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新能源材料 化学电池 电池的种类 • 1-依使用次数区分 • 一次电池：用完即丢，无法重复使用， 如：碳锌电池、锌锰电池、碱性电池、 水银电池、锂电池。 • 二次电池：可充电重复使用，如：镍镉 充电电池、镍氢充电电池、锂充电电 池、铅酸电池、太阳能电池。 2014-12-4 T2005 2 Ni/MH二次电池 产生： 发现LaNi 和MgNi等合金具有可逆吸放氢性能 - 热效5 2 应、 机械效应、电化学效应、磁性变化、催化作用等-作为 二次电池负极材料-我国稀土资源储量占全世界70%以 上–大力发展储氢材料和Ni/MH电池 优点： 能量密度高 （同尺寸电池，容量是Ni/Cd电池的1.5-2 倍）；无污染； 可大电流快速充放电；工作电压为 1.2V，与Ni/Cd电池有互换性 应用： 小型便携电子器件、电动工具、电动车辆、混合动力车 组成 • 任何一种电池由四个基本部件组成：两个不同材料的电 极 （正极、负极）、电解质、隔膜和外壳 • • 正极：Ni(OH)2 • A金属:La等，大量吸进H2， • 负极：储氢合金 形成稳定MH,控制H 的吸藏 2 量 Ni/MH电池 (M) B金属:Ni等，不能形成 稳定 • MH，但氢很容易在其中移动 • 可以控制吸放H 的可逆性 2 电解液：KOH • 隔膜(隔开正负极)及外壳 工作原理 晶型 Ni(OH) 存在α、 β两种晶型，NiOOH存在β、γ两种晶型 2 六方单元层状结构晶胞：每个晶 胞中含有一个Ni原子、两个O原 子、两个H原子。 两个Ni原子之 间的距离为a ，两个NiO层之间 0 2 的距离为c 。0 2.2 储氢合金负极材料概述 储氢合金是由易生成稳定氢化物的元素A(如La、Zr、Mg、V、Ti 等)与其他元素B(如Cr、Fe、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Al等)组 成的金属化合物。 储氢合金负极材料满足条件 1. 电化学储氢容量高，在较宽的温度范围不发生太大的变化，合 金氢化物的平衡氢压适当，对氢的阳极极化具有良好的催化作 用 2. 在氢的阳极氧化电位范围内，储氢合金具有较强的抗阳极氧化 能力 3. 在碱性电解质溶液中合金组分的化学性质相对稳定 4. 反复充放电过程中合金不易粉化，制成的电极能保持形状稳定 5. 合金应有良好的电和热的传导性 6. 原材料成本低廉 几种合金简要介绍 1）AB 型稀土镍系储氢合金5 AB 型储氢合金为CaCu 型六方结构，典型代表为LaNi 合金。 5 5