添加剂和粘结材料对镍氢电池负极性能的影响

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镍氢电池是第三代实用的可充电电池。以冲孔镀镍钢带为基体的拉浆法制造镍氢电池负极具有成本低、易于实现连续化生产等优点。拉浆负极必需有一定量的添加剂和粘结材料,它们对电池性能具有重大影响。本文在详细综述了添加剂和粘结材料研究状况的基础上,面向工程应用,采用在开口电池中研究电极的方式研究了添加剂和粘结材料对镍氢电池负极性能的影响。 研究了超细镍粉、铜粉、镍纤维、乙炔黑和CoO等添加剂对镍氢电池负极电化学性能的影响。结果表明:铜粉、镍纤维不适合用作镍氢电池负极添加剂。10%~15%的超细镍粉、0.7%的乙炔黑和2%的CoO均可单独作为镍氢电池负极添加剂。就质量比容量而言,乙炔黑作添加剂的负极最高,而超细镍粉T210、T255作添加剂的最低。就体积比容量而言,CoO作添加剂的负极最高,而乙炔黑作添加剂的最低。造成上述结果的原因在于它们的导电性、电催化特性以及松装密度的差异。CoO添加量为4%和6%的负极在循环初期由于“钴桥”的形成造成微短路而导致自放电,出现容量衰退;添加量为2%的电极则较稳定,但也存在一定程度的自放电。 研究了聚四氟乙烯、聚乙烯醇、天然胶乳粘结负极的成型工艺性和电化学性能。结果表明:就成型工艺性而言,PTFE粘结负极较差;PVA粘结负极在室温下干燥具有良好的成型工艺性,而60℃以上干燥则很差;天然胶乳粘结负极在室温和85℃干燥都具有良好的成型工艺性。就电化学性能而言,胶乳粘结负极电化学性能较好,PTFE粘结负极良好,PVA粘结负极优于前二者。
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