21世纪人类社会将面临的最大挑战就是生态环境的不断恶化以及人类对石油、煤炭等不可再生资源的过度采伐而造成的能源枯竭,现如今各种交通工具日益普及,对能源的依赖也越来越大。面对这一系列问题,新型的绿色化学电源体系将发挥重要的作用,在国家提倡的节能减排方面呈现突出优势。其中氢镍电池体系因具有绿色清洁无污染、安全性能可靠、比能量和比功率高、高倍率下充放电性能好、较好的循环稳定性、较低的使用成本等特性,而备受研究者青睐。为适应氢镍电池作为动力电源使用的需要,一方面,我们应着重提高氢镍电池的高倍率充放电性能,以符合动力电源高输入输出功率的要求。另一方面,还需要着重提高氢镍电池的高温性能,以适应其更广泛的温变使用范围。我们知道,氢镍电池采用正极为容量限制极,负极为容量过量极的电池组装方式,所以,氢镍电池正极即氢氧化镍电极的性质是保证MH-Ni电池整体性能的关键。本论文以商业化的氢镍电池正极材料球形β-Ni(OH)2为基础,从实用化和应用化角度出发,探讨了其作为动力电池使用时高温高倍率性能改进方法,主要做了以下三个方面的工作:(1)通过采用非传统电解液—Na OH电解液,并在电解液中加入偏硼酸钠添加剂,有效提高了氢镍电池在高温条件下的充放电性能。高温下,与运用KOH电解液的传统方式相比,该方法具有更高的电池放电容量和高倍率放电性能,以及更好的充放电循环性能。在70℃高温和1 C充放电倍率下,氢镍电池充电接受率可以达到96%。循环伏安测试表明,电极的析氧过电位有所提高,充电接受率增加。电化学交流阻抗测试表明,电解液中加入偏硼酸钠后,Rct相应降低,说明该添加剂的加入可以有效降低电荷转移阻抗。通过使用Na OH电解液,并在其中加入Na BO2,显著提高了氢镍电池的荷电保持率,该方法能有效提高碱性二次氢镍电池的高温电化学性能,是一种非常有前景的方法。(2)成功地利用具有高导电性的γ-羟基氧化钴包覆球形β-Ni(OH)2表面,显著提高了电池高温性能和高倍率性能。与传统的未包覆γ-羟基氧化钴的常规材料相比,在不添加任何导电剂的情况下,用包覆γ-羟基氧化钴的Ni(OH)2作为正极材料,其电化学性能在常温25℃和高温70℃下都有所提高,具有更高的电池放电容量,更好的电池高倍率放电性能和更稳定的电池充放电循环性能。循环伏安测试和稳态极化测试表明γ-羟基氧化钴包覆层的存在可以有效提高电极自身析氧过电位,抑制电池内部析氧副反应的发生,从而增加其充电效率。EIS测试表明包覆过γ-羟基氧化钴之后,球形Ni(OH)2电极的导电性明显提高,电荷传递阻抗明显减小。析氧过电位的提高和电荷转移阻抗的减小要归于γ-Co OOH包覆层的高导电性。(3)探讨了纳米级氢氧化钙的加入对电池高温性能所产生的影响。在球形氢氧化镍表面包覆γ-Co OOH后,创新性的使用一种价廉质优的纳米级高温添加剂Ca(OH)2,它可以很好的分散在活性物质材料表面。同时,γ-Co OOH和纳米级Ca(OH)2之间存在协同作用,引入纳米级氢氧化钙后,提高了电极自身的析氧过电位,增加了电池的充电效率,进一步提高了电池放电容量,高倍率放电性能和充放电循环稳定性,同时电池在高温下的电化学性能得到进一步改善。