镍氢电池基础知识课件.ppt

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1、1掌握镍氢电池的工作原理和性质2掌握Ni/MH正极材料Ni(OH)2的晶体结构、电化学性能和制备方法。3掌握Ni/MH正极材料负极材料，掌握储氢合金的电化学性能。教学要求4.1镍氢电池概述4.2镍氢电池的工作原理及性能4.3镍氢电池正极材料4.4镍氢电池负极材料4.5镍氢电池制备及充放电镍氢电池及正极和负极材料4.1镍氢电池概述氢镍电池应用：民用通讯电源，各种便携式设备电源、电动工具、动力电源等。小型绿色电源，替代镉镍电池。一、镍氢电池的应用电动工具便携式电源矿灯应急灯网标灯民用电信产品动力电池镍氢电池电动汽车4.1镍氢电池概述上世纪七十年代，发展高压氢-镍电池（H2-NiOOH）电池

2、；八十年代，掀起镍金属氢化物-镍电池（低压氢-镍电池）（MH-NiOOH）的热潮；九十年代，镍氢电池（MH-NiOOH）进入产业化（日本三洋）。二、镍氢电池类型高压镍氢电池；低压镍氢电池(-)Pt,H2KOH或NaOHNiOOH(+)高压氢镍电池正极活性物质：NiOOH(三价镍的氢氧化物）。负极活性物质：Pt、Pd等贵金属为催化剂，负极活性物质是电池内预先充入的高压氢气。电解液：KOH/NaOH隔膜：采用多孔维尼纶无纺布或尼龙无纺布。正极：负极：优点：较高的比能量，循环寿命长，耐过充、过放能力强，以及可以通过氢压来指示电池荷电状态等。缺点：需要贵金属催化剂，电池成本高；电池内部氢气

3、压力高，增加了电池密封的难度和壳体材料选择上的限制；安全性差。高压氢-镍电池不能商业化生产研制金属氢化物-镍电池低压氢镍电池正极活性物质：NiOOH(三价镍的氢氧化物)负极活性物质：储氢合金（MH）电解液：KOH/NaOH隔膜：采用多孔维尼纶无纺布或尼龙无纺布额定电压：1.2V(-)MHKOH或NaOHNiOOH(+)低压镍氢电池的发展20世纪60年代，PHilips实验室发现LaNi5系多元储氢合金材料具有可逆的吸放氢性能；1973年开始尝试LaNi5作为二次电池的负极材料，但无法解决容量迅速衰减问题；1984年利用多元合金化的方法解决了LaNi5系储氢合金容量迅速衰减问题，日本

4、松下、三洋、日立、东芝，美国Ovonic，德国Varta以及荷兰Philips等公司都在大规模开发和生产MH/Ni电池，其中日本的MH/Ni电池生产发展速度最迅猛；我国是继日本美国等国之后较早进入MH/Ni电池产业化的国家之一，在国家“863”高技术发展计划的支持下，于90年代初就研制出容量为1000mAh的AA型Ni/MH电池，2001年的产量达2亿多只。三、低压镍氢电池镍电极发展1887年，Desmazures和Hasslacher就讨论了氧化镍作为正极活性物质在碱性电池中应用的可能性；1901年开始，Jungner与Edison合作并拥有多项有关镍镉和镍铁蓄电池方面的专利；192

5、8年，Pfleider等人发明了烧结基板式电极，烧结式镍电极技术的发明和应用在镍电极发展史上具有重要的作用和意义，但这种结构的镍电极生产工艺复杂，成本较高。发泡式和纤维式镍基板电极广泛应用以质轻、孔隙率高（95%）的泡沫镍作基体的泡沫镍涂膏式镍电极比容量较高，适宜做Ni/MH电池的正极。泡沫镍涂膏式镍电极的活性物质是平均粒径为10-20m的Ni(OH)2粉末，由于纯Ni(OH)2的导电性很差，通常在Ni(OH)2粉末中加入一定量的导电物质如CoO、镍粉、石墨或乙炔黑等来增加活性物质的导电性。粉料混合均匀后滴入一定浓度的粘结剂如PTFE、CMC等调成膏糊状，然后涂膏至泡沫镍基体中，再

6、经烘干、压片制成镍电极。泡沫镍电极的出现和应用是镍电极发展史上一个新的里程碑。四、镍氢电池的特点优点1能量密度高，是镍镉电他的1.5倍；2电池电压为1.2v—1.3v，与镍镉电池相当；3无记忆效应，循环寿命长；4可大电流放电，承受过充电、过放电能力强 ；5无污染，绿色环保电池。缺点1价格高于镍镉电池，负极材料为稀土合金材料；2自放电速度大。4.2MH/Ni电池工作原理镍氢电池由氢氧化镍正极，储氢合金负极，隔膜纸，电解液，钢壳，顶盖，密封圈等组成。在圆柱形电池中，正负极用隔膜纸分开卷绕在一起，然后密封在钢壳中的。在方形电池中，正负极由隔膜纸分开后叠成层状密封在钢壳中。电池组成：负极材料：

7、储氢合金粉正极材料：Ni(OH)2单体电池电压：1.2V循环寿命500-1000次MH/Ni电池工作原理4.2MH/Ni电池基本原理MH/Ni电池的电化学式可表示为：氢氧化镍电极（正极）吸氢电极（负极）：电池池总反应：当电池过放电时，电极反应为：氢氧化镍电极（正极）吸氢电极（负极）过放电时，电池的总反应的净结果为零，由于在正极上产生的氢气会在负极上新化合，同样也保持了电池体系的稳定。MH/Ni电池一般采用负极容量过剩的配置方式，在MH/Ni电池