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三洋研发成功提高镍氢电池容量的新技术

EDN China?? 2004年03月05日 ?? 收藏0
三洋电机已研发出新的镍氢电池负极材料,并将于2004年4月开始应用于手机。新开发出来的负极材料容量可达400mAh/g,比该公司原有的材料提高了25%左右。如果把这种负极材料应用于镍氢电池,电池的能源容量将增加10%左右(由于正极材料和电解液与原来相同,在实际制作电池时容量增加的比率将低于25%)。现在,这种电池(单3型)的容量约为2300mAh,运用了新材料的电池则可达到2500mAh以上。
  新的负极材料的特征就是采用了称为AB2结构的氢吸附合金(A为稀土类元素,B为镍等过渡金属)。现在的镍和钴氢电池的负极均采用AB5结构的材料,这种材料理论上的最大容量为370mAh/g,目前正在接近这个极限,而AB2材料理论上的最大容量为800mAh/g左右,所以,它被认为是镍氢电池的“高容量化的王牌”,但至今还没有进入实用阶段。据该公司介绍,这是因为“存在着很难实现充放电功能等问题”。
  为此,该公司采用“超晶格合金”结构解决了此问题。所谓超晶格合金,就是将原有的负极材料AB5与AB2材料层积起来。假设AB5材料为X,AB2材料为Y,按照“YXXYXXY XX…”的顺序层积起来就成为这种合金。采用了这种结构,就可以确保达到500次的循环充放电次数。
  除了容量增大以外,该产品还具有其它优点。第一,它在低温环境下的放电特性得到了改善。普通的镍氢电池在-20℃环境下的放电特性只有室温环境下的30%左右。使用了新的负极材料后,就可提升到室温环境下的60%左右。第二个优点就是可以降低成本。新的负极材料在反复充放电时很少发生材料碎裂成粉末的现象(微粉化现象)。而在以往的材料中,为了防止这一现象添加了钴(Co)。 但在新的负极材料中几乎不需要使用这种贵金属Co。
  今后,该公司将致力于AB2材料含有量更大的负极材料的研发。据该公司介绍:“单纯使用AB2材料的负极材料恐怕很难进入实用。我们将把增加AB2材料的含有量,使之能够达到400mAh/g的负极容量作为今后研发的目标”。
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镍氢? 电池? 容量?

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