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镍氢电池的化学原理及工艺流程 镍氢电池的化学原理 镍氢电池采用 Ni 的氧化物作为正极，储氢金属作为负极，碱液 ( 主要为 KOH)作为电解液 . 圆柱形和方形镍氢电池电化学原理和化学反应相同： 充电时，正极： Ni(OH)2 – e-+OH- →NiOOH+H2O负极： MHn+ne-→M+n/2 H2 放电时，正极： NiOOH+H2O+e-→Ni(OH)2+OH- 负极： M+n/2 H2→MHn+ne-。 镍氢电池的放电效率在低温会有显著的降低 ( 如低于 -15 ℃) ，而在 -20 ℃时， 碱液达到起凝固点，电池充电速度也将大大降低。在低温充电低于 0℃ 会增大电池内压并可能使安全阀开启。为了有效充电，环境温度范围应在 5-30 ℃之间，一般充电效率会随温度的升高而升高，但当温度升到 45℃以上， 高温下充电电池材料的性能会退化，电池的循环寿命也将大大缩短。 圆柱形 Ni-MH 电池只采用金属电池槽，一是因为电池槽本身与金属氢化物 负极连接在一起，可以作为负极极端；二是因为许多应用要求能够快速充电， 气体发生复合反应时，电池的内压很高，只有金属容器可以承受这种压力， 而且不会发生太大的变形。最后金属电池槽聚砜密封环翻边与电池盖密封， 这种方法成本低，易于生产，而且可靠。 工艺流程： ( 以 SC型为例 1. 配方 1.1 正极：氢氧化镍 (2.1.1 和 2.2.3) 氧化钴 ( 可以形成导电网络，弥补氢氧化镍与金属集流体间较大的间距以及 氢氧化镍本身电导率较低的不足 ) 添加剂 1.2 负极：贮氢合金粉 (3.1 有具体讨论 ) 添加剂 1.3 电解质： 30%的 KOH水溶液 17g/L 的 LiOH NaOH(为提高高温充电效率，将部分 KOH替换为 NaOH，但是 会加重对金属氢化物活性物质的腐蚀，降低循环寿命 ) 2. 正极制备 2.1 烧结式 2.1.1 调浆：纤维镍 +导电剂 CoO+CMC(2.5%)或 MC+PVB造孔剂 2.1.2 拉浆：将膏状物涂覆到基板 ( 如冲孔镍带 ) 2.1.3 烘干 ( 挥发黏结剂 )(75 ℃) 2.1.4 在氮气 / 氢气环境下高温煅烧 (880 ℃，烧结速度 90m/h) 2.1.5 化学浸渍或电化学浸渍 ( 将 NiOH沉积到烧结骨架中 ) Ni(NO3)2 浸渍密度 1.62-1.65g/c ㎡，含 3%-5%Co(NO3)2 增重 [(1.72-1.80) ±0.007]g/cm2 2.1.6 浸渍后的电极用电化学充 / 放电工 艺进行预活化 2.1.7 逆向水洗 2.1.8 烘干 (75 ℃) 2.1.9 电极软化 ( 成型厚 0.58 ±0.05mm) 2.1.10 极耳点焊 主要设计参数： 纤维镍骨架的强度和孔径 氢氧化镍活性物质的化学组成 活性物质的载入 有害物质 ( 硝酸盐、碳酸盐等 ) 的含量 2.2 涂膏式 2.2.1 泡沫镍基板制备 用电沉积或化学蒸汽沉积工艺。在聚氨酯泡沫上包覆一层镍，然后热处理， 除去聚氨酯基体 2.2.2 高密度球形氢氧化镍制备 采用沉积工艺制备，在氨水存在下，使金属盐 ( 如硫酸镍 ) 与氢氧化物 ( 如 NaOH)进行反应，镍源中还可添加钴和锌等添加剂来改善性能。通常组 成为 Ni94Co3Zn3，Co 的沉积是为了改善导电性，而且 Co 和 Zn 可以调整氧 的