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在动力电池方面,镍氢电池从技术成熟程度、材料成本、安全性及环保等方面具有很大优势,因此研制出综合性能高的镍氢动力电池,必将有很高的科研价值及广阔的市场前景。本文通过氨络合液相共沉淀法,在制备镍氢电池正极材料球形Ni(OH)2的同时,掺杂入电子导电剂(石墨粉或乙炔黑细粉),制备出适用于动力电池的掺碳球形Ni(OH)2 。X衍射实验和SEM结果证实了电子导电剂被嵌入到球形Ni(OH)2 颗粒中。由于电子导电剂的掺入,电子的传递通畅,减小了放电极化电位值,使反应速度加快,颗粒内部的NiOOH可以迅速的被还原,放电中点电位提高,同时使其高倍率下的放电能力加强。从放电过程动力学和多孔电极结构特征方面分析了极板厚度和压实密度对电池性能的影响。通过适度压薄极板厚度,可以降低充电电压,减小浓度极化,提高充电效率,增加毛细管的吸液能力,缩短平均扩散距离,提高活性物质利用率,增加极板面积,减小电流密度,减小电化学极化,加快了放电过程的反应速度,提高了放电电位,增加放电容量。适度减小压实密度,可以降低充电电压,提高充电效率,增加放电容量。实验结果表明:对于SC型MH-Ni电池,确定当镍电极厚度为0.61~0.62mm,压实密度为3.2g/cm3时,电池的电化学性能最好。对于动力电池,采用三元电解液,既有利于高温下充电,又可以提高电极活性物质利用率,增加放电容量。对于3Ah SC型MH-Ni电池,最佳电解液组成为4 mol/L KOH +3 mol/L NaOH +15g/L LiOH溶液,最佳加液量为5.0g-5.2g。化成前的搁置、热处理等措施可以降低内压,减少漏液爬碱,缩短化成周期等;采用变电流且逐步适当增大电流的方法化成可以提高电池容量,增高放电平台,减少内阻及降低自放电率。我们确定出最佳的化成制度为0.1C充16h,0.2C放至0.9V;0.2C充8h,0.5C放至0.9V;0.5C充2.5h,0.5C放至1.0V。正极氢氧化镍性能的恶化,负极贮氢合金性能的衰减都会影响到镍氢电池循环寿命。XRD和SEM的测试结果证实了循环过程中正极活性物质的粉化、氢氧化镍颗粒的裂化,负极活性物质的粉化、氧化、腐蚀,以及正负极板的膨胀是造成镍氢电池容量衰减的主要原因。 本文提出了一种多层双极单体镍氢电池的设计思想,并对其制造工艺进行了初步探讨,实验电池的放电平台电压为1.2伏的整数倍。