国家自然科学基金(20573129)
- 作品数：7 被引量：15H指数：3
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- HEV用低自放电率D型MH-Ni电池的研制
- 2008年
- 降低自放电率是HEV用MH-Ni电池实用化过程中亟待解决的关键问题之一。采用丙烯酸接枝处理的PP隔膜、选择负极合金及表面处理、正极复合添加析氧抑制剂等措施,2/3A型MH-Ni电池的自放电率可由55.5%降为26.1%,用此工艺研制的HEV用7Ah的D型电池在55℃下存放7天的自放电率为35.3%,比功率达1121W/kg,模拟工况下的循环寿命达12.5万次。这些指标均超过了国家标准规定的要求。
- 娄豫皖朱玲阎永恒周时国夏保佳
- 关键词：自放电率高倍率放电性能
- 电极活性材料精细结构与MH-Ni电池性能关系研究的一些进展被引量：1
- 2009年
- 为了更深入地研究正负极活性材料精细结构与MH-Ni电池性能之间的关系,本文在介绍了简单而较适用的处理X射线衍射数据的方法之后,系统综述了电池活化前后、循环过程中正负极活性物质结构和微结构与电池性能之间关系研究的一些进展。主要包括:(1)具有适当晶粒大小和较大层错几率的β-Ni(OH)2物质,能获得较大的充放电容量;(2)没有观测到MH/Ni电池在充放电过程中有β-Ni(OH)2β-NiOOH的相变,只有满充和过充电时才发生部份β-Ni(OH)2γ-NiOOH的相变;MH/Ni电池的物理导电机制是在正负极活性物质中嵌入和脱嵌的氢离子形成固相质子在电极间定向运动。(3)循环性能的衰减、内阻、容量的变化与正负极活性物质的微结构变化有良好对应关系。微结构变化消耗电解液,并改变电解液的性能。正极、负极和电解液三者的共同作用是循环性能衰减的主导原因。(4)正极添加剂与电池性能之间的关系。由于正极添加剂Lu2O3和CaF2能抑制正极活性物质的微晶细化、减缓总的层错几率降低,对于储氢合金能抑制晶粒增大,特别能抑制A(OH)3和B的析出,故能提高了电池的循环性能和寿命。(5)电池储存前后的容量衰减和内阻增加是其在储存过程中CoOOH析出和晶粒细化双重作用的结果。
- 杨传铮娄豫皖李玉霞夏保佳
- 关键词：Β-NI(OH)2AB5X射线衍射
- X射线衍射研究纳米材料微结构的一些进展被引量：10
- 2008年
- 本文在简单评叙过去常用于金属材料中晶粒(嵌镶块)大小和微观应变的X射线衍射线形分析方法(分离微晶—微应变二重宽化效应的Fourier分析、方差分析和近似函数三种方法)之后,介绍了作者及合作者近年来发展和建立的分离微晶—微应变、微晶—层错、微应变—层错二重宽化效应和分离微晶—微应力—层错三重宽化效应的一般理论、最小二乘方法和计算程序系列。然后把这些方法用于评价各种典型纳米材料微结构的研究。它们包括:(1)贮氢合金MmB5;(2)面心立方结构纳米NiO的分析,获得微结构参数与热分解温度的关系;(3)体心立方结构的V-Ti基合金在吸放氢过程中的结构变化;(4)用来研究镍氢电池活化前后正极-βNi(OH)2的微结构时,对一般方法作简化,从而了解了-βNi(OH)2在镍氢电池中充放电过程和电池循环过程中的行为;(5)六方纳米ZnO的微结构研究和添加Ca、Sr和混合稀土的Mg-Al合金中的微结构研究;(6)还用于六方(2H-)石墨堆垛无序度的测定。实际应用发现,对不同的纳米材料合理应用分离X射线衍射多重宽化效应的一般理论和方法显得十分重要。实际应用还发现,所提出的分离多重宽化效应的方法,能用于评价和研究纳米材料及其在使用过程微结构的变化,从而把材料性能与微结构参数联系起来,建立性能与结构之间的关系,并已获得不少有益结果。
- 杨传铮张建
- 关键词：纳米材料微结构堆垛层错XRD计算程序
- 镍氢电池的循环性能与活性物质微结构的研究被引量：4
- 2008年
- 与循环试验大致同步,用静态(初态和终态)或准动态(增加若干个中间态)的模式对MH/H电池循环性能、电极(包括负极和正极)材料的微结构进行了X射线衍射(XRD)研究,发现循环性能衰减与正极材料β-Ni(OH)2的点阵参数、平均晶粒尺度、微应变和总的层错几率均随循环周期增加而减小以及负极材料中腐蚀产物A(OH)3和B相出现和增加有一定的对应关系,发现MH/Ni电池循环性能的衰减是正极材料和负极材料的结构和微结构随着循环次数的增加发生明显变化,恶化了正负极材料的电化学性能,同时消耗和恶化了电解液的综合结果.为了提高电池的循环性能,采用不同正极材料的添加剂.结果表明,CaF2和Lu2O3有明显的效果,其中CaF2效果最好,并有广泛的实用性。
- 娄豫皖杨传铮何丹农夏保佳
- 关键词：循环性能微结构正极添加剂X射线衍射
- HEV用MH/Ni电池的贮存性能被引量：2
- 2007年
- 在HEV用MH/Ni电池的设计中,研究了添加Ni粉、Co粉及提高CoO的加入量对MH/Ni电池贮存性能的影响,结果表明:正极中加入较多的Ni粉或提高CoO的加入量均能够提高MH/Ni电池的贮存性能。正极中Ni粉的加入量从0%提高到10%和20%时,MH/Ni电池贮存后的容量衰减率分别降低了3.9%和6.6%;正极中CoO的加入量由5%提高到15%,MH/Ni电池贮存后的容量衰减率降低了4.9%。采用Co粉作添加剂时,在一定程度上修复了遭受破坏的CoOOH导电网络,改善了MH/Ni电池初期的贮存性能。
- 娄豫皖夏保佳周时国阎永恒
- 关键词：MH/NI电池贮存性能COO
- MH/Ni电池充放电过程导电物理机制的研究被引量：4
- 2009年
- 借助X射线衍射等方法,研究了MH/Ni电池在充放电过程中电极活性材料β-Ni(OH)2和AB5合金的结构和微结构变化,进而讨论了两种电极活性材料在充放电过程中的物理行为和导电的物理机制.研究发现,在充电过程中确实未观测到β-Ni(OH)2→β-NiOOH的相变,只有在满充和过充时,才发生部分β-Ni(OH)2转变成γ-NiOOH,且一直是β-Ni(OH)2和γ-NiOOH两相共存;在充电过程不是由β-Ni(OH)2→β-NiOOH相变来提供氢离子,而是由氢原子离开β-Ni(OH)2的点阵位置提供氢离子;在负极这一边,开始时氢原子是以间隙式嵌入AB5点阵形成固溶体,只有当AB5因氢原子的嵌入使其体积变化达一定百分数后才析出AB5Hx氢化物.这些过程使电极活性材料的微结构也发生变化,而且这种变化不是完全可逆的.简言之,MH/Ni电池的物理导电机制是在正负极活性材料中嵌入和脱嵌的氢离子在电极间的定向迁移运动.
- 李玉霞杨传铮娄豫皖夏保佳
- 关键词：MH/NI电池电极活性材料微结构导电机制XRD
- MH-Ni电池中电极材料β-Ni(OH)_2添加剂的效应被引量：1
- 2009年
- 研究了不同正极添加剂对MH-Ni电池正负极材料微结构参数:晶粒大小D、微应ε和错几率f以及充放电容量和循环性能的影响。研究发现微结构的变化与循环性能有良好的对应关系,进而阐明了添加剂的作用。其要点是:CaF2和Lu2O3对循环过程中正极微结构的变化和负极中新相A(OH)3和B相析出起钝化作用,而Y2O3和CaCO3不起钝化作用,只起一定的催化作用,同时消耗电解液,使电池干涸、内阻增加,故CaF2和Lu2O3是提高电池性能的添加剂,而Y2O3和CaCO3起恶化电池性能的作用。
- 娄豫皖杨传铮夏保佳
- 关键词：添加剂微结构XRD
