方形 765mAh镍氢电池的制备与性能表征 指导老师:南俊民老师 一、引言 1.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 2 0 世纪9 0 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终结后可能产生的镉污染,因此这种电池被称为可替换镍镉电池的“绿色”电池而得到快速发展。根据这种电池在原材料供应、性能特点等方面所具有的优势,十多年来它在小容量电池市场方面得到快速发展外,也有望作为动力电源在混合动力汽车和电动工具中得到应用。 2 .实验要求 2.1通过制备一种方形镍氢电池,了解化学电源的工作原理和制备方法。 2.2通过对制备电池性能的测试,掌握表征电池性能的实验技术。 二、实验部分 1.实验原理 镍氢电池的正极活性物质为 Ni(OH)2,负极为贮氢合金,正负电极用隔膜分开,根据不同使用条件的要求,采用 KOH 并加入LiOH 或 NaOH的电解液。电池充电时,正极中 Ni(OH)2被氧化为 NiOOH,而负极则通过电解水生成金属氢化物,从而实现对电能的存储。放电时,正极中的 NiOOH被还原为 Ni(OH)2,负极中的氢被氧化为水,同时在这个反应过程中向外电路释放出电量。电极反应如下:(“⇀”表示充电;“↽”表示放电) 正极:Ni(OH)2 + OH- ⇌ NiOOH + H2O + e- 负极:M + xH2O + xe- ⇌ MHx + xOH- 实 际 应 用 中 镍 氢 电 池 ...