Теоретические и прикладные аспекты создания герметичного никель-металлогидридного аккумулятора

• Автор: Савина, Евгения Евгеньевна
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 125 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Никельметаллогидридные аккумуляторы теория и технология

1.1 Основные характеристики никельметаллогидридной электрохимической системы

1.2 Особенности процесса электрохимической абсорбции водорода

на металлогидридном электроде

1.3 Технологии, применяемые в изготовлении

металлогидридного электрода

1.3.1 Основные типы конструкций металлогидридного электрода

1.3.2 Водородаккумулирующие сплавы

1.3.3 Размер частиц и способы измельчения сплава

1.3.4 Связующие материалы, применяемые в изготовлении металлогидридного электрода
1.4 Принципы и способы герметизации никельметаллогидридных аккумуляторов
1.4.1 Совершенствование методик заряда аккумуляторов и батарей
1.4.2 Ведение специальных добавок в активные массы отрицательного и положительного электродов
1.4.3 Введение добавок в электролит
1.4.4 Применение вспомогательных газопоглощающих электродов
1.4.5 Организация газового цикла за счет рабочих электродов. Самодозирующийся аккумулятор
ЗАКЛЮЧЕНИЕ К ГЛАВЕ 1
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1 Методика изготовления металлогидридного электрода
2.1.1 Составные компоненты металлогидридного электрода
2.1.2 Изготовление металлогидридного электрода
2.1.3 Методика изготовления химически активированных
метал логидридных электродов
2.2. Конструкции электрохимических ячеек. Методика электрохимических измерений в ячейках и макетах аккумулятора
2.3. Методики исследования работ для никельметаллогидридных аккумуляторов НМГ6
2.3.1. Формирование аккумуляторов
2.3.2. Методика электрохимических исследований аккумуляторов
2.3.3. Методика циклирования аккумуляторов при пониженных и повышенных температурах
2.3.4 Измерение давления газа в аккумуляторном сосуде
2.4 Методики исследования морфологии, вторичной структуры
элементного состава компонентов активных масс электродов
2.4.1 Определение элементного состава водородсорбирующего сплава
2.4.2 Определение гранулометрического состава порошков
2.4.3 Измерения удельной поверхности материалов
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ А ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕТАЛЛОГИДРИДНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ
3.1 Влияние конструкции токоотводов на электрохимическое
поведение металлогидридных электродов
3.2 Влияние органических связующих на электрохимическое
поведение металлогидридных электродов
3.3 Влияние электропроводных добавок на электрохимическое поведение металлогидридных электродов
3.4 Влияние разрядной плотности тока на электрохимические характеристики металлогидридных электродов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ К ГЛАВЕ 3
ГЛАВА 4. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ПРИРОДЫ И СПОСОБА ВВЕДЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО СВЯЗУЮЩЕГО НА АКТИВНОСТЬ МЕТАЛЛОГИДРИДНОГО ЭЛЕКТРОДА
4.1 Изучение влияния химической активации на электрохимические
и структурные характеристики металлогидридного электрода
4.1.1 Влияние предварительной химической активации водородсорбирующего сплава
4Л .2 Роль электропроводной добавки карбонильного никеля в электрохимических процессах химически активированных металлогидридных электродов
4.2 Влияние гранулометрического спектра компонентов активной массы
на электрохимические характеристики металлогидридного
электрода
ЗАКЛЮЧЕНИЕ К ГЛАВЕ 4
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОСНОВ СОЗДАНИЯ ГЕРМЕТИЧНОГО НИКЕЛЬ МЕТАЛЛОГИДРИДНОГО АККУМУЛЯТОРА НМГ
5 Л Технология изготовления никельметалл огид ридного
аккумулятора НМГ6
5.1.1 Изготовление токопроводящей основы
5.1.2 Изготовление отрицательного и положительного электродов
5.1.3 Сборка аккумуляторов
5.2 Изучение электрохимических характеристик никельметаллогидридных аккумуляторов НМГ6
5.2.1 Общие закономерности электрохимического
поведения аккумуляторов НМГ6
5.2.2 Влияние скорости заряда и разряда на разрядную мкость никельметаллогидридных аккумуляторов
5.2.3 Влияние температуры на разрядную емкость никельметаллогидридных аккумуляторов
5.2.4 Влияние продолжительности циклироворания на работу никельметаллогидридных аккумуляторов
5.3 Влияние химической активации металлогидридного электрода
на электрохимические характеристики НМГ аккумуляторов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ К ГЛАВЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОМ ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ


А.з для отрицательного электрода и сферического гидроксида никеля II производства Коккола содержание 1,2 , Со2,8 , 3,4 для положительного электрода с величиной удельной энергии в Втчкг и 2 Втчл. Разработан способ химического активирования водородсорбируюшего сплава на основе интерметаллидов типа Ьа, заключающийся в предварительном химическом нанесении на поверхность сплава микродисперсного никеля. Показано, что никельметаллогидридные аккумуляторы с отрицательными электродам, активированными химически осажденным никелем, имеют большие перспективы для создания на их основе полностью герметичного иикельмсталлогидридного аккумулятора. Способ предварительной химической активации водородсорбирующего сплава, заключающийся в химическом нанесении на поверхность сплава ультрамикродисперспого никеля. Способ оптимизации вторичной структуры активной массы МГ электрода, реализуемый на основе композиций грубодисперсных фракций водородсорбирующего сплава мкм и тонкодисперсных порошков электропроводных добавок никеля, меди 5 мкм. Намазная технология изготовления металлогидридных электродов на основе гидридообразующих сплавов типа ЬаЭД5. Технология изготовления и сборки никельметаллогидридных аккумуляторов типа НМГ6, электроды которого изготовлены по намазной технологии с использованием активных масс на основе сорбирующего водород сплава МтМз. II производства Коккола 4. Со2,8 , 3,4 для положительного электрода и сепараторами из ФППСА и из асбестовой бумаги марки БАХИТ 1. ГУ с величиной удельной энергии в Втчкг и 2 Втчл. Апробация работы. Саратов, , на VI и VII Международных конференциях Фундаментальные проблемы электрохимической энергетики Саратов, , на XVII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии Москва, , а также на III Всероссийской конференции Актуальные проблемы электрохимической технологии Энгельс, . Публикации. Объем н структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, включая литературный обзор, выводов и списка цитируемой литературы 1 источников. Работа изложена на 4 страницах машинописного текста, иллюстрирована рисунками и содержит 9 таблиц. Автор считает своим приятным долгом выразить благодарность своему научному руководителю д. И.А. Казаринову, а также к. А.Н. Степанову за неоценимую помощь при постановке задачи, выполнении экспериментов и обсуждении ключевых моментов настоящей работы, сотрудникам ЗАО Опытный завод НИИХИТ Н. Я. Голиковой, Т. Н. Талдыкиной, Семыкину за постоянное внимание к работе и помощь при решении целого ряда технологических проблем. В шестидесятых годах прошлого столетия внимание некоторых исследователей привлекла уникальная способность ряда интерметаллических соединений ИМС обратимо поглощать при умеренных давлениях и температурах вполне ощутимые объмы газообразного водорода мас. Это привело в конечном итоге к возникновению и оформлению целого ряда новых областей научных исследований, имеющих как непосредственное, так и косвенное отношение к проблеме водородной энергетики. Первые работы, посвящнные апробации гидридообразующих интерметаллических соединений в качестве обратимых электродов, продемонстрировали принципиальную возможность применения некоторых материалов для длительного хранения катодно внедряемого водорода . Электрохимическая никельметаллогидридная система, по сути, является гибридом положительного полуэлемента герметичного никелькадмиевого аккумулятора с отрицательным полуэлементом, представляющим собой водородный электрод на основе металлического сплава или, чаще, их смеси, способного при обычных условиях запасать большие количества водорода в структуре своей кристаллической матрицы. По суги, эти аккумуляторы модификация никельводородных источников тока низкого давления. Е функционирование основано на миграции атомов водорода от положительного оксидноникелевого электрода к отрицательному металлогидридиому электроду при заряде, и от металлогидридного к оксидноникелевому электроду при разряде. Теоретически какихлибо существенных изменений в составе объма электролита при работе аккумулятора не должно происходить.