镍氢电池的电化学原理和工艺01
NMP镍氢电池的电化学原理镍氢电池采用氧化镍作为正极，储氢金属作为负极。 碱溶液主要是KOH作为电解质。 圆柱形和方形镍氢电池的电化学原理和化学反应是相同的。 充电时正极NiOH2-e-OH-→负极MHnne-→Mn2H2 放电时正极-→负极Mn2H2→MHnne-镍氢电池的放电效率在低温下会明显降低，如低于-15℃且碱溶液在-20℃达到起点冰点时电池充电速度也会大大降低。 在低于0°C的低温下充电会增加电池的内部压力，并可能导致安全阀打开。 为了有效充电，环境温度范围应在 5-30°C 之间。 一般来说，充电效率会随着温度的升高而增加。 当温度升至45℃以上时，充电电池材料的性能在高温下会发生劣化，电池的循环寿命也会大大缩短。 圆柱形镍氢电池仅使用金属电池槽。 一是因为电池槽本身与金属氢化物阳极接触。 连接在一起的两个端子可以用作负极，因为许多应用需要快速充电。 当发生气体复合反应时，电池内部压力非常高。 只有金属容器才能承受这种压力而不会产生太大变形。 最后，金属电池槽用聚砜密封。 这种环形翻边和电池盖密封的方法成本低、易于生产且可靠。 画面处理以SC型为例。 1 配方11 正极氢氧化镍211和223氧化钴可以形成导电网络，以补偿氢氧化镍和金属集流体之间的间隙。 氢氧化镍本身的大间距和低电导率是不够的。 对添加剂12负极储氢合金粉末31进行了具体讨论。 添加剂13电解质30KOH水溶液17gL。 为了提高高温充电效率，用NaOH代替部分KOH，但会增加对金属的损伤。 氢化物活性物质的腐蚀会降低循环寿命 2 正极制备 21 烧结型 211 浆料纤维镍导电剂或 MPVB 成孔剂 212 浆料涂覆 将浆料涂覆到冲孔镍带等基材上 21
3.将挥发性粘合剂在75℃下干燥214。在氮氢环境下在880℃高温下进行计算。 烧结速度。 化学浸渍或电化学浸渍。 将 NiOH 沉积到烧结骨架中。 浸渍密度：162-165gc㎡。 含3增重[172-180±0007] 浸渍电极采用电化学充放电工艺预活化 217 反向水洗 218 75°C干燥 219 电极软化和成型厚度 058±极耳点焊 主要设计参数 强度和纤维镍骨架的孔径 氢氧化镍活性物质的化学性质 负载硝酸盐、碳酸盐等有害物质的活性物质含量 22 浆料类型 221 采用电沉积或化学气相沉积工艺制备泡沫镍基材，在聚氨酯泡沫上涂覆一层镍，然后热处理去除聚氨酯基体 222 高密度球形氢氧化镍是通过沉积工艺制备的。 金属盐（例如硫酸镍）与氢氧化物（例如NaOH）在氨存在下反应。 镍源中还可以添加钴和锌等添加剂以提高性能。 沉积物通常包含 10 至 100 克镍，以提高导电性。 而且Co和Zn可以调节氧势，使显微组织更加细化。 氢氧化镍干粉的填充效率通常为22gc㎡223。 高密度球形氢氧化镍导电剂CoO粘结剂224.机械制浆法将浆料涂布在基材的孔内，225滚压成型。 将平均粒径为10μm的氢氧化镍糊料通过物理方法负载到泡沫骨架上，形成058±231的厚度。烧结电极具有最佳的倍率和功率性能。 它更好，但代价是质量比容量和体积比容量较低。 烧结生产工艺复杂，成本高，需要大量的设施设备投资。 232糊状电极生产容易，成本低。 关键是泡沫镍基体和高密度球形氢氧化物。 最近对镍233的研究使糊状电极进一步提高了电极的功率和高放电倍率性能，达到烧结电极的水平 3 负极制备 31 负极活性材料可以是非晶态的
异形AB5合金或非晶合金。 虽然AB5合金的储氢能力比AB2低很多，但AB5合金的应用更为广泛。 其优点是成本低、易于活化和成型。 电极生产工艺灵活，可以高放电倍率放电。 金属氢化物活性材料的不同成分和结构可以满足特殊的设计要求。 通过调整活性材料的组成，可以改变比容量、比功率和/或循环寿命的一个或多个参数。 典型的AB5合金的成分是原子百分比。 该型合金的质量比容量通常为290——商品化的AB5型合金主要是CaCu5晶体结构，AB2型也有多种成分和加工工艺。 常见成分合金的质量比容量为385——如果合金中钒含量增加，自放电率也会增加，因为当氧化钒溶解时，会伴随着一种特殊类型的氧化还原反应。 浓度对于提高活化和成型性能以及延长寿命非常重要。 金属氢化物用作镍氢电池负极材料时还需要满足一系列性能要求。 包括具有中等储氢能力——氢键强度、一定的催化活性和放电动力学、以及抗氧化和腐蚀能力以保证一定的循环寿命的金属。 国内普遍采用铸态冷却方式，少数采用分立冷却。 一般来说，带式法冷却慢，铸态法冷却快，但寿命相差无几。 相比之下，带法则相反。 理论上是皮带投掷。
该方法优于铸态法。 晶体形状和粒度主要影响合金粉末的制粉或拉制。 合金粉末的直观反映是松散率和振动。 一般来说，振动越高，越有利于制造高容量电池。 同样，粉体的表面积、多面密度的重量、密度大也不会影响密封性。 电池制造商应该测量的最重要的事情之一是克容量。 电池设计需要使用颗粒尺寸组成。 只要粉涂得好，拉片就可以了。 退火也称为均匀化热处理。 均质化退火处理简称均质化。 化学处理系统采用长期高温加热，使金属内部的化学成分充分扩散，故又称“扩散退火”。 对储氢合金的作用 1.消除合金组织应力 2.减少成分偏析，使合金各部分成分均匀 3.倾斜的PCT曲线变得平坦，降低合金平台压力，4增加吸氢能力，5增加循环寿命。 之所以进行退火，是因为合金在常规熔化和冷却后会产生不均匀的应力成分，影响储氢合金的吸放氢性能和电化学性能。 带可以提高合金的凝固速度。 快速冷却可以使合金在凝固后保持熔融状态。 组合物可达到高度均质化，晶粒尺寸约为1um。 同时该合金主要由柱状晶体结构组成。 这种具有发达结构的合金被制成电极。 该合金具有较长的使用寿命和良好的耐腐蚀性。 低温热处理后，低于常规热处理温度，pct曲线进一步平坦。 进一步提到，该热处理不得破坏晶粒结构和尺寸。 然而，并非所有废合金都采用热处理。 这取决于要进行什么样的改进。 衍生产品通常具有寿命长的特点。 放电容量与合金化学计量比有关。 32 镍氢负极干法连续浸渍工艺。 负极打粉-负极片浸渍-干燥-制备。 压制-缓冲-模切小片 4 分隔材料 聚烯烃无纺布 41 传统湿法成网纤维成分 纤维尺寸 1520 微米 特点 使用聚乙烯和聚丙烯混合物 高均匀性 从湿法造纸生产中开发出来 满足PP和PE的组合，应使用直径较大的42纤维。 熔接纤维法 纤维成分 纤维尺寸 28微米 152
0微米特征也是采用湿法制备的，但不同的是，使用水流来拼接和缠结纤维。 由于缠结过程中存在针孔形成的问题，因此在拼接纤维较细时，产品的定量最小值必须限制在55gm2左右。 当直径为28微米时，需要对直径较大的纤维进行交联，以增强产品的强度。 如果拼接不完美，无法获得均匀的产品，则制备该隔膜的原料同时含有聚乙烯纤维和聚丙烯纤维。 在某些情况下，还含有乙烯-乙烯醇共聚物纤维。 43干法纤维成分，纯PP纤维尺寸812微米。 产品特点 44熔喷纤维组成，纯PP纤维尺寸15微米。 特点：聚丙烯通常采用熔喷法制造。 不含添加剂，因此不会降低电池性能。 5 电池制作 51 切片 正极厚度 058±005mm 负极厚度 0375±005mm 隔膜厚度 可以添加一些以使气体更好地结合。 气栅 52 组装件 53 卷绕 从内到外顺序为气栅→负极→隔板→正极→镀镍钢壳 54.检查要求中心无凹凸、平整、无短路。 54、在安装有电极组的电池钢壳开口端滚压出约1mm深的滚槽。 待凹槽便于密封后，在电池壳内壁涂抹沥青油进行密封。 55注液，真空注液，约72g，56封口工艺，将正极极片点焊到顶部结构件的正极端子上，将钢壳压平放在封口机上，封口机精度必须高到防止漏液密封 57 用碱性溶液清洗电池表面油污，并涂上防锈油 6 化成系统 61 常温老化，使电解液均匀分布在流入电池顶部上方，需静置不充电 62 充电621 恒流充电、限压、休眠、恒流充电 限压休眠、恒流充电、限压、恒压充电 200V、限流 20mA 直至过充 627 休眠 1h 628 恒流放电200mh 检测电池电压不低于
恒流充电、限压、恒压充电200V、限流20mA直至过充、6211休眠、恒流放电200mh、检测电池电压不低于恒流充电、限压、55度高温老化、恒温存储，24h，室温取出，6h为了加快激活速度，64采样测试电压65容量分选67内阻测试68再充电681恒流充电限制电压恒压充电200V限制电流20mA直到过充7包装8存储极高或极低的温度都会影响电池的性能，因此应避免将电子设备放置在高温环境中。 此外，电池不需要冷藏。 只需要在室温干燥的环境下保存即可。 镍氢、镍镉充电器的充电电压控制方法与锂离子充电器完全不同。 以防止锂离子电池过压。 危险 锂离子充电器采用限压充电技术，而镍氢、镍镉充电器不具备此功能。 过充电时，反应是正极4OH---负极-O2从正极移动到负极并发生反应。 总反应是镍金属氢化物。 电池设计时，容量实际上是受到正极的限制。 负极容量设计过剩，保证过充时正极产生的氧气能够到达负极，电池内压不会明显升高。 密封后必须及时进行预充电，为第二块电池充电。 价态钴转化为导电CoOOH也储备了为负极充电的电力。 这一步的关键是从密封到充电的时间和充电电流1。时间很关键。 如果密封后放置时间太短，电解液将没有时间均匀分布以提高充电效率。 该反应在低温和无电解质的地方无法发生。 如果反应时间过长，二价钴很容易在负极被还原成结晶钴，从而产生钴桥，造成微短路。 因此，应尽量使用吸液速度快的绝缘纸，以缩短密封后的储存时间。 对自放电影响最大。 2 电流也很关键。 如果电流大，充电电压就会高。 发生的第一个反应是二价镍转化为三价镍。 如果电流小，充电电压低时发生的反应就是钴的价态转变。