化学镀Ni-Co-P合金对贮氢电极电化学性能的影响.pdfVIP

第二十四届中国化学与物理电源学术年会论文集 碱性电池 B一52 化学镀Ni-Co—P合金对贮氢电极电化学性能的影响 孙春文· 唐致远2 郭鹤桐2 fl中国科学院化I冶金研究所。耗京．，00080) 偿天津大学优I学院盛甬化学系．天津300072) 以贮氢台金作为负极活性物质的金属氢化物／镍(MH／Ni)新型二次电池．困其 具有比能量高、不存在cd对环境的污染等突出优点．现已成为国际上竟相研究 开发的重要方向．同时用作氢镍电池负极活性物质的贮氢合金。亦成为当今贮氢 材料研究的一个热点．然而。贮氯台金在充放电循环过程中所暴露的初次活化困 难、易粉化、易氧化、不耐腐蚀等问题严重影响了电池的各项性能．解决这些问 题的有效途径之一是在贮氢台金粉表面进行化学镀包覆处理．为了改善电极的活 化性能和循环寿命、提高其放电容量、降低成本，吸取包钻和包镶二者的优点， 我们首次尝试在贮氢台金扮颗粒表面进行化学镀Ni—Co·P合金，对化学镀工艺进 行了系统的研究，优化化学镀工艺，研究了化学镀对贮氢合金电极性能的影响． 1实验部分 1．1贮氢合金化学麓Hi·Co·P合垒及分析 选用天津某公司生产的贮氢合金粉．进行化学镀Ni．Co．P合金。在化学镀前 先用0．1moltLHCI溶液清洗括化合金粉的表面．然后用去离子水洗涤合金粉多 次以除去CI‘离子．化学镀Ni．Co．P合金采用次磷酸钠作还原剂，酒石酸钾钠作 NaOH水溶液调整．用Vavian原子吸 络合剂，镀液的pH值用氨水和和5mol／L 收光谱仅(．200型)分析了化学镀前后台金中Ni、Co古量．即可求得镀层增重 中Ni、Co的量． 1．2贮氢电概的制鲁及其性能铡试 将采用上述工艺制备的表面包覆Ni．Co．P台金的贮氢合金粉O．59与适量的 粘合剂聚乙烯醇水溶液(2％PVA)充分混合均匀后调成糊状，用刮刀均匀地填充到 1．5cmxl em泡沫镍基体中，经真空干燥后，以适当的压力压成MH电极．MH 电极的电化学性能测试是在三电极测量体系中，由计算机和DC5充放电仪联机 LiOH· KOH+0．63mol／L 测试系统自动采集、记录数据进行．电解液为6．8mol／L 其正极为高容量的NiCOH)2／NiOOH电极，参比电极为Hg／HgO电极，测试温度 22—25℃．充放电制度为：(1)放电容量及活化性能测试时，充电电流为60mA,g， 充7h．放电电流为60mA／g：循环稳定性测试时，充电电流为l$0mA／g·充2．5h一 放电电流为l 放电实验是将化成好的MH电极放电测量CI：然后以80mAh／g的电流充5h，开 路搁置28天后换碱，再以100mA／g放电测试电极容量C2：再充电后放电测量容 一142-- 第二十四届中国化学与物理电源学术年会论文集 碱性电池 B一52 量C 3· 用X·650型扫描电子显微分析仪(日本日立公司)，分析了MH电极300次 充放电循环后合金粉化程度及形貌的变化。用日本Rigaku公司的2038型x射 线衍射仪，对化学镀Ni·co-P台金和未镀的贮氢合金制成的电极经300次充放电 循环后进行物相分析，CuK。作为x射线源。 2结果与讨论 通过正交试验确定了化学镀Ni-Co-P合金工艺的最佳条件。贮氢合金经化学 镀Ni-Co-P台金后得到一亮灰色镀层．通过原子吸收光谱分析化学镀前、后合金 扫描电镜结果表明．镀层在贮氢合金表面沉积较均匀、且结合力良好。研究表明， 引入1．74％Co的Ni-Co．P合金镀层可有效地提高负极贮氢合金活性物质的利用 率，MH电极的活化性能得到明显改善．初次放电容量即达到208mAh／g、最大 放电容量达295．8mAhtg：同时循环寿命亦有所提高，化学镀Ni．Co．P合金的贮 氢电极在进行300次循环充放后，电容量的保持率为88％．而未镀贮氢电极电 容量衰减至62％。从放电曲线可以看出化学镀Ni-Co．P贮氢电极的放电平台比未 包覆MH电极提高