外掺Y2O3对镍氢电池正极高温性能的影响.pdf

维普资讯 第22卷 第 1期 中 国 稀 土 学 报 2004年2月 VoJ．22 № ．1 JOURNAIOFTHECHINESERAREEARTHSOCIETY Feb．2OO4 外掺 Y2o3对镍氢 电池正极高温性能的影响 米 欣，叶 茂，阎 杰 ，魏进平，高学平 (南开大学新能源材料化学研究所，天津 30007I) 摘要 ：研究了外掺Y203对镍氢电池镍正极高温性能的影响。通常镍正极在高温 F放电比容量会骤然降低 ，为了提高其高温性能，进行了球型 Ni(OH)2外掺不同比例Y203的实验，对压制的镍电极在不同温度下的充放电情况进行 r细致的研究。研究发现外掺Y2o3的球型Ni(OH)2电 极比普通球型 Ni(OH)z电极的放电比容量在高温下要高出很多，在O．2C充放电情况下外掺 1％是最佳 比例 ，它比普通球型Ni(OH)2电极的 放电比容量要高出35％以上，在 1C充放电情况下外掺0．2％是最佳 比例 ，它比普通球型Ni(OH)电极的放电比容量要高出15％以上。同时 对外掺Y2O3提高镍正极放电比容量的原因也进行了初步探讨 关键词：外掺 Y2O3；球型Ni(OH)!；高温性能；放电比容量；稀土 中图分类号：TM912．2 文献标识码 ：A 文章编号：1000—4343(2004)01一Ol19—06 随着环境问题的 日益恶化，电动汽车及其他 用。总之基本是通过对镍氢电池正极的改性，提高 电动交通工具的发展，越来越要求高能量输出、高 高温下的析氧过 电位，使输入的能量更多地用于 能量密度的二次 电池。镍氢二次电池 以良好的性 Ni(OH)2氧化为 B—NiOOH 的充 电反应 ，抑制 价比被作为电动车用 电池 ，但 目前还存在高温放 OH一氧化为O：的副反应 ，从而提高镍氢电池的充 电性能的改善问题。因此想要使电动交通工具正 电效率-6，我们曾对晶格内掺Y的球型Ni(OH)2 常工作，提高电池的高温性能已迫在眉睫： 进行了研究，发现其具有良好的高温性能[。 镍氢电池正极使用的是球型氢氧化镍，它的 本文研究了外掺Y203对球型Ni(OH)2正极高 性能好坏，直接关系到电池的品质。Ni(OH)!是导 温性能的影响，对其充放电情况进行了详细的研 电性能差的P型半导体，为了提高其性能，很多人 究，得到了满意的结果，同时通过循环伏安的研 做过在 Ni(OH)2中掺杂元素的研究。Armstrong～’ 究，对其机理进行了初步的探讨。在制作镍氢电池 认为在合成Ni(OH)2中添加 Co，可提高镍电极的 正极时，在Ni(OH)2中外掺Y203，其操作过程简 氧析出电位和镍 电极的活性物质利用率：Sood 一认 单易行 ，具有 良好的应用前景。 为掺 Co的Ni(OH)2可减少 7一NiOOH的出现。但 l 实验部分 是，人们对高温下Ni(OH)2性能的研究 是很多： 我们知道，在高温下Ni／MH电池析氧过电位较小， 1．1 外掺Y2o3和球型Ni(OH)2的混合 因此电极氧化过程和析氧过程会同时进行，在高 将普通球型Ni(OH)2分别与 Y：Ni的摩尔比为 温下充电必然会有大量的电能消耗在析氧上～文 0．2％，0．6％，1．0％，3．0％的Y203用机械法充分 献 [3]提到了在制作镍电极时掺入一定的稀土氧化 混合均匀： 物，发现有利于提高析氧过 电位 ，并具有一定的高 1．2 电极制作 温性能，但对其机制说明的不是很透彻：文献 4] 电极基体采用泡沫镍，面积为2cm×2cm。分 中对几种正极添加剂对镍氢电池高温充 电行为的 别将上述的各种球型Ni(OH)2与 占活性物质总量 影响也进行了报道，他们指出C