原理、材料与应用的宝藏探秘--镍氢电池

时间: 2024-12-18
作者: 百灵威
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原理、材料与应用的宝藏探秘--镍氢电池-百灵威

    镍氢电池(Nickel - Metal Hydride Battery,缩写为Ni-MH)是一种碱性蓄电池。它的正极材料一般是氢氧化镍(Ni (OH)₂),负极材料是储氢合金,电解液通常是氢氧化钾(KOH)溶液。在充电和放电过程中,镍氢电池通过正负极材料发生的氧化还原反应来实现电能的存储和释放。

    镍氢电池意义重大,在能源存储转换、新能源汽车、可再生能源整合、消费电子升级及备用电源保障等多方面发挥关键作用。其市场规模呈稳步增长态势,全球市场竞争激烈,应用领域涵盖混合动力汽车、消费电子、电动工具及多种备用电源场景等,主要厂商有松下、汤浅、科力远新能源、豪鹏科技等。未来将通过技术创新提升性能、降低成本,随着环保要求提高及相关领域发展,市场需求持续增长,且行业内企业将走向整合与合作以促进协同发展。

    镍氢电池作为一种常用的二次电池,其性能的实现离不开各个组成部分中特定化学试剂的协同作用。从正极到负极,再到电解液以及隔膜等部分,每一处所选用的化学试剂都有着独特的化学性质与功能,它们相互配合,共同决定了镍氢电池的充放电性能、循环寿命、安全性等关键指标,下面就来详细介绍一下镍氢电池每个部分中所用到的化学试剂。

一、正极材料

    镍氢电池的正极材料意义非凡,其性能与电池的能量密度、充放电效率、循环寿命以及安全性紧密相连,不仅决定着电池的电压,更对电池整体表现起着关键作用。镍氢电池常用的典型正极材料氢氧化镍具备良好的电化学性能,能与负极有效反应实现充放电;拥有较高的能量密度,可在有限体积重量内存储更多电能,满足多场景能量需求;具有较好的循环稳定性,经处理后多次充放电仍能维持活性,减少容量衰减,延长寿命;还因其环境友好的特性,在生产、使用到废弃处理环节都符合绿色环保要求,为镍氢电池在众多领域的应用奠定了坚实基础。

    百灵威可提供多种正极用材料的合成原料,相关产品信息如下:

品名 CAS 货号
Nickel(II) sulfate hexahydrate, 99%, for analysis
硫酸镍(II)六水合物
10101-97-0 902817
Sodium hydroxide, 96%, AR granular
氢氧化钠
1310-73-2 955585
危化品
Cobalt(II) sulfate heptahydrate, 98%
硫酸钴(II) 七水合物
10026-24-1 391181
危化品
Zinc sulfate heptahydrate, 99.5%, for analysis
硫酸锌七水合物
7446-20-0 933087
Aluminum sulfate octadecahydrate, 99%, for synthesis
硫酸铝十八水合物
7784-31-8 905226

二、负极材料

    镍氢电池负极材料意义重大,影响电池性能、电压、功率与安全。AB₅型储氢合金(A 为镧系金属,B 为镍、钴、锰等)具六方晶系结构,储氢量较高,循环性能优,电化学活性适用于配合正极;AB₂型储氢合金(A 含钛、锆等,B 含镍、锰等)有 Laves 相结构,储氢密度理论值高且动力学性能好,但循环结构稳定性存挑战,需优化成分与表面处理,二者在不同方面助力镍氢电池满足多样应用需求。

    百灵威可提供多种锂电池负极材料及其合成原料,相关产品信息如下:

品名 CAS 货号
Nickel(II) chloride hexahydrate, 99.9%
氯化镍(II)六水合物
7791-20-0 486536
危化品
Nickel ammonium sulfate hexahydrate, 98%
硫酸镍铵六水合物
7785-20-8 499948
Manganese nitrate, for analysis, 50 wt.% solution in H2O
硝酸锰
10377-66-9 406741
危化品
Manganese(II) chloride, 99%, for synthesis
氯化锰(II)
7773-01-5 989592
Titanium(III) chloride, Al reduced, 98+%
三氯化钛,铝还原 (TiCl3·1/3AlCl3)
12003-13-3 22-1180
Titanium(III) fluoride, min. 98%
氟化钛
13470-08-1 93-2224
Iron(III) nitrate nonahydrate, 98%, ACS reagent
硝酸铁(III)九水合物
7782-61-8 487605
Iron(II) chloride, 99.99%, anhydrous
氯化铁(II)
7758-94-3 960107
Ferric chloride, 98%, for synthesis
三氯化铁
7705-08-0 916296
危化品
Magnesium sulfate, 98%, AR
硫酸镁
7487-88-9 948932
Magnesium carbonate hydroxide pentahydrate
碱式碳酸镁五水合物
56378-72-4 195932

三、电解质溶液及电解质溶液添加剂

    镍氢电池电解质主要为氢氧化钾碱性溶液,其浓度影响电池性能。合适浓度利于维持容量、提升充放电效率,过高则有不良影响。电解液添加剂多样,氢氧化锂可提升正极性能与抑制自放电;表面活性剂改善润湿性;缓蚀剂防腐蚀;过充保护添加剂控氧反应保安全;有机溶剂添加剂改善低温性能,且各类添加剂用量均需合理把控以平衡电池多方面表现。

    百灵威可提供多种锂离子电池电解质以及电解质添加剂及其合成原料,相关产品信息如下:

品名 CAS 货号
Potassium hydroxide, 85%
氢氧化钾
1310-58-3 945877
危化品
Sodium hydroxide, 96%, AR flaky
氢氧化钠
1310-73-2 935116
危化品
Lithium hydroxide, 99%, anhydrous
氢氧化锂
1310-65-2 500019
危化品
Sodium carbonate, 99.5%, reagent grade
碳酸钠
497-19-8 180966
1,5,2,4-Dioxadithiane 2,2,4,4-tetraoxide
1,5,2,4-二氧杂二硫杂环戊烷2,2,4,4-四氧化物
99591-74-9 1065476
1-Propene 1,3-Sultone
1-丙烯1,3-磺内酯
21806-61-1 P2260
2-Ethoxy-2,4,4,6,6-pentafluoro-1,3,5,2,4,6-triazatriphosphorine, 99.9%
乙氧基(五氟)环三磷腈
33027-66-6 1862412
Tributylmethylammonium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide, 98%
三正丁基甲铵双(三氟甲磺酰基)亚胺盐
405514-94-5 934564
Tris(trimethylsilyl) phosphate, 99%
三(三甲基硅基)磷
10497-05-9 321480
Tris(trimethylsilyl)borate, 99%
三(三甲基硅氧基)硼酸酯
4325-85-3 403968

四、隔膜材料

    镍氢电池隔膜材料涵盖聚烯烃类、改性聚烯烃类和无纺布类。需具备化学稳定性、良好吸液保液性、足够机械强度、合适厚度、低电阻、强绝缘性、恰当多孔性与透气性及适宜离子交换率。制备方法多样,包括湿法、干法、熔喷法、静电纺丝法等。因聚烯烃类亲水性差,常采用磺化、化学接枝等多种亲水改性方法,在保障力学性能同时增强其亲水性。

    百灵威可以提供合成多种镍氢电池用隔膜材料的试剂,欢迎大家来选购。相关产品信息如下:

品名 CAS 货号
Polyacrylonitrile, average M.W. 150,000
聚丙烯腈
25014-41-9 226749
Poly(ethylene), oxidized
聚乙烯, 氧化型
68441-17-8 422847
Poly(tetrafluoroethylene), particle size: 3 - 5 μm
聚(四氟乙烯)
9002-84-0 962436
Acrylic acid, 98%, reference material
丙烯酸
79-10-7 988055
危化品
Dibutyl phthalate, 99%
邻苯二甲酸二丁酯
84-74-2 179894
Di-n-octyl phthalate, 98%
邻苯二甲酸二辛酯, 98%
117-84-0 041522
(Hydroxypropyl)methyl cellulose
(羟丙基)甲基纤维素
9004-65-3 261470
Sodium carboxymethyl cellulose, 1000 cps
羧甲基纤维素钠
9004-32-4 945395
Poly(vinyl alcohol), 95% hydrolyzed
聚乙烯醇
9002-89-5 911172
Benzoyl peroxide, 98%, reagent grade, wetted with ca. 25% H2O
过氧化苯甲酰
94-36-0 968988
危化品
2,2'-Azoisobutyronitrile, 99%, for synthesis
偶氮二异丁腈
78-67-1 925733
危化品
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