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有害杂质对镍镉电池功能的影响

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在镍镉电池中,铁,锰,铜,铬,硝酸盐,碳酸根离子,氯离子及许多有机化合物对电池性能有害。
1,铁使正极

有害杂质对镍镉电池功能的影响

在镍镉电池中,铁,锰,铜,铬,硝酸盐,碳酸根离子,氯离子及许多有机化合物对电池功能有害。


1,铁使正极的氧过电位显着下降,充电功率下降,充电电流耗费在发作氧气和热量。在正极中含有1%的铁,引起的容量丢失可大30%。因而壳体镀镍层应尽或许没有微孔,导电骨架和接线柱等的镀镍层也要保证质量,不能有基体的腐蚀铁下来。


2,锰和铜的离子在正极上发作氧化,而在负极上发作复原,然后促进了电池的自放电。
  硝酸根离子以及许多有机化合物也有相似的性质,这些杂质离子络绎于正负极之间,使电池容量不断丢失。
NO3-在负极上复原生成NO2-:Cd + NO3- + H2O →Cd(OH)2 + NO2-
而NO2-又分散到正极又被氧化成NO3-:2NiOOH + NO2- + H2O →2Ni(OH)2 + NO3-
别的,NO3-及NO2-还或许发作如下反响:NO3- + 6 H2O + 8e → NH3 + 9 OH-
NH3 + 3/2 O2 + OH- →NO2- + 2H2O
NO2- + 5H2O +6e →NH3 + 7OH-
这样的自放电反响直至正极的电位下降到不能氧化成NO2-,或许负极的电位上升到不能复原NO3-停止。
正极的自放电,活性物质分化放出氧气:6NiOOH→2Ni3O4 + 3H2O +1/2O2
正极上生成的氧气又与镉负极反响:Cd + 1/2O2 + 2H2O →Cd(OH)2
在电池充放电屡次今后,脱落下来的活性物质穿过隔阂,构成“结晶桥”,使正负极连接起来,发作所谓“软短路”,使得容量不断下降。


3,锂的影响
锂的影响比较复杂,在开口式电池里,通常将LiOH加到电解质中,充放电后部分锂离子进入正极中,因为锂离子的半径(0.06nm)比Ni2+半径小,锂离子易进入氢氧化亚镍的晶格缺点方位和晶格空隙中。
①有利影响
改进了电池在较高温度下(40℃)的充电功率。锂的含量越高,效果越显着。
②晦气影响
下降了电池在室温文较低的温度下的放电容量。LiOH的浓度越大,影响越显着;在较高的温度下,锂促进烧结式镍电极进一步氧化及电极的胀大。


4,钴的影响(在正极中的散布由外表向内递减)
①有利影响
正极中添加钴的氢氧化物,充电时因为进步了正极的氧过电位,使低充电率(如0.3I10)和较高的环境温度(如45℃)下的正极充电功率得到改进,然后进步了电池的容量。【CoO参加到正极能够进步氢氧化亚镍的利用率9%,VS。Li(OH)2】。
②晦气影响
下降了放电电压20—70mV;钴含量进步,放电电压下降增大。假如要求电池在高放电率下运用,则烧结式正极中不宜加钴。假如1C放电(最大)且环境温度比较高,则在正极中加钴仍是有利的。添加了钴,可进步电池容量30%。在烧结式正极和盒式正极中,Ni(OH)2:氧化镉:Co(OH)2=90:5:5(分量比),这不仅能够削减充放电过程中正极的胀大,而且可进步正极的比容量15%。


5,镉的影响
关于扣式电池,正极中添加的是氧化镉;关于烧结式电极是用硝酸镉参加正极浸渍液中,约占10%的硝酸镉加到硝酸镍溶液中,经浸渍,碱化,使Cd(OH)2和Ni(OH)2一同均匀地沉积到烧结电极中,这样沉积出来的Cd(OH)2是正极胀大的阻抑剂,而且,在正极中Cd(OH)2的含量越高阻抑正极胀大的效果越显着,正极中添加镉的化合物并无有害影响。


6,ZnO在泡沫镍电极中的效果
①延伸寿数(一般为2%,最大可达4.5%)
②可进步氢氧化亚镍利用率,进步放电渠道(一般为2%,最大可达4.5%)
③跟着ZnO含量添加,镍电极充电电压升高
④能够按捺镍电极在高温时(45℃)胀大,改进了镍电极的充放电功能。

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