用电沉积或化学蒸汽沉积工艺。在聚氨酯泡沫上包覆一层镍,然后热处理,除去
聚氨酯基体
2.2.2 高密度球形氢氧化镍制备
采用沉积工艺制备,在氨水存在下,使金属盐(如硫酸镍)与氢氧化物(如 NaOH)
进行反应,镍源中还可添加钴和锌等添加剂来改善性能。通常组成为
Ni94Co3Zn3,Co 的沉积是为了改善导电性,而且 Co 和 Zn 可以调整氧的电位,
使微观结构更精细。振实密度(表征氢氧化镍干粉的填充效率)通常为 2.2g/c ㎡
2.2.3 调浆:高密度球形氢氧化镍+导电剂 CoO+黏结剂
2.2.4 拉浆:用机械法将膏状物涂覆基板孔中
2.2.5 轧压成型:通过物理法将含有平均粒径 10μm 的氢氧化镍膏状物载入到泡
沫骨架上(成型厚 0.58±0.05mm)
2.3 比较
2.3.1 烧结式电极的倍率和功率性能最佳,但代价是质量比容量和体积比容量的
降低。烧结式生产工艺复杂、成本高,需投入较大资金在设施和设备上
2.3.2 涂膏式电极易于生产、成本低,关键是泡沫镍基板和高密度球形氢氧化镍,
2.3.3 近期的研究使涂膏式电极进一步提高了电极的功率和高放电率性能,能达
到烧结式电极的水平。
3.负极制备
3.1 负极的活性物质可以是无定形 AB5 型(LaCePrNdNiCoMnAl)合金,或者是
无定形 AB2(VTiZrNiCrCoMnAlSn)合金。
尽管 AB5 型合金的储氢能力(320 mAh/g)比 AB2 型(440 mAh/g)低很多,但
AB5 型合金的使用却更为广泛,其优点是成本低,易于活化和成型,电极生产工
艺灵活,可高放电率放电。
金属氢化物活性物质不同的组成及结构能够满足特殊的设计要求。可以通过调整
活性物质的组成来改变比容量、比功率和/或循环寿命中的一个或几个参数。
典型的 AB5 型合金的组成为:
La5.7Ce8.0Pr0.8Nd2.3Ni59.2Co12.2Mn6.8Al5.2(原子百分数,%)
La10.5Ce4.3Pr0.5Nd1.3Ni60.1Co12.7Mn5.9Al4.7
AB5 型合金的质量比容量通常为 290-320 mAh/g。
商品化的 AB5 型合金主要是 CaCu5 晶体机构
AB2 型也有多种组成和加工工艺,常见组成有:
V18Ti15Zr18Ni29Cr5Co7Mn8
V5Ti9Zr26.7Ni38Cr5Mn16Sn0.3