在充放电循环过程中Ni/MH电池正负极的结构和性能变化

本文对在连续进行充放电循环过程中Ｎｉ／ＭＨ电池的放电容量、中值电压与循环周期的关系以及电池正负极结构和性能的变化进行了研究。结果表明：电池在循环过程中正极活性物质基本构型未变化，而负极储氢合金表面逐渐生成了Ｌａ（ＯＨ）３、Ａｌ（ＯＨ）３、ＬｉＭｎＯ２，正负极活性物质随循环次数的增加不断发生粉化，这些都是导致Ｎｉ／ＭＨ电池放电性能下降的主要因素。

电化学催化剂CoPc对Ni-MH电池浮充性能的影响

针对Ni MH电池充电过程中氧的产生和不恰当的消除方式带来的内压升高和热量聚积使电池总体性能衰减很快的问题,提出采用降低化学催化氧还原的比例,而提高热量产生少的电催化氧还原比例的方法加以解决。研究了电化学催化剂CoPc(酞菁钴)对Ni MH电池浮充性能的影响。实验结果表明采用合适的方式添加CoPc的电池具有较好的浮充性能。其中在电解液中添加CoPc的电池具有最好的充电效率和循环能力;2000次浮充以后其内压升高速度也最低。

Ni／MH电池负极用高容量稀土-镁-镍基储氢合金

通过感应熔炼方法制备了稀土-镁-镍基储氢合金Ml0.88Mg0.12Ni3.0Mn0.10Co0.55Al0.10(Ml代表富镧混合稀土).采用XRD和SEM分析了合金的微观结构,发现该合金主要由CaCu5型相、Ce2Ni7型相和Pr5Co19型相组成.电化学测试结果表明:合金的放电容量可以达到386 mA.h/g,比商品AB5型合金(332 mA.h/g)高出16.3%;在1 100 mA/g的放电电流密度下,合金的高倍率放电性能可以达到62%,高于商品AB5型合金(45%);充放电循环300次后,合金的放电容量降低到315 mA.h/g,为最大放电容量的81.5%.

军用Ni/MH电池电极材料的研究

针对目前贮氢电极合金不满足军用通信电池要求工作温度范围宽的情况 ,以Ml(NiCoMnTi) 5合金为例 ,系统研究了温度对电化学性能的影响 ;并在此基础上 ,分别以Ti、Zr、Al为添加元素设计新合金 ,研究其在高温下的电化学性能。结果表明 :温度对合金的化学性能有显著影响 ,随温度升高 ,放电容量降低 ,循环稳定性恶化 ,自放电加剧 ,但高倍率放电性能得到改善。在合金中添加Al,可降低氢化物的平衡分解压 ,有效改善高温性能 ,提高高温下的放电容量和高倍离放电容量 ,抑制自放电及循环过程中的容量衰退 ,提高循环寿命 ;在合金中添加Ti和Zr ,使平台压力上升 ,放电容量降低 。

电动车用Ni/MH电池组剩余容量的非线性自回归滑动平均预测

准确的蓄电池荷电状态(SOC)决定了电动汽车剩余的行驶里程数.为准确评估电动车用Ni/MH电池组荷电状态(SOC)值,本文提出了一种非线性自回归滑动平均(NARMAX)模型的系统辨识方法.文中使用联邦城市行驶工况(FUDS)的试验数据,采用NARMAX模型线性简化逼近的辨识方法,对蓄电池SOC建立了多输入变量的模型,并使用这个模型进行实时预测;预测结果与试验结果进行了比较.结果表明,该方法是简单、有效的.预测的最大相对误差为1%.

稀土在Ni/MH电池中应用研究

综述了稀土在N i/MH电池中的作用机理。贮氢合金中稀土的含量和组成改变合金的微晶结构,影响合金的吸放氢特性。镍电极中掺杂稀土添加剂一方面可以有效地提高析氧过电位,改善N i/MH电池高温性能。另一方面稀土的掺杂使N i(OH)2晶格发生畸变,改善材料的质子扩散性能,减少电化学反应阻抗。此外,电解液中引入稀土化合物,可增大电极表面的活性中心。阐述了稀土是改善N i/MH电池性能的一种有效的活性材料和添加剂。

高功率Ni/MH电池用AB_5 型负极储氢合金的研究(英文)

研究和开发具有优异高倍率特性的储氢电极合金是发展高功率型Ni/MH电池的技术关键,具有重大的理论意义和商业价值。基于合金热力学和动力学行为的讨论,研究了AB5型储氢电极合金的微结构对其倍率放电性能的影响。结果表明,由于非化学计量(B/A >5 )和高催化活性第二相的引入,B侧添加硼或钼可以显著提高合金的高倍率放电容量和低温放电容量。进一步结合A侧稀土成分优化,发展出一类具有优异倍率性能的MmNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3Bx(Mm为混合稀土)合金。该系列合金有望应用于高功率Ni/MH电池和低温( - 35 oC)Ni/MH电池。

Ni/MH电池中非枝晶合金的电化学行为

本文对以非枝晶合金为负极的Ni/MH电池体系的闭口化成,不同倍率充放电,温度特性及其内压变化进行了系统研究。肯定了非枝晶合金在Ni/MH电池中的实用性和安全性。本文还对闭口化成的电化学过程进行了探讨。

Ni/MH电池负极材料-贮氢合金的研究概况

简述了Ni/MH电池的原理和应用.对Ni/MH电池负极材料的基本类型及开发历史和发展现状进行了综合评述.AB5型合金的开发和应用已较为成熟,但其贮氢容量不高.AB2型合金与A2B型（Mg基）合金的贮氢容量较高,但AB2型合金活化困难,高倍率放电低于AB5型合金,尚未得到广泛应用.A2B型合金虽然成本低,但循环稳定性较差,循环寿命短,尚未实现实用化,V基固溶体型合金同样也存在循环寿命短的特点.AB3型合金由于具有较高的容量并易被活化已引起越来越多的研究.

电动车辆用Ni-MH电池智能化放电控制

Ni-MH电池是电动车辆的动力源,对电动车辆的性能有重要作用。以Ni-MH电池在电动车辆中的应用为例,论述了电动车辆用Ni-MH电池放电控制过程的基本原理,阐述了Ni-MH电池智能控制系统监测与控制的总体结构和功能流程。根据智能控制原理和专家经验,探讨了以Ni-MH电池能量合理使用放电控制算法,给出了电动车辆用大功率Ni-MH电池的放电特性曲线及放电电压、电流、电池温度等对其容量的影响结果。试验结果表明,该系统可使Ni-MH电池能量利用率增加20%以上,自适应能力较强,运行可靠,电池寿命也有显著延长。

野外电台用Ni/MH电池组的研制

本文概要介绍野外电台用Ni/MH蓄电池(组)研制的基本情况、工艺、结构及主要技术措施、并报导了达到的电池性能水平。

Ni-MH电池化成方法的研究

提出了一种新颖的Ni-MH电池化成方法——反向预充法,即在Ni-MH电池化成中,首先,以小电流对电池进行反向预充电;然后,再按常规方法对电池进行化成,并对Ni-MH电池QNF25及其正负极的充放电性能进行了测试。结果表明,反向预充电量与负极配方直接影响反向预充化成的效果,采用反向预充法化成,QNF25的充电内压、倍率放电性能和低温(-35℃)下放电性能得到了明显改善,90次充放电循环后性能未见衰减,循环0.5C放电容量明显提高,自放电性能和高温放电性能无明显变化。

Ni/MH电池过充电热效应分析

利用微量热仪对Ni/MH电池过充电时的热效应进行了分析.电池通过一个保护装置安装在一台以石英频率温度计为测温装置的微量热仪中.实验测量了电池在不同荷电态(SOC)下以不同电流过充电时的热容量和发热量数据.基于一系列简化假设建立热传导方程,实验结果经过拟合得到了描述充电过程的发热速率曲线方程,取代以往研究中发热速率的理论计算方法.用曲线拟合得到的方程和热容量数据建立了二维热效应模型,对过充电热效应进行了数值模拟,计算结果与实验结果基本吻合.模型显示电池内温度分布差异很大,这归因于电池内部材料传热性能不佳.电池的传热性能与电池材料如电极、隔膜和电解液等性质有关,很难有较大改善,所以,在实际使用中应该尽量避免高倍率长时间充电,以免对电池造成损害.

Ni/MH电池过充电过程热效应分析

论文采用二维热模型分析了圆柱型Ni/MH电池在过充电过程中的热效应.实验提供了更为精准的数据以建立精确的热模型.利用石英频率微量热仪对电池的热容量以及电池在不同电流过充电时的发热量和散热速率进行了测量,继而将散热速率曲线拟合成线性函数和三段不同的指数函数.线性阶段之后的散热过程符合数学微分表达式,这些表达式有助于理解过渡阶段和过充电阶段散热速率的变化规律.热传导方程中产热速率采用理论计算值.最后使用FEM模拟了电池在1C,3C,5C充电过程每一阶段末时刻的电池内部温度场分布,结果相对准确.

非晶态Ti_3Ni_2合金在Ni/MH电池中的电化学性能(英文)

采用机械球磨晶态Ti_3Ni_2(Ti2Ni/TiNi)合金的方法制备非晶态的Ti_3Ni_2合金,并研究其电化学性能。充放电测试结果显示,非晶态Ti_3Ni_2合金成功地解决了晶态Ti_3Ni_2合金在高温下(333K)循环寿命极短的缺点。在333K循环19次后,相对于晶态Ti_3Ni_2合金较低的容量保持率(39.47%),其非晶态合金有效的将容量保持率提高到88.83%。通过Tafel极化,线性极化以及交流阻抗测试,发现这种改善源于非晶态Ti_3Ni_2合金的耐蚀性远优于其晶态合金。

MH/Ni电池用稀土系储氢合金的失效及回收研究

探讨了深度过放电对MH/Ni电池负极储氢合金的影响。发现在过放电后 ,负极储氢合金的XRD结构图中 ,除了储氢合金的主相外 ,还出现了十分明显的Al(OH) 3,La(OH) 3的衍射峰。结合各种情况下储氢合金失效的原因 ,利用化学处理及再熔炼的方法对失效MH/Ni电池的负极粉进行了回收实验 ,并对比了回收合金与原合金的结构及电化学性能。XRD测试结果表明回收合金与原合金的结构相同 ,均为CaCu5型。恒电流充放电实验发现 ,回收合金与原合金粉相比 ,放电容量接近 ,放电电位高。循环寿命测试结果表明 。

正极添加剂对MH/Ni电池高温充电行为的影响

为提高AA型MH/Ni电池在高温下的充电效率,筛选出CaF2、Y2O3、TiO2和Tm2O3作为正极添加剂,并通过正交实验确定了它们在混合添加时的合适用量。结果表明:在60℃以0 2C电流充电6h时,含复合添加剂电池的充电效率为78%,而空白电池只有48%;但加入添加剂后电池内阻增大11%,这可能是引起电池常温容量下降10%的原因之一。充电曲线表明:含上述复合添加剂的MH/Ni电池高温下充电后期电压明显升高,这可能是正极析氧过电位提高所致。

混合动力电动汽车MH/Ni电池放电性能实验分析

根据混合动力电动汽车镍氢动力电池研发需要,针对其结构特点和工作原理,设计了144 V/(6.5 A.h)镍氢电池组的实验方案,提出了放电效率、电池内阻的处理方法,并利用Matlab软件对实验数据进行处理,结合放电电流、荷电状态、电池内阻和环境温度等相关参数之间的影响,分析了电池组的端电压特性、内阻性能以及电池组在常温、高温、低温下的放电特性,结果表明,镍氢电池组在常温和高温下具有良好的放电特性,电池组不适宜在-30℃下工作。

MH/Ni电池正负极材料研究进展(I)——正极材料

MH/Ni电池是一种正在发展中的新型高容量绿色二次电池 .电池采用正极限容设计 ,负极过量 ,因此电池的容量主要由正极来决定 .本文评述了目前 MH/Ni电池中所用镍电极材料的分类、晶体结构、制备方法以及国内外的研究现状 .