第3章镍电极材料

1 第 3 章 镍 电 极 材 料 镍 电 极 的 研 究 和 应 用 有 着 悠 久 的 历 史 。 早 在 1887 年 ， Desmazures、 Dun 和 Hasslacher 就 讨 论 了 氧 化 镍作 为 正 极 活 性 物 质 在 碱 性 电 池 中 应 用 的 可 能 性 。 广 泛 使 用 的 Cd/Ni、 H2/Ni、 Zn/Ni、 Fe/Ni 电 池 ， 以 及 近 年来 为 消 除 镉 污 染 而 迅 速 发 展 起 来 的 新 型 金 属 氢 化 物 镍 （ MH-Ni） 电 池 ， 都 以 镍 电 极 作 为 正 极 。 特 别 是 金 属氢 化 物 镍 电 池 目 前 仍 具 有 很 高 的 商 业 价 值 ， 因 此 ， 对 高 容 量 、 高 活 性 镍 正 极 物 质 的 研 制 具 有 重 要 现 实 意 义 。对 氧 化 镍 正 极 核 心 组 分 Ni(OH)2 的 研 究 ， 包 括 氧 化 镍 电 极 的 发 展 历 史 、 Ni(OH)2 及 NiOOH 各 种 结 构 之 间 的电 化 学 转 化 过 程 、 Ni(OH)2 的 制 备 方 法 以 及 氧 化 镍 电 极 添 加 剂 等 ， 大 大 促 进 了 镍 系 列 碱 性 蓄 电 池 的 发 展 。 3.1 镍 电 极 的 发 展 传 统 氢 氧 化 镍 电 极 充 放 电 循 环 在 β-Ni(OH)2 和 β-NiOOH 之 间 进 行。 在 βⅡβⅢ循 环 中 活 性 物 体积变化 较小，并且β-NiOOH 的 电 导率比β-Ni(OH)2 的 高 5 个数量 级。充 电 时由于生成β-NiOOH 而 使 电 导率逐渐增加 ，所以 ， 不存在 导电 问题， 但放 电 时充 电 态物 质 可 被逐渐增多 的 、 导电 性 差 的 放 电 态物 质 隔 离 ， 因 而 影 响 了放 电 效 率。 通 过 控 制 电 极 组 成和 使 用 多 种 添 加 剂 如 Co 和 Zn， 可 使 βⅡβⅢ 循 环 顺 利 进 行。 另 外 ， 可 以 采 取相 应 的 预 防 措 施 来 保 证 电 极 活 性 物 质 的 导电 性 ， 限 制 电 极 膨 胀 。 近 年 来 ， 电 极 制 造 工 艺 不断 得 到 改 进 ， 氢氧 化 镍 电 极 经 历 了 袋 式 电 极 、 穿 孔 金 属 管 、 烧 结 镍 板 、 塑 料 黏 结 式 、 泡 沫 镍 及 纤 维 式 ...