鉅大LARGE | 點擊量：9289次 | 2018年06月08日
鎳氫電池的正極的材料是什么
鎳氫電池內(nèi)的正極材料：
鎳基集流體：泡沫鎳或鎳箔；
活性材料：氫氧化亞鎳Ni(OH)2；
導電劑：鎳粉；
添加劑：鈷，氧化亞鈷，Y2O3，Yb2O3等；
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
粘接劑：CMC，PTFE等。
配粉（包括正極活性物質(zhì)和負極活性物質(zhì)）→極片制作【包括正極負極片，工序有涂覆、烘干（干法制片不需要）、碾壓、裁切、稱重，正極片還需要點焊極耳及用絕緣膠布包極耳】→卷繞入殼（之前需要準備好尺寸合適的隔膜）→滾槽→加注電解液→加密封圈→點焊電池蓋→封口→電池活化→容量分選
鎳氫電池是一種性能良好的蓄電池。鎳氫電池分為高壓鎳氫電池和低壓鎳氫電池。鎳氫電池正極活性物質(zhì)為Ni（OH）2（稱NiO電極），負極活性物質(zhì)為金屬氫化物，也稱儲氫合金（電極稱儲氫電極），電解液為6mol/L氫氧化鉀溶液。鎳氫電池作為氫能源應用的一個重要方向越來越被人們注意。
由于化石燃料在人類大規(guī)模開發(fā)利用的情況下越來越少，近年來，氫能源的開發(fā)利用日益受到重視。鎳氫電池作為氫能源應用的一個重要方向越來越被人們注意。雖然鎳氫電池確實是一種性能良好的蓄電池，但航天用鎳氫電池是高壓鎳氫電池（氫壓可達3.92MPa，即40kg/cm2），這樣的高壓力氫氣貯存在薄壁容器內(nèi)使用容易爆炸，而且鎳氫電池還需要貴金屬做催化劑，使它的成本變得很貴，這就很難為民用所接受，因此，國外自70年代開始探索民用的低壓鎳氫電池。鎳氫電池分為高壓鎳氫電池和低壓鎳氫電池。高壓鎳氫電池是20世紀70年代初由美國的M.Klein和J.F.Stockel等首先研制。用鎳氫電池代替鎘鎳電池并應用于各種衛(wèi)星上的趨勢已經(jīng)形成。
鎳氫電池正極活性物質(zhì)為Ni（OH）2（稱NiO電極），負極活性物質(zhì)為金屬氫化物，也稱儲氫合金（電極稱儲氫電極），電解液為6mol/L氫氧化鉀溶液。活性物質(zhì)構(gòu)成電極極片的工藝方式主要有燒結(jié)式、拉漿式、泡沫鎳式、纖維鎳式及嵌滲式等，不同工藝制備的電極在容量、大電流放電性能上存在較大差異，一般根據(jù)使用條件不同的工藝生產(chǎn)電池。通訊等民用電池大多采用拉漿式負極、泡沫鎳式正極構(gòu)成電池。充放電化學反應如下[1]：
正極：Ni（OH）2+OH-=NiOOH+H2O+e-
負極：M+H2O+e-=MHab+OH-
總反應：Ni（OH）2+M=NiOOH+MH
注：M：氫合金；Hab：吸附氫；反應式從左到右的過程為充電過程；反應式從右到左的過程為放電過程。
充電時正極的Ni（OH）2和OH-反應生成NiOOH和H2O，同時釋放出e-一起生成MH和OH-，總反應是Ni（OH）2和M生成NiOOH，儲氫合金儲氫；放電時與此相反，MHab釋放H+，H+和OH-生成H2O和e-，NiOOH、H2O和e-重新生成Ni（OH）2和OH-。電池的標準電動勢為1.319V。
鎳氫電池分為高壓鎳氫電池和低壓鎳氫電池。
低壓鎳氫電池具有以下特點：（1）電池電壓為1.2~1.3V，與鎘鎳電池相當；（2）能量密度高，是鎘鎳電池的1.5倍以上；（3）可快速充放電，低溫性能良好；（4）可密封，耐過充放電能力強；（5）無樹枝狀晶體生成，可防止電池內(nèi)短路；（6）安全可靠對環(huán)境無污染，無記憶效應等。[1]
高壓鎳氫電池具有如下特點：（1）可靠性強。具有較好的過放電、過充電保護，可耐較高的充放電率并且無枝晶形成。具有良好的比特性。其質(zhì)量比容量為60A·h/kg，是鎘鎳電池的5倍。（2）循環(huán)壽命長，可達數(shù)千次之多。（3）全密封，維護少。（4）低溫性能優(yōu)良，在-10℃時，容量沒有明顯改變。
鎳氫電池在使用時應注意維護。
?。?）使用過程忌過充電。在循環(huán)壽命之內(nèi)，使用過程切忌過充電，這是因為過充電容易使正、負極發(fā)生膨脹，造成活性物脫落和隔膜損壞，導電網(wǎng)絡破壞和電池歐姆極化變大等問題。
?。?）防止電解液變質(zhì)。在鎳氫電池循環(huán)壽命期，應抑制電池析氫。
?。?）鎳氫電池的存放。保存鎳氫電池應在充足電后，如果在電池中沒有儲存電能的情況下長期保存電池，將使電池負極儲氫合金的功能減弱，并導致電池壽命減短。
?。?）電量用盡后充電。鎳氫電池和鎳鎘電池相同，都有“記憶效應”，即如果放電途中在電池還殘存電能的狀態(tài)下反復充電使用，電池很快就不能用了。
鎳氫電池已經(jīng)是一種成熟的產(chǎn)品，目前國際市場上年生產(chǎn)鎳氫電池數(shù)量約7億只，日本鎳氫電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模和產(chǎn)量一直高居各國前列，美國和德國僅此于日本，在鎳氫電池領域也開發(fā)和研制多年。我國制造鎳氫電池原材料的稀土金屬資源豐富，已經(jīng)探明儲量占世界已經(jīng)探明總儲量的80%以上。目前國內(nèi)研制開發(fā)的鎳氫電池原材料加工技術(shù)也日趨成熟。鎳氫電池可以和鋅錳電池、鎘鎳電池互換使用，今后圓形電池主要朝著產(chǎn)品規(guī)格的多樣性和商業(yè)化方面發(fā)展，而方形電池的發(fā)展重點是作為動力車的動力源。
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