镍氢电池的正极材料

镍氢电池正极材料开发成功

维普资讯

现代材料动态

20年第 3 05期

它是由、氢、固体硫酸构成的“铯三明治”,使用铂作为催化剂。当用泵将氢气压入电池中 时，发现电池能够产生少量电流并持续数天，反应产物只有水。 这种新型电池之所以被称为“干性”电池，是因为它只靠气体来产生电力，电解质也 是固体硫酸。而低温燃料电池通常是靠水和乙醇等液体材料来帮助电解质产生电流。 该燃料电池的缺点是产电量不大，持续时间短暂，电池材料在极端环境下性能不稳。 只有通过极端温度的考验，这种燃料电池才能具备实用价值。 东芝成立燃料电池开发室加快开发燃料电池 .

为加快已接近实用化的家用燃料电池的开发和商业化速度，东芝新成立“燃料电池业务开发室”。同时将其与美国U CFeC l, C的合资企业 Ie aoaFeC l ( I ) T ul es L lL n r tnlul es TF t i l n C变更为 10 0%子公司并更名为“东芝燃料电池系统”通过加强开发体系，。该公司打算在 20 08年度每年销售 10 00台以上家用燃料电池。 在日本国内 lw级固体高分子型燃料电池 (E C k P F )将成为主流。今后将改变 TF IC迄今为止同时进行开发、制造以及销

锂离子电池的优点:

A.高能量密度.锂离子电池的重量是相同容量的镍镉或镍氢电池的一半，体积是镍镉的20-30%，镍氢的35-50%。

B.高电压.一个锂离子电池单体的工作电压为3.7V(平均值)，相当于三个串联的镍镉或镍氢电池。

C.无污染.锂离子电池不含有诸如镉、铅、汞之类的有害金属物质。

D.不含金属锂.锂离子电池不含金属锂，因而不受飞机运输关于禁止在客机携带锂电池等规定的限制。

E.循环寿命高.在正常条件下，锂离子电池的充放电周期可超过500次，磷酸亚铁锂（以下称磷铁）则可以达到2000次。

F.无记忆效应.记忆效应是指镍镉电池在充放电循环过程中，电池的容量减少的现象。锂离子电池不存在这种效应。

G.快速充电.使用额定电压为4.2V的恒流恒压充电器，可以使锂离子电池在1.5--2.5个小时内就充满电；而新开发的磷铁锂电，已经可以在35分钟内充满电。

F.自放电小.室温下充满电的Li-ion储存1个月后的自放电率为2%左右，大大低于Ni-Cd的25-30%，Ni、MH的30-35%。

锂离子电池的缺点:

A:衰老,与其它充电电池不同，锂离子电池的容量会缓慢衰退，与使用次数无关，而与温度有关。可能的机制是内阻逐渐升高，所以，在工作电流高的电子产品更容易体现。用

锂离子电池的优点:

A.高能量密度.锂离子电池的重量是相同容量的镍镉或镍氢电池的一半，体积是镍镉的20-30%，镍氢的35-50%。

B.高电压.一个锂离子电池单体的工作电压为3.7V(平均值)，相当于三个串联的镍镉或镍氢电池。

C.无污染.锂离子电池不含有诸如镉、铅、汞之类的有害金属物质。

D.不含金属锂.锂离子电池不含金属锂，因而不受飞机运输关于禁止在客机携带锂电池等规定的限制。

E.循环寿命高.在正常条件下，锂离子电池的充放电周期可超过500次，磷酸亚铁锂（以下称磷铁）则可以达到2000次。

F.无记忆效应.记忆效应是指镍镉电池在充放电循环过程中，电池的容量减少的现象。锂离子电池不存在这种效应。

G.快速充电.使用额定电压为4.2V的恒流恒压充电器，可以使锂离子电池在1.5--2.5个小时内就充满电；而新开发的磷铁锂电，已经可以在35分钟内充满电。

F.自放电小.室温下充满电的Li-ion储存1个月后的自放电率为2%左右，大大低于Ni-Cd的25-30%，Ni、MH的30-35%。

锂离子电池的缺点:

A:衰老,与其它充电电池不同，锂离子电池的容量会缓慢衰退，与使用次数无关，而与温度有关。可能的机制是内阻逐渐升高，所以，在工作电流高的电子产品更容易体现。用

因镍氢电池的主要特点就是内阻小、放电电流大,故目前很多数码相机都使用1.2V的镍氢电池供电,特别是3v供电的数码相机,在使用两节镍氢电池供电时只有2.4V电压,相机开机启动时的瞬间电流能达到2A以上,此时如果旧镍氢电池的内阻较高则会造成电压瞬间下降,相机的检测电路会误认为电池电力不足,会造成电池本身的电力不能完全用尽或无法开机。

关于旧镍氢电池的激活方法

因镍氢电池的主要特点就是内阻小、放电电流大，故目前很多数码相机都使用1.2V的镍氢电池供电，特别是3v供电的数码相机，在使用两节镍氢电池供电时只有2.4V电压，相机开机启动时的瞬间电流能达到2A以上，此时如果旧镍氢电池的内阻较高则会造成电压瞬间下降，相机的检测电路会误认为电池电力不足，会造成电池本身的电力不能完全用尽或无法开机。

我曾有几组镍氢电池已使用近两年时间，现在充满电后开机只有半格电，放上一周后再用时还会出现开不了机的情况，但是电池在其它设备上都能正常使用。经过分析认为旧镍氢电池在长时间使用后，内部电极会产生氧化层使电池内阻升高，故该镍氢电池就不再适用于启动电流较大的数码相机了。如何能减少旧镍氢电池的内阻则是激活镍氢电池的关键。在使用中发现对该类内阻已升高的镍氢电池进行大电流放电即能激活。

方形765mAh镍氢电池的制备与性能表征

一、引言

（一）实验背景

化学电源也就是通常所说的电池，是一类能够把化学能转化为电能的便携式移动电源系统，现已广泛应用在人们日常的生产和生活中。电池的种类和型号(包括圆柱状、方形、扣式等)很多，其中，对于常用的电池体系来说，通常根据电池能否重复充电使用，把它们分为一次（或原）电池和二次（或可充电）电池两大类，前者主要有锌锰电池和锂电池，后者有铅酸、镍氢、锂离子和镍镉电池等。除此之外，近年来得到快速发展的燃料电池和电化学电容器（也称超级电容器）通常也被归入电池范畴，但由于它们所具有的特殊的工作方式，这些电化学储能系统需特殊对待。在这些电池的制备和使用方法上，有很多形似的地方，因此通过熟悉一种电池可以达到了解其它电池的目的。本实验即通过制备一种扣式可充电的镍氢电池，并通过测试电池的性能，以此使同学们在电池制备及其性能表征等方面得到训练。

镍氢电池在20世纪90年代初实现了商业化。与传统中在便携式用电器中广泛使用的镍镉电池相比，两者可具有相同的外形和很接近的充放电电压，因此使这两种电池在使用中具有交换性。特别是，镍氢电池使用了贮氢合金作为负极活性物质，不但提高了电池的充放电容量，而且也消除了电池制备和寿命

锂离子电池正极材料

锂离子电池的性能主要取决于所用电池内部材料的结构和性能。这些电池内部材料包括正、负极材料、电解质、隔膜等。其中正、负极材料的选择和质量直接决定锂离子电池的性能与价格。因此廉价、高性能的正、负极材料的研究一直是锂离子电池行业发展的重点。2013年第九期《产业趋势》中，我们曾为读者展示过几种主要的锂离子电池负极材料，本期我们将对锂离子电池正极材料进行介绍。

衡量锂离子电池正极材料的好坏，大致可以从以下几个方面进行评估：

? ? ? ? ? ? ?

正极材料应有较高的氧化还原电位，从而使电池有较高的输出电压 锂离子能够在正极材料中大量、可逆地嵌入和脱嵌，以使电池有较高的比容量

在锂离子嵌入/脱嵌过程中，正极材料的结构应尽可能不发生变化，以保证电池良好的循环性能

在锂离子的嵌入/脱嵌过程中，正极的氧化还原电位变化应尽可能小，使电池能够平稳地充放电

正极材料应有较高的电导率和锂离子扩散系数，便于电池快速充放电 正极材料不与电解质等发生附反应 价格便宜，对环境无污染

目前获得广泛应用的锂离子电池正极材料体系主要包括钴酸锂（LiCoO2）、镍酸锂（LiNiO2）、锰酸锂（LiMn2O4/ LiMnO2）、锂镍锰钴氧三元材料（LiNixC

锂电池正极材料的老化机理

M.Wohlfahrt-Mehrens*C.Vogler,J.Garche

摘要：储备式和车载动力用电池都需要很好的循环性能和使用寿命。在过去的几年里，从

价廉易得、高性能方面考虑，具有针状结构的锂锰氧化物（LiMn2O4）和具有层状结构的锂镍钴混合氧化物(LiNiCoO2)习惯上作为替代锂钴氧化物(LiCoO2)做高容量大功率电池的负极材料从而得到了广泛的研究。在本文中作者总结了一些两种负极材料在循环和不同条件存储时的容量损失的基本机理。锂钴镍混合氧化物表现出极好的放电态耐存储性和低电解液金属溶出性。循环稳定性主要受影响于脱锂态结构的改变，并且热不稳定起因于充电时高温下的氧扩散。少量的铝镁参杂物会使锂镍钴的层状结构变得稳定并且能改善循环稳定性。讨论了尖晶石状锂锰氧化物各种容量衰减机理，尤其是高温下的衰减机理。容量衰减很大程度上是由于循环和存储时电池结构发生变化引起的，而且由导电盐LiPF6的分解产物和电解液中的水杂质催化产生的副反应也是容量衰减的原因。

关键词：锂镍钴氧化物；尖晶石型锂锰氧化物；使用寿命；容量衰减；老化机理

1、 简介

锂电池由于其很高的能量密度和功率密度成为车载动力用电池的最具吸引力的候选电源。这

第42卷 第2期2012年 4月电 池BATTERY BIMONTHLYVol142,No12Apr1,2012

锂空气电池正极材料的研究进展

娄永兵,刘 艳,朱 林

(东南大学化学化工学院,江苏南京 211189)

摘要:综述了目前国内外锂空气电池研究领域的进展,尤其是正极材料的研究进展;分析了目前研究的局限和问题的集中所在,如过电位、循环稳定性和安全性等;展望了锂空气电池的发展方向及应用趋势。关键词:新能源; 锂空气电池; 正极材料

中图分类号:TM911141 文献标识码:A 文章编号:1001-1579(2012)02-0114-04

Researchprogressincathodematerialsforlithium-airbattery

LOUYong-bing,LIUYan,ZHULin

(SchoolofChemistryandChemicalEngineering,SoutheastUniversity,Nanjing,Jiangsu211189,China)

-airbatteryresearchwasreviewed,specificallytheprogressincathodematerials1Thecurrentre

锂离子电池的诞生过程：

任何事物的诞生都有一定的背景，锂离子电池的产生同样也离不开这一点。根据联合国统计的统计，与1990年相比，到2020年，世界的能源消费将增长50~100%，而石油、天然气等传统的化石能源在燃烧过程中产生大量的气体和烟尘。这些燃烧产物中，二氧化硫等气体会对土壤、植被、江河和建筑物等产生破坏：烟尘和一些有机气体会对人体健康有损坏；还有的气体对环境和气候有严重影响，如可产生光化学烟雾的氮氧化物和引起“温室效应”的二氧化碳等，尤其是20世纪60、70年代爆发的能源危机迫使人们寻找新的替代能源。新能源的不断开发是人类可持续发展的重要基础，太阳能、风能、水力、核能和化学电源都是替代迅速枯竭的化石能源的新型能源形式。新能源的出现不仅得益于能源技术的发展，而且由于其解决和后减缓能源危机的潜力而受到越来越多的关注和支持。

在所金属元素中锂是原子量最小（6.94）、比重最小（0.534 g/cm3,20 ℃）、电化学当量最小（0.26 g/Ah）和电极电位最负（-3.045 vs SHE标准氢电极）的金属。因此锂电池在所有电池中理论能量密度最高，自然成为替代能源之一。

锂离子电池的发展史与特点

锂离子电池的发展史首先是从锂一次电池发展开始

锂电池正极材料的发展及应用

部门： xxx 时间： xxx 制作人：xxx

整理范文，仅供参考，可下载自行修改

锂电池正极材料地发展及应用

一、 电池行业地发展历程 1.1 电池分类

一次电池：也称为原电池,活性物质只能使用一次地电池,如：一次性碱性电池

二次电池：经充电后可继续使用地电池,包括：铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池、锂电池 太阳能电池：通过光化学反应转化为电能,可分为：多晶硅电池、非晶硅薄膜电池等. 燃料电池：将燃料与氧化剂中化学能直接转化为电能地发电装置.外表上看有正负极和电解质等,像一个蓄电池,但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”b5E2RGbCAP 图1 二次电池地发展历程

1.2 电池性能比较

表1 几种电池地性能比较

性能 能量密度 功率 使用寿命 成本 环保性 技术成熟度 优点 原电池 性能适中 中 差 差 低 差 好 技术成熟,性价比高 铅酸电池 性能适中 差 中 中 低 差 好 性价比优异,技术成熟,安全性好 镍镉、镍氢电池 高功率放电 中 较好 好 中 中 较好 高倍率充放电,技术成熟 锂离子电池 能量密度高 好 好 好 高 好 较差 能量密度高,无记忆效应,循环寿命长,自放电小,环保性好 缺点 能量密