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电解质溶液是电化学装置中不可或缺的组成部分,碱性电解液对镍氢电池及其电极性能如电池/电极比能量与容量、倍率性能、循环寿命以及安全性等具有重要影响,研究电解液组分、浓度、和添加剂等改性对提升镍氢电池的性能至关重要。为了探索和构建具有与储氢合金电极性能匹配良好的电解液以进一步改善合金的电化学性能,本文以综合电化学性能较好的La-Y-Ni系A2B7型La0.33Y0.67Ni3.23Mn0.17Al0.1储氢合金电极为对象,通过采用XRD、SEM/EDS、溶液电导率测试以及电化学等方法对合金组织、电化学性能以及电解质溶液进行表征和分析,设计和比较了碱性电解液组分AOH(A=Li、Na、K;Alkaline)、KOH电解液浓度以及在KOH电解液中添加无机盐(K2CO3、K2SO4、KBr)对合金电化学行为及性能的影响规律;在此基础上,进一步通过表面化学镀Ni和Pd并复合添加纳米Ni(OH)2,分析了合金表面催化改性与电解质溶液改性的协调作用。研究获得以下主要结论:(1)碱性电解液组分的影响和优化。分别以KOH、NaOH和LiOH配制不同混合组分碱性电解液,得出与单一 AOH电解液相比,所有混合组分的碱性电解液均能不同程度地改善合金电极的性能,其中当电解液组成为2M KOH+4M NaOH+0.8M LiOH时合金电极具有最大放电容量(Cmax=367.7 mAh/g),电解液组成为6M NaOH+0.8M LiOH时合金的循环稳定性能最佳(S100=84.6%)。混合组分的电解液可使合金的腐蚀电位正移,腐蚀电流减小,进而不同程度地提高合金电极的循环寿命。(2)KOH溶液浓度及添加无机盐的影响。合金静态腐蚀及电化学循环后的表面腐蚀SEM结果表明,随KOH溶液浓度(6、4、2、1和0.5M)降低,合金的腐蚀程度逐渐下降,降低KOH电解液浓度能有效提升合金电极的循环稳定性,其循环寿命从6M KOH时的S100=69.82%显著增加至1M KOH时的S100=90.02%,但合金电极放电容量和大电流放电性能HRD随碱液浓度减小明显下降。当在1M KOH与6M KOH溶液中添加不同浓度的K2CO3、K2SO4和KBr后,可比较明显地改善合金电极的放电容量和循环稳定性,其中在1M KOH中无添加剂和加入0.44M K2CO3与0.44M~2M K2SO4时的电极循环稳定性S100分别为87.5%和 90.34~92.28%;在6M KOH中无添加剂和加入添加剂(0.44~2M K2SO4)电极的S100分别为72.85%和 80.38~80.57%,其大电流放电性能HRD 1500 分别为 5 1.94%和59.52~63.27%。(3)研究了合金表面化学镀镍和镀钯及复合纳米Ni(OH)2对合金在1M KOH溶液中电化学性能的影响。结果表明,所采用的化学镀方法均能实现Ni和Pd的微米或纳米颗粒在合金表面的沉积和修饰;与未镀镍合金相比,表面镀镍能显著提高合金电极在低浓度1M KOH溶液中的电催化活性和抗腐蚀性,当镀镍6%时,合金电极在活化次数、放电容量以及循环稳定性方面改善最佳,其最大放电容量Cmax和循环稳定性S100分别达到350 mAh/g和90%,而未镀镍合金的活化性能较差,其Cmax和S100分别为286.4 mAh/g和87.5%;与表面镀镍相比,表面镀钯能极大改善合金的充放电活化性能,几乎不需活化即可达到最大放电容量。当合金与纳米Ni(OH)2复合后,采用机械球磨能显著提高合金电极的活化性能,而机械混合时对合金性能没有明显改善。无论采用上述哪种形式的改性方法,均不能明显改善合金电极在低浓度1M KOH电解液中较差的大电流放电性能。