鎳氫電池正極和負(fù)極材料特性

鎳氫電池中的“金屬”部分實(shí)際上是金屬氫化物。用在鎳氫電池的制造上，它們主要分為兩大類(lèi)。最常見(jiàn)的是AB5一類(lèi)，A是稀土元素的混合物（或者）再加上鈦（Ti）；B則是鎳（Ni）、鉆（Co）、錳（Mn），（或者）還有鋁（Al）。而一些高容量電池的“含多種成分”的電極則主要由AB2構(gòu)成，這里的A則是鈦（Ti）或者釩（V），B則是錯(cuò)（Zr）或鎳（Ni），再加上一些鉻（Cr）、鉆（Co）、鐵（Fe）和（或）錳（Mn）。所有這些化合物扮演的都是相同的角色：可逆地形成金屬氫化物。電池充電時(shí)，氫氧化鉀（KOH）電解液中的氫離子（H+）會(huì)被釋放出來(lái)，由這些化合物將它吸收，避免形成氫氣（H2），以保持電池內(nèi)部的壓力和體積。當(dāng)電池放電時(shí)，這些氫離子便會(huì)經(jīng)由相反的過(guò)程而回到原來(lái)的地方。

鎳氫電池正極基體：發(fā)泡鎳（約1.6–1.7mm厚），或沖孔鍍鎳鋼帶（0.06–0.08mm厚）

正極集流體：鎳帶（約0.1mm厚）

鎳氫電池負(fù)極基體：銅網(wǎng)、鋼網(wǎng)（約0.22~0.32mm厚）

負(fù)極物質(zhì)：MH+HPMC+SBR鋼帶（約0.04~0.08mm厚）

從狹義上講，儲(chǔ)氫材料是一種能與氫反應(yīng)生成金屬氫化物的物質(zhì)；但是它與一般金屬氫化物有明顯的差異。即儲(chǔ)氫材料必須具備高度的反應(yīng)可逆性，而且，此可逆循環(huán)的次數(shù)必須足夠多，循環(huán)次數(shù)超過(guò)5000次。

實(shí)際上，它必須是能夠在適當(dāng)?shù)臏囟?、壓力下大量可逆的吸收和釋放氫的材料?/p>

目前，用于鎳氫電池負(fù)極儲(chǔ)氫材料的主要是金屬（或合金）儲(chǔ)氫材料，氫幾乎可以同周期表中的各種元素反應(yīng)，生成各種氫化物或氫化合物。但并不是所有金屬氫化物都能做儲(chǔ)氫材料，只有那些能在溫和條件下大量可逆的吸收和釋放氫的金屬或合金氫化物才能做儲(chǔ)氫材料用。儲(chǔ)氫合金材料在鎳氫電池中有著重要地位，因此研究?jī)?chǔ)氫材料對(duì)提高鎳氫電池性能有著舉足輕重的作用。

對(duì)于理想的金屬儲(chǔ)氫材料應(yīng)具備以下條件：

（1）合金貯氫容量高，不小于1wt%；

（2）吸放氫電催化活性好，

（3）在氫的陽(yáng)極氧化電位范圍內(nèi)應(yīng)具有較強(qiáng)的抗氧化能力；

（4）在強(qiáng)堿性電解質(zhì)溶液中，化學(xué)性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定；

（5）反復(fù)充放電過(guò)程中，合金不易粉化；

（6）充放電效率高；

（7）循環(huán)使用壽命長(zhǎng)；

（8）具有良好的電和熱的傳導(dǎo)性；

（9）原材料成本低廉。