镍氢电池的主要特点,正负极材料是什么

日期: 2024-04-11 15:25:28|浏览: 89|编号: 46331

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镍氢电池的主要特点,正负极材料是什么

镍氢电池正极材料:

镍基集流体:泡沫镍或镍箔;

活性物质:氢氧化镍Ni(OH)2;

导电剂:镍粉;

添加剂:钴、氧化钴、Y2O3、Yb2O3等;

胶粘剂:CMC、PTFE等

粉末制备(包括正极活性物质和负极活性物质)→极片生产[包括正极片和负极片,工艺流程包括涂布、干燥(干法生产不需要)、压延、切割、称重、正极片也是需要点焊极耳并用绝缘胶带包裹]→卷入外壳(之前需要准备好合适尺寸的隔板)→卷槽→加电解液→加密封圈→点焊电池盖→密封→电池激活→容量排序

镍氢电池具有充电快、安全可靠、环保无污染、寿命长等特点。 镍氢电池没有记忆效应。

镍氢电池的正极活性物质为氢氧化镍(称为氧化镍电极),负极活性物质为金属氧化物,也称为储氢合金(电极称为储氢电极),电解液为6N氢氧化钾。

镍氢电池正极活性物质为NiOOH(放电时)和Ni(OH)2(充电时),负极板活性物质为H2(放电时)和H2O(充电时) ,电解液采用30%氢氧化钾溶液。

充电时,负极析出氢气并储存在容器中,正极由氢氧化镍转变为氢氧化镍(NiOOH)和H2O; 放电时,氢气在负极被消耗,正极由氢氧化镍转变为氢氧化镍。 。

镍氢电池是一种性能良好的电池。 镍氢电池分为高压镍氢电池和低压镍氢电池。 镍氢电池的正极活性物质为Ni(OH)2(称NiO电极),负极活性物质为金属氢化物,也称储氢合金(电极称储氢电极),电解液为6mol /L氢氧化钾溶液。 镍氢电池作为氢能应用的重要方向,越来越受到人们的关注。 [

随着人类大规模开发利用化石燃料日益紧缺,氢能的开发利用近年来日益受到关注。 镍氢电池作为氢能应用的重要方向,越来越受到人们的关注。 虽然镍氢电池确实是一种性能良好的电池,但航天领域使用的镍氢电池是高压镍氢电池(氢气压力可达3.92MPa,即40kg/cm2)。 这种高压氢气储存在薄壁容器中。 容易爆炸,而且镍氢电池需要贵金属作为催化剂,使其非常昂贵,难以接受民用。 因此,国外自20世纪70年代起就开始探索民用低压镍氢电池。 镍氢电池分为高压镍氢电池和低压镍氢电池。 高压镍氢电池最早由美国M.Klein和JF于20世纪70年代初开发出来。 用镍氢电池替代镍镉电池并将其应用于各种卫星的趋势已经形成。

镍氢电池的正极活性物质为Ni(OH)2(称NiO电极),负极活性物质为金属氢化物,也称储氢合金(电极称储氢电极),电解液为6mol /L氢氧化钾溶液。 活性材料形成电极极片的主要工艺方法有烧结法、浆化法、泡沫镍法、纤维镍法、嵌入式法等。 不同工艺制备的电极在容量和大电流放电性能方面存在很大差异。 一般来说,电池根据使用条件采用不同的工艺生产。 通讯等民用电池大多采用纸浆型负极和泡沫镍型正极组成电池。 充放电的化学反应如下[1]:

正极:Ni(OH)2+OH-=NiOOH+H2O+e-

负极:M+H2O+e-=MHab+OH-

总反应:Ni(OH)2+M=NiOOH+MH

注:M:氢合金; Hab:吸附氢; 反应式中从左到右的过程为充电过程; 反应式中从右向左的过程就是放电过程。

充电时,正极中的Ni(OH)2与OH-反应生成NiOOH和H2O,同时释放出e-,共同生成MH和OH-。 总反应为Ni(OH)2与M生成NiOOH,储氢合金储存氢气; 放电相反,MHab释放H+、H+和OH-生成H2O和e-,NiOOH、H2O和e-重新生成Ni(OH)2和OH-。 电池的标准电动势为1.319V。

镍氢电池分为高压镍氢电池和低压镍氢电池。

低压镍氢电池具有以下特点:(1)电池电压为1.2~1.3V,与镍镉电池相当; (2)能量密度高,是镍镉电池的1.5倍以上; (3)可快速充放电,低温性能良好; (4)密封,抗过充、过放能力强; (5)不产生枝晶,可防止电池短路; (6)安全可靠、对环境无污染、无记忆效应等[1]

高压镍氢电池具有以下特点: (1)可靠性高。 它具有良好的过放电和过充电保护,可以承受高倍率充放电且无枝晶形成。 具有良好的具体特性。 其质量比容量为60A·h/kg,是镍镉电池的5倍。 (2)循环寿命长,可达数千次。 (3)全密封,维护量少。 (4)优异的低温性能,-10℃时容量变化不明显。

镍氢电池在使用时应小心维护。

(1)使用过程中避免过度充电。 在循环寿命内,使用过程中请勿过度充电。 这是因为过度充电很容易导致正负极膨胀,导致活性材料脱落、隔膜损坏、导电网络损坏、电池欧姆极化增大。

(2)防止电解液变质。 在镍氢电池的循环寿命期间,应抑制电池的析氢。

(3)镍氢电池的储存。 镍氢电池应在充满电后存放。 如果电池长期存放而不在电池中储存电能,电池负极储氢合金的功能就会减弱,电池寿命就会缩短。

(4) 电池电量耗尽后请充电。 镍氢电池和镍镉电池都具有相同的“记忆效应”,即如果在放电时电池仍有残余能量的情况下反复充电和使用,电池很快就会变得无法使用。

镍氢电池已经是成熟的产品。 目前,国际市场每年生产的镍氢电池数量约为7亿只。 日本镍氢电池产业规模和产量始终走在其他国家前列。 美国和德国在镍氢电池产量方面仅落后于日本。 电池领域也经过多年的开拓和发展。 我国制造镍氢电池原料的稀土金属资源丰富,探明储量占世界总探明储量的80%以上。 目前,我国研发的镍氢电池原材料加工技术也日趋成熟。 镍氢电池可与锌锰电池、镉镍电池互换使用。 未来,圆形电池将主要朝着产品规格的多元化和商品化方向发展,而方形电池的发展将侧重于作为动力汽车的动力源。

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