｌ０．３泡沫镍负极及Ｎｉ（ＯＨ）２泡沫镍正极，制成ＡＡ型电池，并注入２．６ｇ６．８ｍｏｌ／ＬＫＯＨ＋０．５ｍｏｌ／ＬＬｉＯＨ＋０．００５ｍｏｌ／ＬＫＢＨ４溶液，封口静置。参照电池的电解液则为２．６ｇ６．８ｍｏｌ／ＬＫＯＨ＋０．５ｍｏｌ／ＬＬｉＯＨ。在电池化成后，参照电池没有喷爬碱，而实验电池却高达３０％。在２５０个充放电循环以后可较明显看出实验电池的寿命差于参照电池。在充放电循环过程中，实验电池的放电平台逐渐低于参照电池的放电平台。实验电池的内压略高于参照电池的内压。实验电池注同量碱液的时间比参照电池延长大约５倍，并造成封口模具腐蚀加重。本研究结果表明部分厂家在碱液中添加微量还原剂的方法对电池综合性能及其规模生产都是不利的。

AA型密封MH-Ni电池内阻特性研究

研究了ＡＡ型密封ＭＨ－Ｎｉ电池在充放电过程及循环寿命测试实验中的内阻及内压变化情况。实验结果表明，在充放电过程中，内阻变化受正负极活性物质氧化态／还原态的转化反应影响，充电过程还与内压有关；在循环寿命测试实验中，由于正极膨胀及电解液的减少，内阻增大，导致电池容量衰减，性能降低。因此，减小正极膨胀和保持电解液量是降低内阻、提高电池性能、延长电池循环寿命的有效方法。

MH-Ni电池降低内压延长寿命的方法

分析了ＭＨ－Ｎｉ电池内压产生的原因。为了降低ＭＨ－Ｎｉ电池的内压提高寿命，分别通过ＭＨ负极用粘合剂以及合金粉制作工艺两个方面进行研究，结果表明：不同种类的粘合剂对电池内压有较大影响，通过对粘合剂的作用机理进行分析，认为亲水性粘合剂与憎水性粘合剂配合使用效果较好，实验结果表明负极采用０．５％ＨＥＣ和１％ＰＴＦＥ配合使用能有效地降低电池１Ｃ过充电时电池的内压；热处理合金与非热处理合金粉对电池内压及循环寿命影响也较大，通过对比ＰＣＴ曲线发现，合金粉经过热处理，曲线平台变宽，实验结果表明，采用热处理合金粉不仅能显著地降低电池内压，还能提高电池１Ｃ充放电循环寿命。通过上述方法制作的ＡＡ型电池１Ｃ充１２０ｍｉｎ电池内压小于０．８ＭＰａ。

快速充电D型MH-Ni蓄电池研究

分析了限制MH-Ni蓄电池快速充电性能的一个原因是因为MH-Ni蓄电池在快速充电过程中产生大量热所致。以采用泡沫镍正极的8 Ah D型MH-Ni电池为例,从四个方面减少MH-Ni蓄电池在快速充电过程中产生的热量:1.优化电池结构设计,降低电池内阻;2.确定最佳电解液量;3.确定负极与正极容量比;4.增加正极中的钴含量。通过这些措施有效地降低了电池的内阻,减小了极化,大幅度降低了快速充电过程中产生的热量,从而提高了电池的快速充电能力。使之能承受近4 C的充电电流,并且达到20 min充满电的要求,电池内阻小于2.5 mΩ,30 A充电效率大于90%,30 A放电电压平台大于1.15 V。

MH-Ni电池循环寿命中内阻特性的研究

研究了 ＡＡＡ型密封 ＭＨ－Ｎｉ电池在大电流充放电循环过程中充电态、放电态内阻的变化情况。结果表明：制作工艺不同电池内阻亦不同；对于制作工艺相同的电池来说，当初期充电态、放电态内阻相差不大时，电池１Ｃ５循环寿命良好。

降低MH-Ni电池的内压提高电池循环寿命的方法

分析了ＭＨ－Ｎｉ电池产生内压的原因，通过对ＭＨ负极配方用粘合剂及合金粉制作工艺的研究，发现负极采用ＨＥＣ及ＰＴＦＥ做粘合剂和采用热处理合金粉能降低ＭＨ－Ｎｉ电池１Ｃ过充电时的内压，提高电池的循环寿命。

直封MH/Ni电池内阻特性研究

将电池内阻与内压相联系，研究了直封MH／Ni电池在充放电过程及循环寿命测试实验中的内阻变化情况。实验结果表明，在充放电过程中，内阻变化受正负极活性物质氧化态／还原态的转化反应影响，充电过程还与内压有关；在循环寿命测试实验中，由于正极膨胀及电解液的减少，内阻增大，导致电池容量衰减、性能降低。因此，减少正极膨胀、保持电解液量是降低内阻，提高电池性能，延长电池循环寿命的有效方法。