镍电极添加剂作用与其机理的研究+Ⅱ、恒电位阶跃法研究.pdfVIP

第23届全国化学与物理电源学术会议论文集83 B2 镍电极添加剂作用及其机理的研究” Ⅱ、恒电位阶跃法研究 倪佩 陈建霞 张宝兴韩佐青单忠强 陈延禧 天津大学化工学院(天津30072) MH—Ni电池由于其高比容量(约为Cd—Ni的 采用恒电位阶跃法研究可快捷、直接地反映镍电极的 1．5～2倍)和无污染性(“绿色电池)等特性在需求日活性物质及其添加剂等的电化学行为t“““。 益剧增的二次电池中脱颖而出。共正极一镍电极由于 薄膜镍电极(1em×2cm)的制备方法同前“1，将它 是提高MH—Ni电池性能的“瓶颈”而成为人们的研 究热点。要制备出高性能的镍电镀除利用高性能的活 极组成三电极体系。电解液为lmol／l的KOH溶液。实 性物质及改进制备工艺外，加入合适的添加剂是一个 验中电位阶跃信号由信号发生器给出，经恒电位仪加 重要的途径。 到薄膜镍电极上。调节阶跃电位，将所测得的电流响应 信号及时间信号通过A／D转换后输入计算机中贮存 本实验室基本上肯定了Co—Ca，Co—Zn，Zn，Ca 等添加剂对镍电极的作用o“1，采用循环伏安法研究 及处理，其结果可显示或打印输出。 了掭挪剂的作用机理”。为了更深入地认识掭加剂对 根据电极过程动力学理论，恒电位阶跃的电流与 镍电极的作用及其作用机理，利用电位阶跃法从另一 时间存在下列关系式： 个角度来研究其作用机理。 lIz) (3) I—I。(卜∥2k 恒电位阶跃法即控制加在研究电极上的电极电位 式(3)中I‘表示消除浓差极化后的极化电流，x=篙 按指定的规律变化，测量响应电流随时问的变化规律。 其响应电流包括两部分，扩散电流和双电层充放电电 +尚，K：和K：分别表示阴极和阳极反应速度常 流。按照基尔霍夫第一定律建立方程： 数。将薄膜镍电极在不同的电位阶跃幅度下正向阶跃 (1) 得到的电流一时间曲线按式(3)处理得I～t“2直流．再 I—Idm+L。，=--R。Cd亲+垒，!畏堕 再使用有限扩散模型分析镍电极得到式(2)“1： 将直线外推到t=0时便得I。。实验时无浓差极化，则 △9与inI‘成直线关系，表示为； I=Id。“+Ic。。 2nFADC。Vr D一(2n+1)。t1 妒器Inl。+静I． (4) 2—_『一篇“pr——矿o 式(4)中，△f表示电位阶跃幅值，p表示阳极极传递系 +繁exp(一壶) (2) 数，i。表示交换电流密度。根据A9--Inl。直线得到表1 所示的结果。其中，a+8—1，a表法阴极传递系数， 通常情况下，D／12在lO～一i0_1sec～，I／RC在 Slope=RT／pnF，Intercept=一i浠1ni。 3000See。左右，因此式(2)中LI，项一般可以忽略，因 而响应电流近似为扩散电流(Idm)。人们对薄膜镍电极 *国家“863”计划资助项目 肖太行电源，真正的国优品牌 河南新乡太行电源(集团)有限责任公司(国营第七五五厂) TAIH^NG 84 选用双龙电源材料，创造高品质电池。中外合资新多双龙电源材料有限公司