鎳氫動力電池第九章鎳氫電池專題研究介紹課件

1、第八章 專題介紹（二）第三節(jié)第三節(jié) 電池的低溫性能電池的低溫性能 鎳氫電池低溫性能差的原因分析鎳氫電池低溫性能差的原因分析 n貯氫合金自身性能的影響 n電池內(nèi)部極化的影響 n電極反應(yīng)控制步驟的影響 n提高M(jìn)H-Ni電池的低溫性能，一方面要提高H在合金內(nèi)部的擴散系數(shù)，同時需考慮電解液中離子的遷移速度，這兩個因素是對低溫性能影響最大的因素。提高鎳氫電池的低溫性能，必須結(jié)合電池的制作和設(shè)計等方面，從多角度考慮，如原材料的選擇、隔膜的選擇、電解液成分和密度的確定以及電極結(jié)構(gòu)設(shè)計、電池結(jié)構(gòu)設(shè)計和電池組的設(shè)計等。n但有些因素是相互沖突的，如電極面積與孔率，在電池外形、容量確定的情況下，電極表面積大，電極就

2、要薄，孔率要低。電解液量也有個適量問題，過多會增大電池內(nèi)壓，而且其用量也與孔率等密切相關(guān)。同時，電池材料低溫性能的提高，其他性能就要相對降低。n與常溫和高溫條件下的衰減不同，在低溫條件下，放電容量的損耗不是由電池的性能衰減引起的，其容量變化具有可逆性。貯氫電極貯氫電極 n貯氫合金成分 n貯氫電極添加劑 n貯氫合金表面處理 鎳電極與電解液n鎳電極n鎳電極受低溫性能的影響較小，國內(nèi)外對其研究和報道也就比較少，一般集中在物質(zhì)的攙雜、混合電極等對鎳電極質(zhì)子擴散情況的改善上。n 電解液n隨著溫度的降低，電解液粘度增加，導(dǎo)致電解液中離子擴散速度降低，內(nèi)阻升高，蓄電池電化學(xué)反應(yīng)速度放慢，電解液也很難滲入極板

3、內(nèi)層，造成蓄電池放電時極板內(nèi)層活性物質(zhì)不能充分利用，實際輸出容量減小。在低溫條件下，適宜采用在低溫下導(dǎo)電率最大、凝固點最低的電解液。對于常用的KOH、NaOH、LiOH來說，由于KOH溶液在低溫下導(dǎo)電率較大，凝固點比含NaOH的電解業(yè)低，一般采用KOH和LiOH組成的電解液，但并不是濃度越高越好，密度在1.301.36g/cm3最好。 電池電池 n電極結(jié)構(gòu) n電池結(jié)構(gòu) n電池模塊/電池包設(shè)計 第四節(jié)第四節(jié) 電池的一致性電池的一致性 n電池及電池組設(shè)計原因引起的一致性電池及電池組設(shè)計原因引起的一致性 n電池及電池組的設(shè)計對電池組使用一致性有較大的影響。例如單體電池的裝配松緊度、電極填充量、填充密

4、度，電解液添加量等要合理，電極尺寸、電池比例要合理，引流結(jié)構(gòu)需滿足使用要求等。電池的性能設(shè)計應(yīng)與使用要求相匹配，否則會影響電池組壽命或提高無為的成本。 n初期性能的一致性初期性能的一致性n如何保證初期性能的一致性 使用過程中的一致性使用過程中的一致性 n使用環(huán)境的一致性 n原材料的差異 n安全閥開啟壓力的一致性 n物質(zhì)的均勻性 n電池其他另部件 n電池生產(chǎn)過程中引起的一致性差異 n生產(chǎn)過程控制的一致性n雜質(zhì)的影響管理與維護(hù)，電機匹配n管理問題n管理的重要性n管理的問題n維護(hù)n電池與驅(qū)動系統(tǒng)的匹配 n包括蓄電池與充電器之間的匹配；蓄電池組與電機的電壓匹配；電池輸出功率與車輛基本動力及加速度需求的

5、匹配等問題。任何一方面的匹配出現(xiàn)問題，不僅影響正常的應(yīng)用，還會使電池的不一致性加大或電池間的差異提前出現(xiàn)，影響電池組的使用壽命。 第五節(jié)第五節(jié) 自放電與荷電保持能力自放電與荷電保持能力 自放電與荷電保持能力是兩個不同的概念。自放電是指當(dāng)電池不與外電路連接時，由于電池內(nèi)部自發(fā)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而引起的化學(xué)能損失。荷電保持能力則是電池在規(guī)定的條件下開路擱置時保持荷電（剩余容量）的能力。荷電保持能力除了受自放電的影響，還受電池的間漏等因素的影響。電池的自放電是電池的內(nèi)在因素引起的，從理論上講，荷電態(tài)電池中的電極都處于熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)，不可避免的要發(fā)生自放電。但如果措施得當(dāng)，可以將自放電減小到最低程度。 電

6、池組電池組 n主要是組合的絕緣程度引起的間漏，尤其是目前作為電動車等電源的大型電池，多采用不銹鋼電池殼，殼體與電池內(nèi)部不能實現(xiàn)完全絕緣，導(dǎo)致電池殼帶電，容易引起間漏。貯存環(huán)境的差異，如受潮等，也會引起間漏。電解液泄露也是引起電池組間漏放電的主要原因。在電池組的使用過程中，由于灰塵、潮氣等的影響，電池組的絕緣性能受到影響，從而會造成一定程度的電流泄露，所以應(yīng)對電池進(jìn)行定期的維護(hù)和清理。 單體電池單體電池 n電池制作工藝 n電池貯存的環(huán)境溫度 n電池化成工藝 鎳電極鎳電極 n鎳電極活性物質(zhì)的自分解 n鎳電極活性物質(zhì)與H2的反應(yīng) n鎳電極配方 貯氫電極貯氫電極 nH2的析出 n合金的腐蝕和氧化 n合金成分的影響 n合金處理工藝 n貯氫電極表面處理 隔膜與電解液n隔膜n在MH/Ni電池中，使用的隔膜經(jīng)歷了聚酰胺和聚烯烴（聚丙烯）兩種類型。聚酰胺結(jié)構(gòu)中含有酰胺基團(tuán)，易與水形成氫鍵，所以親水性好，吸堿量大，但化學(xué)穩(wěn)定性差，在循環(huán)過程中易降解，造成電池自放電嚴(yán)重，影響電池壽命。 n電解液n電解液的組成及濃度，也是影響電池自放電的重要因素之一。一般情況下，電解液濃度上升，自放電有加大的趨勢（15），在電池中的電解液加入適量氫氧化鋰，可使