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。说明表面处理抑制了充放电循环过程中贮氢合金表面的氧化     

MH-Ni电池低温放电性能的改进

M H-N i电池较差的低温放电性能是影响其扩大应用领域的重要因素之一。分析了M H-Ni电池低温性能较差的原因;从贮氢电极原材料的选择,镍电极、电解液和隔膜的改进以及电极和电池设计等方面综述了提高M H-N i电池低温放电性能的方法。     

长期放电态贮存对MH-Ni电池性能的影响

探讨了烧结式MH-Ni蓄电池放电态常温贮存一年期间的开路电压变化规律,介绍了长期放电态贮存对电池容量和荷电保持率的影响。对长期放电态贮存后的电池性能进行了测试,结果表明：烧结式MH-Ni电池容量没有发生衰减;其它性能也未见明显变化。     

MH-Ni电池储存的研究

研究了MH—Ni电池以不同荷电态储存时容量的衰减程度;对AA型1．4Ah电池进行了常温(25℃)180d和高温(65℃)30d储存测试,结果表明,电池按额定容量的0％,50％和100％荷电态储存后,容量损失分别为2．4％,5．7％和6。8％,这种损失主要由正极引起并且不可恢复。通过研究还发现,在电池正极中掺杂由化学氧化法合成的NiOOH和使用磺化隔膜,可以有效地提高电池荷电保持率近10％,放电态常温(25℃)90d和高温(70℃)20d储存过程中开路电压降低缓慢,储存后容量损失相对较小,更有利于长期储存。     

MH-Ni电池充放电过程中交流阻抗谱的研究

利用交流阻抗法,对MHNi电池循环过程进行了跟踪研究,通过对交流阻抗谱的拟合解析,发现在循环过程中,电池多孔电极容抗效应CPE经历了先增大后减小的过程;欧姆阻抗在前150周期内变化不大,150周期以后显著增大。分析了这种现象产生的原因,认为电池充放电过程中正负极材料膨胀,挤压隔膜,逐渐使隔膜中的电解液减少,同时正负极材料的膨胀也导致了活性物质的粉化,造成其与导电基体间的接触电阻加大。为如何提高电池的寿命提供了实验依据     

烧结式MH-Ni电池微短路的快速确定方法

对放电态的烧结式MH-Ni电池用0.5Ω电阻短路放电至0V后,测定其电池开路电压变化情况,结果表明,电池的开路电压恢复与电池微短路有关。若电压不能很快恢复至1.0V上,或者即使恢复至1.0V上,但电压并不能维持,说明该电池有微短路;用这种方法可以较快地初步确定微短路电池。     

MH-Ni电池低温放电性能的研究

研究了贮氢合金中稀土组成和Mo含量、化学计量比、结晶组织、电解液浓度对MH Ni电池低温放电性能的影响。试验发现 ,合金中Nd含量的提高 ,使合金传热较慢 ,不利于MH Ni电池低温放电 ;而Ce含量的提高 ,降低氢化物稳定性 ,改善MH Ni电池低温放电性能 ;La含量的增加 ,提高氢化物稳定性 ,降低了MH Ni电池 - 4 0℃放电能力。贮氢合金化学计量比的提高 ,使合金产生具有催化性的第二相 ,明显地改善了MH Ni电池低温放电性能。贮氢合金冷却速度太快 ,晶粒细化 ,氢在合金中的扩散速度下降 ,降低了MH Ni电池低温放电能力。贮氢合金中加入Mo并不能提高电池低温放电容量 ,少量的Mo反而使MH Ni电池低温放电性能恶化。电解液浓度由 30 %提高到 35% (质量百分数 )可改善MH Ni电池 - 4 0℃放电能力。     

HEV用MH-Ni电池的研制

报道了HEV用高功率MH-Ni电池的研制.通过优化设计单体及模块电池结构,优选正负极活性物质材料、基体材料及配方,提高了电池比功率,使之达到1 100 W/kg;改进正极配方,提高电池高温充电效率:60℃下0.5 C充放电,效率达到90%;改进负极材料及配方.提高电池低温放电性能:-25 ℃ 1 C放电达到初始容量的90%.     

AA型密封MH-Ni电池、Cd-Ni电池的内阻特性

研究了MH Ni电池、Cd Ni电池在充放电过程中的内阻变化及内阻与放电电压平台的关系。试验结果表明 ,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 ,充电过程与内压有关。在正极中添加钴、镉氧化物 ,在Cd Ni电池负极中采用PLB新粘合剂 ,可有效地提高电池内部气体的复合性能 ,减小电池内阻。电池内阻小 ,放电电压平台高 ,有利于延长高波放电电压的时间。     

MH-Ni电池化成机理的研究

详细探讨了MH－Hi电池化成的若干原理：（1）Co化成中的作用,设计电池的负、正极容量比应考虑放电预留量、充电预留量,负、正极容量比为1．40可满足高活性物质利用率、长寿命的要求。（2）自放电经成制度与常规化成制度相比具有：大电流放电性能好,省时（不考虑放电 间歇时间）、省电、对充放电台腐蚀小,有利于组合电池分类。（3）高温化成（预充电）大电流放电性能及循环寿命优于常规化成,充电电压及电池内压也明显下降。消除了不预充可能发生的微短路。（4）放电平台特性与容量特性相比更能充分地评价化成效果。     

MH-Ni蓄电池在不同放电深度下的阻抗行为

通过电化学阻抗谱分别研究了正极、负极在不同放电深度下的阻抗。结果表明,随着放电深度增大,正极的欧姆内阻增加,发生电极反应的活性表面积减小,电化学反应电阻和质子扩散阻抗增大。负极电化学反应电阻先减小后增大,放电平台段电化学反应电阻变化很小,MH-Ni蓄电池放电初期的电化学极化主要来源于负极。     

密封MH-Ni电池快速充电控制方法的研究

D型MH Ni电池以 1C电流充电 ,测量电池电压和温度 ,计算不同充入容量下的充电接受率。结果表明充入容量为电池实际容量 10 5 %～ 110 %时充电接受率最大 ,采用电池表面温度变化率dθ/dt=2℃ /2min控制电池充电终止 ,可使电池 1C充电时充入容量控制在此范围。此方法优于用 -ΔV和温度控制MH Ni电池充电终止的方法。     

MH-Ni蓄电池在放电态条件下的储存性能

研究了金属氢化物-镍(MH-Ni)蓄电池在放电态开路条件下60℃环境中的储存性能,并与烧结式和涂膏式镉-镍蓄电池进行了对比。储存25d后,MH-Ni蓄电池开路电压下降到1.0V以下并在0.6~0.7V之间出现一个平台;同时,电池放电容量出现不可逆衰减。0.2C充放电循环、短路储存和循环伏安等试验证明,低电位下CoOOH的还原反应引起涂膏式氢氧化镍正极导电网络的破坏,从而导致MH-Ni电池容量的不可逆衰减。烧结式Cd-Ni蓄电池良好的储存性能可归结于烧结镍基体本身稳定的导电网络。     

MH-Ni蓄电池正负极阻抗分布的电化学研究

应用电流阶越法、线性电位扫描法及电化学交流阻抗法分析了MH-Ni蓄电池正负极的阻抗分布,考察了电极阻抗在放电过程中的变化,对比了正负极的各个阻抗参数,讨论了上述三种电化学方法在电极体系阻抗分析中的优点及缺陷。测试结果表明,在放电初期,负极的欧姆阻抗和电化学阻抗远大于正极,是电池欧姆阻抗的主要组成部分。随着放电程度的加深,负极的阻抗减小,正极的欧姆阻抗与电化学阻抗不断增大,最终接近或超过负极。正极的浓差极化远大于负极,且随放电深度的增大显著增加,是影响电池性能的主要因素。通过成品电极的阻抗分析为提高电池各项性能提供了有效途径。     

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。     

MH-Ni蓄电池快速充电性能的研究

采用掺杂正极添加剂覆钴型Ni(OH)2、磺化隔膜、KOH NaOH LiOH三元电解液,成功制备出一种新型快充AA-2000型MH-Ni蓄电池,其4C(8A)充电效率达到85%,且无漏液、鼓底现象。同时,研究分析了正极添加剂、正极活性物质、隔膜类型和电解液组成等对MH-Ni蓄电池快速充电性能的影响。     

MH-Ni蓄电池性能研究

对不同荷电量MH-Ni蓄电池进行储存试验,结果表明:长期储存的电池以荷电量20%左右对电池储存性能有利;对电池进行过放电试验表明,过放电短期内对电池容量没有影响,但会使电池内阻增大;对电池进行浅充放和全充放对比试验证明,经过长期浅充放,电池将发生不可逆容量衰减。以上试验有助于更进一步了解MH-Ni蓄电池的性能。