新能源材料(2)-文庫吧
2025-02-05 13:37 本頁面
【正文】 凡能源工業(yè)及能源利用技術(shù)所需的材料都可稱為能源材料。 新能源材料－如增殖堆用核材料、太陽能電池材料 節(jié)能材料－如非晶態(tài)金屬磁性，超導材料。 儲能材料－如貯氫（吸氫）材料， 高比能電池材料 新型二次電池材料 一次電池： 充、放電過程不可逆。 二次電池： 充、放電過程是可逆的； 放電時通過化學反應(yīng)可以產(chǎn)生電能； 充電時通過反向電流將 電能以化學能形式重新儲存起來。 新型的二次電池： 鉛酸電池 和 鎘鎳電池 是早已廣泛應(yīng)用的二次電池，但是 比能量都很低 ； 另外，鉛和鎘都是有毒金屬，對環(huán)境的 污染問題嚴重 。 新型的二次電池性能優(yōu)良，可循環(huán)使用，對環(huán)境的污染較小，避免了上述弊病。 表 5 Ni/Cd、 Ni/MH、 LIB電池的主要性能對比 新型二次電池發(fā)展的 推動力 ： 天然能源 （石油、煤） 在不斷消耗。 環(huán)境保護的呼聲愈來愈高。 （無毒、無污染） 信息技術(shù)的發(fā)展要求電池小型化、輕型化、長的服務(wù)時間和工作壽命。 航天領(lǐng)域（如衛(wèi)星用電）和現(xiàn)代化武器（軍事通信設(shè)備）對輕質(zhì)高能二次電池的需求迫切。 新型二次電池的研究重點： 1）儲氫材料及金屬氫化物鎳電池； 2) 鋰離子嵌入材料及液態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池； 3) 聚合物電解質(zhì)鋰離子電池。 Ni／ MH二次電池 產(chǎn)生： 20世紀 60年代末，發(fā)現(xiàn)儲氫合金。 1974年開始儲氫合金作為二次電池的負極材料的研究。 1984年解決了合金沖放電過程中容量迅速衰減的問題。 1987年試生產(chǎn)。 1）工作原理 可以看出 ： 利用氫的吸收和釋放的電化學可逆反應(yīng)； 正電極 采用氧化鎳物質(zhì)， 負電極 采用吸收氫的合金； 電解質(zhì)由水溶液組成，其主要成分為氫氧化鉀。KOH電解質(zhì)不僅起離子遷移電荷作用，而且參與了電極反應(yīng)。 2） 電極材料 ? 正極材料 — 球形 Ni(OH)2 正極材料 Ni(OH)2是涂覆式 Ni／ MH電池正極使用的活性物質(zhì)。 電極充電時 Ni(OH)2轉(zhuǎn)變成 NiOOH， Ni2+被氧化成 Ni3+ 放電時 NiOOH逆變成 Ni(OH)2， Ni3+還原成 Ni2+ 。 ? 負極材料－儲氫合金 (MH) 用于 Ni／ MH電池負極材料的儲氫合金應(yīng)滿足下述 條件 ： (a) 電化學儲氫容量高； (b) 在熱堿電解質(zhì)溶液中合金組分的化學性質(zhì)相對穩(wěn)定； (c)
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