4.3低温mhni电池负极材料的研究方法

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1、万方数据·104·材料导报2005年10月第19卷第10期低温MH／Ni电池负极材料的研究方法。董桂霞1’2朱磊1杜军1吴伯荣1陈晖1简旭宇1刘明义1(1北京有色金属研究总院能源材料及技术研究中心，北京100088；2天津理工大学材料科学与工程学院，天津300191)摘要制约MH／Ni电池低温性能的主要因素是贮氢舍金负极材料。综述了低温贮氢合金负极材料的研究进展，分析了影响电极材料低温性能的各方面因素，给出了提高其低温性能的具体方法，其中包括元素替代、结构设计及制备工艺等的运用。这些将有益于今后研制和生产适用于宽温度范围的MH／Ni电池负极材料。关键词MH／Ni电池负电极

2、贮氢合金低温性能中图分类号：TM912．2文献标识码：AInVestigationMethodsoftheNegativeElectrodeinMH／NiBatterieSatL0、V—temperatureDO

3、NGGui)(ial'2ZHUkilDUJunlWUBOron91CHENHuilJIANXu州UUMingyil(1CenterforEnergyMaterialsandTechnology，Be巧ingAcademyofNon_ferrOusMetals，Be幻ing100088；2SchoolofMaterialScienceandTechnoIogy，T

4、ianjinUniversityofTechnology，Tianjin300191)Abst瑚【ctThelow-temperaturepropertiesoftheMH／Nibatteriesarechieflycontr01ledbythematerialsusedforthenegativeelectrodeofthehydrogen—storingaUoys．Thispaperintroducesrecentdevelopmentsinresearchonthermterials，analysesthefactorsthataffectlo、驴-temperat

5、ureproperties，anddiscussesthemethodsofimprovingthelow_temperaturepropertiesofthematerials．ThemethodsincludeelementaIreplacement，microstructuredesign，aI试theuseofdifferentpreparationandproductionprocesses，whichareusefulforfutureresearchesandpreparationofmaterialsusedforthenegativeelectrodei

6、nMH／Nibatteries，whichcanworkwellinawiderangeoftemperature．KeywordsMH／Nibattery，negativeelectrode，hydrogen_storingalloy，low-temperatureproperty镍氢电池(简称MH／Ni电池)作为一种新型贮能系统，其体积比容量是镉镍电池的1．5～2倍，同时充放电方式与镉镍电池一致，因此在不更换任何配套设备的情况下，就可以装备所有使用镉镍电池作为电源的仪器和设备。因此，世界各国都投入很大的力量去开发这一产品。此外，MH／Ni电池还具有深充放电能力强、循环

7、寿命长、无污染等优点。目前，制约MH／Ni电池在某些领域，特别是国防领域发展的屏障是低温放电性能。贮氢合金是MH／Ni电池负极的关键材料，对电池的容量、循环寿命、倍率放电、高低温性能及自放电特性起着决定性作用。目前，用于动力电池负极的贮氢合金材料在一18～40℃范围内有较稳定的电化学性能，基本上能够满足使用要求，但当使用温度低于一20℃，特别是达到一40℃时，其电化学性能急剧恶化，因此低温贮氢合金的开发引起人们极大的关注[1“]。贮氢合金的成分、组织结构、晶粒尺寸及制造工艺对其低温放电性能影响尤为显著[5’6]，因此必须对以上诸因素进行全面分析和研究。本文在综合分析影响贮

8、氢合金负极材料低温性能的各因素基础上，结合实例提出了改进其低温性能的具体方法。1制约贮氢材料低温性能的因素1．1热力学因素金属氢化物的氢分解压与温度的关系可以用VadtHoff方程来表示，即：Z行P一△H／RT一△S／R(1)其中：△H和△S分别是形成金属氢化物时的熵变和焓变，R为气体反应常数。可见，在△H与△s一定的情况下111P与T成反比，即合金的吸放氢平衡压力随温度的升高而增大，从而导致金属氢化物内部的氢较容易脱附氧化成水。另外，在1atm、20℃和6mol／LKOH碱液中，氢化物电极相对于Hg／HgO参比电极电位与平衡