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Ni/MH电池是目前电动车(HEV)的理想动力电池系统之一。良好的高倍率充放电性能以及较低的电池内阻是镍氢电池应用于动力汽车的关键。实验中,详细研究了适用于高倍率放电情况下的负极活性材料以及隔膜和电解液。
采用氧化铜作为添加剂制备储氢合金电极,考察了氧化铜对储氢合金电池储备容量的调节作用,分析了掺杂后电极及电池质量的变化,研究了掺杂合金电极的电化学性能,并用SEM、EIS、CV等方法分析了反应的电化学机理。CV、SEM结果表明,氧化铜在首次充电过程中被还原成低价态沉积在合金颗粒表面,由于氧化铜比容量远大于合金,可以通过掺杂氧化铜调节合金的储备容量。电化学测试结果表明,掺杂合金电极具有更好的高倍率充放电能力和循环性能。EIS分析结果表明,掺杂合金电极导电性增强,电化学活性提高。因此,掺杂氧化铜储氢合金电极可以更好的满足电动车用动力型电池的要求。
在合金冶炼过程中通过MgNi2添加Mg制得了含少量Mg的ABs型稀土合金,并研究了合金添加少量Mg后合金结构和电化学性能的变化。用ICP,XRD测试对合金组成和结构进行了分析,并通过EIS,CV,阳极极化曲线对合金电化学性能进行了相关的分析。合金在添加少量Mg后,主相仍然是CaCus型,但是合金的晶格尺寸减小。合金的高倍率放电性能和循环稳定性能都有一定的提高。CV测试表明含少量Mg的合金的可逆性更好,EIS测试结果显示出含少量Mg的合金的导电性增强电阻相对较小。阳极极化曲线和Tafel拟合数据的结果证明含少量Mg的合金的耐腐蚀性更好。
通过测试与计算厚度、面密度、吸碱量、吸碱速率、表观密度、隔膜孔隙度及表面SEM形貌特征,对六种镍氢电池隔膜(三种氟化隔膜和三种磺化隔膜)的物理性能进行了综合对比,分析了由这六种隔膜制成的相同正、负极的SC3000镍氢电池1C、2C及3C的放电性能;同时结合电池的循环寿命与荷电保持率,筛选出最适于镍氢电池大电流放电的磺化隔膜FV3。对电池大电流放电时隔膜所应具备的特性也进行了概括总结,提出了一种评价隔膜特性对镍氢电池大电流放电性能的影响的新方法。在高倍率放电条件下,对电解液的性能要求进行了研究。找到了较理想的KOH+NaOH+LiOH三元电解液体系。