介绍镍氢电池电极结构和活性物质

金属氢化物镍电池的电极结构和总活性物质

1.烧结电极

将纤维镍涂覆在穿孔镍条上，然后在氮气/氢气环境中高温烧结。涂层过程中使用的粘结剂蒸发后，留下导电镍骨架，平均孔径为30m。通过化学浸渍法将氧化镍沉积在烧结骨架的孔隙中。电极通过充放电过程形成或预活化。

烧结电极适合高功率放电，但其质量比容量和体积比容量下降，生产成本高，生产工艺复杂，目前很少使用。

2.粘贴电极

这些电极现在比烧结电极更常见，是通过机械方法将平均粒径为10m的高密度球形氢氧化镍糊涂在泡沫镍基板上的小孔中制成的。膏体还含有导电剂氧化钻等添加剂，前者可以形成导电网络，弥补了氢氧化镍金属流体与氢氧化镍之间设置的较大距离，而氢氧化镍本身具有较低的电导率。近年来的研究使膏体电极提高了电极的比功率和高放电率能量，使其达到烧结电极的水平。

3.无纺布镍电极

采用化学镀镍的方法，先将导电涂层镀在特殊设计的三维结构的无纺布上，然后再进行电镀。镀镍量限制在200g/m2以内，不到典型泡沫镍电极镀镍量的一半。

金属氢化物镍电池的活性物质

1.活性物质种类

阳性活性物质为Ni(OH)2和NiOOH，但由于NiOOH是不稳定的，所以活性物质通常为Ni(OH)2，它有a-ni(OH)2和n-ni(OH)2两种形式。Pi-(OH)2的电化学活性高于pico-ni(OH)2。NiOOH有ooh和ooh两种水晶。

根据活性物质的形态，可分为普通型和球型两种。普通镍(0h):由传统的降水方法,成核率远高于晶体生长速率在准备,所以振动密度低,电极填充密度降低,比表面积很大,电极机械稳定性降低,生活受到影响。

球形粉末重要控制了Ni(OH)2的晶体生长方式和形貌及粒度，从而大大提高了电极的填充密度，提高了电极的比容量。球形Ni(OH)2是mh-ni电池正极中的活性物质，其松散负载密度为>1.5g/ml，振动固体密度为>2.0g/ml。其理论放电容量为289mAh/go

2.活性物质的制备

化学沉淀法生产的活性物质Ni(OH)2种类繁多。将NiS04溶液和NaOH溶液逐步加入到含氨(PH=12.2-12.4)的耐碱反应器中，在不断搅拌的条件下进行反应，生成Ni(OH)2沉淀。反应温度控制在60-70’c，沉淀后水洗至90-100℃烘箱烘干，筛选得到Ni(OH)2产物。振动密度约为1.77g/cm3，比容为0.252ah/g0

该方法的优点是工艺原理简单，能耗低，对原材料和设备要求低，产品尺寸和包装密度可控。但影响性能指标的工艺参数很多(反应时间、反应温度、溶液pH值、搅拌条件、进给速度、干燥温度、添加剂种类等)，导致不同批次产品性能差异，从而影响电池产品性能的稳定性。