混合纳米ni(oh)2的aa型电池的制备

混合纳米ni(oh)2的aa型电池的制备内容摘要：

中研磨，可能会造成活性物质吸水而降低其活性。 为了讨论在合粉中混合时间的适宜时间，我们设计了一组不同混合对间的试验，数据列于表 23，从表中数据可以看出，混合时间在 30min 和 6min 时，放电容量相差不大，但混合 30min＋研磨（ 1015） s 的效果最理想，混合 20min,数据相差较多，说明活性物质粉末并未混合均匀。 表 23 不同混合时间样品的放电数据 合粉方式 Ni(OH)2填充量/g 放电时间 /h 质 量比容量/ 体积比容量 / 混合 60min 混合 60min 混合 30min 混合 30min 混合 30min＋研磨1015min 混合 30min＋研磨1015min 混 合 20min 哈尔滨工业大学 2020 年本科生科技创新活动获奖作品选编 273 混合 20min 混合 20min＋研磨1015min 232 含纳米 Ni(OH)2的模拟电极与纯镍电极的比较 表 24 实验样品制得的模拟电池的放电容量 样品号 Ni(OH)2填充量/g 放电时间 /h 质量比容量 / 体积比容量 / 1 2 3 4 5 6 7 8 0. 1374 纯球镍 本章小结 探讨了镍电极制备工艺和粉这一步骤对电极放电性能的影响，确定正极制作中和粉的最佳方式为混合＋研磨，混合时间应大于 20min，以 30min 为宜，这样活性物质粉末才能混合均匀。 实验结果表明将一组不同条件下制备的纳米 Ni(oH)2 混合加入常规球形 Ni(OH)2中，其放电比容量与不添加纳米 Ni(OH)2相比有较大提高。 第 3 章 混合纳米 Ni(OH)2的镍电极在电池中的应用 实验步骤 负极贮氢合金容量的测量 在 MH－ Ni 电池的设计中，需要知道贮氢合金粉的电化学当量，可以通过比容量测定。 混合纳米 Ni(OH)2 的 AA 型电池的制备 274 将贮氢合金和镍粉以 2： 1 的比例称量，放入玛瑙研钵中于混，用 PVA 作粘合剂将负极干粉调成膏状，涂在泡沬镍基体上，于 500C 烘至极板质量不再变化时，轧膜，裁剪制成贮氢合金负极。 泡沬镍基体尺寸为 ，轧压厚度为。 正极制作方法与前面的相同。 隔膜采用无纺纤维布，正极过量设计将贮氢片放在两正极片之间做成模拟电池。 采用 BTS－ 51800 电池性能测试系统测试电池的放电容 量比容量见表 3－ 1。 表 3－ 1 贮氢合金容量测定 贮氢合金粉质量 /g 放电容量 /MAH 重量比容量 / 平均平容量 / 0122. 从表 3－ 1 得到的贮氢合金的平均比容量计算出负极的活性物质电化学当量K=1000/=.(AH)1 混合纳米 AA 型 MHNi 电池的制作 镍正极是将正极活性物质及导电剂按配方称量，放 入球磨机混合 4h，用 CMC（ 2%）＋ PTFE（ 60%）作为粘合剂将正极干粉合成膏状，涂在泡沬镍基体上，烘干 24h，烘干温度 500C 经轧膜裁剪制成。 贮氢合金负极是将贮氢合金（ 90%），镍粉（ 10%）用玛瑙研钵研磨干混，用PVA 和 PTFE 的混合溶液做负极胶粘剂将负极干粉合成膏状，涂在泡沬镍基体上，烘干 24h，烘干温度 500C，经轧膜，裁剪制成。 电池制作 采用的电解液和隔膜，同前面模拟电池使用的物质，将正负极核，隔膜纸卷成筒状，装入 AA 型电池壳内，经滚槽，注碱，封口（于 300C 放 置四天，保证充分活化），制成 AA 成电池 实验过程 AA 型纳米 MHNi 电池的设计 电压设计：电池性能由活性物质的电化学性能决定，其额定 电压为 容量的设计：本实验设计容量为 1100mAh。 哈尔滨工业大学 2020 年本科生科技创新活动获奖作品选编 275 ① 极核尺寸的设计 依据极核上的工作电流和电流密度，就氢镍电池而言，取典型的工作电流为I=600Ma，工作电流密度 i=10mAcm2，则 正极核尺寸 S+=I/i=600/10=60cm2 负极核尺寸 S=KS+= 60=78cm2 其中 K为设计系数 取 ②极核长度设计 对于圆柱型电池来说极核面积等于长乘高的二倍，即 S=L 2H,则 L+=S+/2H=60(24)= L=S/2H=78(24)= ③极核厚度的设计：正极核 ；负极核 ④活性物质的用量计算 活性物质的用量由电池的容量，活性物质的利用率及活性物质的本身性质决定，具体关系如下： W=C k/g K－活性物质的电化学当量 g(Ah)1 Ni(OH)2 的电化学当量为 g(Ah)1 C－电池的设计容量 Ah －活性物质的利用 率 % 正极取 95% 负极取 65% W－活性物质的用量 g 正极活性物质用量 W+＝ C+ K+/ ＝ ( )＝ 负极活性物质用量 W－ ＝ C－ K－ /＝ ( )＝ 式中，正极活性物质的电化学当量 K+取 ，负极活性物质的电化学当量K取 所占面分比 wt% 用量 /g 正极 球型 Ni(OH)2 77 Co 粉 5 纳米 Ni(OH) 2 8 Ni粉 10 负极 贮氢合金 90 Ni粉 10 电解液的浓度和用量 混合纳米 Ni(OH)2 的 AA 型电池的制备 276 电解液采用 7mol/L 的 KOH 水溶液。 由于电池在长期使用过程中， Ni(OH)2会逐渐聚结而造成充电困难，因此在电解液中加入 15g/L 的 LiOH， Li 的作用是吸附在 Ni(OH)2 颗粒表面，阻止颗粒长大聚集，提高电极活性物质利用率， Li还可以防止电极膨胀 ，提高电极的可逆性；强化电极充电过程中，充电末期经常发生析氧，产生的氧气可在负极还原，为了保证氧气从正极向负极顺。