MH/Ni电池电极材料在过充电条件下的失效分析

采用SEM,XRD,TEM以及EIS等检测方法,研究不同过充循环前后MH/Ni电池性能与正负极材料形貌及表面元素的变化.实验结果表明,经正常充放电循环70周后,正极活性物质表面保持良好的球形形貌,而经持续过充电循环相同次数后,因晶格的不可逆膨胀而呈不同程度破裂,储氢合金颗粒并无明显粉化现象,但其表面却覆盖许多绒状或针状物,经能谱检测,该绒状物主要成分为稀土金属的氢氧化物或氧化物.EIS阻抗谱分析表明,电池的欧姆电阻(Rs)、反应电阻(Rt)和Warburg阻抗(Zw)均有不同程度的增加,而界面电容(Ci)则呈逐渐降低趋势,这些均是最终导致电池电化学性能衰减的原因.     

CNTs对MH/Ni电池正极电化学性能的影响

采用化学气相沉积法制备碳纳米管,将碳纳米管作为添加剂掺杂制备MH/Ni电池正极,研究了正极中添加不同含量在不同充放电制度下对电化学性能的影响. 结果表明,在30 mA/g恒电流放电条件下,添加了碳纳米管的模拟电池放电性能并没有得到改善,而且比没有添加的要差些;但在60 mA/g恒电流放电条件下,添加碳纳米管的作用比较明显,添加量为质量分数1%的碳纳米管电化学性能较好,在第40和80次循环时放电容量分别为272.2 mAh/g 和260.3 mAh/g,而且放电平台比较平稳.     

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 .     

合金元素Cr对LaNi5基Ni/MH电极性能的影响

测定了LaNi5基储氢合金的相成分,晶体结构和电化学性能.电化学测试是以合金粉制成负极,以烧结Ni(OH)2为正极,以6mol/L KOH溶液为电解液,制成开口式MH-Ni二次电池,在室温下测定的.结果显示,Cr部分替代LaNi4.7Si0.3合金中的Si形成的LaNi4.7Si0.3-xCrx合金均为CaCu5结构,未改变原合金的晶体结构.其中LaNi4.7Si0.22Cr0.08合金具有较高的放电容量,较好的放电平台和较快的活化速度.小电流放电性能比大电流放电好.     

MH/Ni电池正负极材料研究进展(II)--负极材料

MH/Ni电池是最重要的二次电池之一 .MH/Ni电池采用贮氢合金作为负极材料 ,材料与电池的性质密切相关 .本文评述了目前 MH/Ni电池所用贮氢合金负极材料的分类、制备以及研究现状     

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。     

MH/Ni电池镍正极的研究新进展

综述MH／Ni电池正极材料氢氧化镍的结构、性质和制备方法,并详细介绍影响镍正极性能的因素。     

正极钴添加方式对MH/Ni电池性能影响的研究

高温性能和倍率性能的改善是混合动力车用MH/Ni电池实用化中的关键问题. 采用目前3种广泛使用的β-Ni(OH)2制造了容量为6 Ah的D型电池,对比研究了3种电池在常温及60 ℃下的充放电性能,同时结合材料的微结构分析得出包覆4.5%Co(OH)2的β-Ni(OH)2综合性能较佳.     

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 %.     

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.     

镍正极掺杂NiOOH的MH/Ni电池性能

将化学氧化法合成的NiOOH以一定的比例掺杂到商用球形Ni(OH)2粉末当中,以此作为镍正极活性材料,制成额定容量为1 5Ah圆柱密封AA型MH/Ni碱性蓄电池·采用恒流充放电和交流内阻分析方法测试了该电池的性能·结果表明:镍正极掺杂NiOOH的MH/Ni电池在活化效率和循环寿命方面得到了明显的改善和提高,掺杂NiOOH的镍正极具有更高的反应活性及更小的电化学反应阻抗,因而表现出良好的电化学性能·实验表明,镍正极活性材料中NiOOH的掺杂量为1%～3%时对电池性能有较好的影响,掺杂量过多会降低电池的放电容量·     

Thermal behavior simulation of Ni/MH battery

Thermal behavior of overcharged Ni/MH battery is studied with microcalorimeter. The battery is installed in a special device in a microcalorimeter with a quartz frequency thermometer. Quantity of heat and heat capacity of the battery charged at different state of charge (SOC) at different rates are measured by the microcalorimeter. Based on a series of assumputions, heat transfer equation is set up. Expression of heat generation is attained by curve fitting instead of theoretical calculation. Thermal model is used to simulate thermal behavior of the battery in charging period, results of calculation and experiment match very well. The temperature distribution is non-uniform because the poor conductivity limits the heat transfer during charging process. It is difficult to greatly improve the heat conductivity of the battery because it is related to materials inside the battery including electrodes, separators and so on. Therefore, high rate charge should be avoided in actual use. It may cause some damage to the battery. Supported by the National Key Basic Research and Development Program of China (Grant No. 2002CB211800)     

Research on catalysis of sodium-metallochlorophylls in Ni/MH battery

The effects of sodium-metallochlorophylls including sodium-iron chlorophyllin, sodium-copper chlorophyllin and sodium-magnesium chlorophyllin on performance of Ni/MH battery were investigated. The results show that sodium-iron chlorophyllin can effectively activate the gases produced during charge in Ni/MH battery, therefore reducing the reduction potential of oxygen and the oxidation potential of hydrogen, and the increased speed of inner pressure of battery is decreased significantly. With the aid of DMol3 software, the activation process of oxygen and hydrogen by sodiummetallochlorophylls was simulated and analyzed. It was found that the catalysis behavior is in agreement with the experimental results, and the activation process also gets a reasonable explanation from the calculated results.     

D型MH/Ni电池过放电机理的研究

通过对D型密封MH／Ni电池在放电过程中电池电压和放电容量以及开口MH／Ni电池在放电过程中电池电压、正负极电极电位和放电容量的关系分析，探讨了电池的过放电机理。发现电池在放电全过程中存在着三种反应过程，而当电池深度过放电时，正极上析出氢气，负极上析出氧气。本文还采用循环伏安法对电池正负极的反应过程进行了研究，从而进一步说明了电池的过放电机理。     

Ni／MH电池和电池组放电过程中剩余容量的估算

以D型镍氢电池或电池组在一定的工作电流范围内,测出不同放电电流下的一组放电曲线,结合Peukert公式的适当变化,利用计算机程序实现了电池（或电池组）在任一工作电流下的放电曲线的模拟,模拟得到的曲线与实际测量的曲线极其相近,达到了对电池或电池组荷电状态及尚能继续工作时间的估算。