分析NI/MH电池负极材料的发展

镍氢电池正极材料的开发

镧系合金最初是作为镍氢电池的阴极材料开发的。1973年,母羊etal。[9]第一LaNi5合金用于电化学氢吸收和发射的研究,但是重复的氢吸收和发射周期导致合金的持续退化,导致合金电极的放电容量迅速衰减,在充电和放电周期,从而限制LaNi5合金的实际应用在Ni/MH电池。20世纪80年代中期，WiLLiaMs[10]采用元素代换的方法制备了la-nd-ni-co-a1等多组分合金。氢吸收后，这些合金的细胞体积膨胀率明显降低，显著提高了合金的抗淤积性和耐腐蚀性，极大地提高了合金电极的电化学循环寿命。为了降低成本,进一步提高合金的性能与其他稀土元素(如CE、公关、Nd、sM、Y,和混合稀土毫米)部分替代一侧,过渡到另一组元素(如公司、锰、铜、铝、铁、锡、铬、等)部分替代B倪,一系列优秀的合金是准备。因此，世界上出现了多种性能各异的稀土基aB5和aB5+储氢合金。

此后，mm-ni-co-mn-al-ti等多种aB5杂化稀土储氢合金相继问世，其最大放电容量可达300~320MaH/g。目前，用于镍氢电池的稀土aB5和aB5+x合金已在世界范围内实现工业化，成为国内外镍氢电池行业的重要负极材料。1988年镍氢电池进入实用阶段，1990年日本开始大规模生产，产量翻了一番。目前，东芝、三洋和松下在日本已经形成了三向结构，市场份额分别为40%、30%和20%。生产规模已达1500万/月。除了电子信息领域迫切要的小型移动电源外，镍氢电池可能成为电动汽车电源之一。到2014年，镍氢电池在日本的市场价值将超过混合动力汽车的铅酸电池。2014年，镍氢电池的市场价值将达到2078亿日元，比2008年上升230%，而铅酸电池的市场价值仍将在1632亿日元左右。我国储氢合金和镍氢电池的研发也起步较早。自2005年以来，我国稀土储氢材料和镍氢电池的产量均超过了日产量。十一五末，我国镍氢小电池产量达到11亿只，储氢合金相应产量达到24000吨/年、17500吨/年，占全球产量的60%以上，成为世界第一大储氢合金生产国。

随着现代便携式电子产品、通信设备和电动汽车的迅速发展，作为化学动力源的镍/金属氢化物(Ni/MH)电池以其高能量密度、良好的过充/放电电阻和清洁无污染的特性得到了广泛的应用。现在Ni/MH电池的发展已经进入了一个新阶段,特别是小型电池能量密度高、寿命长特点和混合动力或电动汽车能量密度高、高功率和长寿命的电池已成为世界范围内的研究和开发热点。