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鎳氫電池負極表面處理之研究
Thesis

鎳氫電池負極表面處理之研究

吳紘榮
Masters, 國立清華大學, 化學工程學系
1998

Abstract

鎳氫化物電池 電池 表面處理 熱鹼處理 無電鍍鎳 儲氫合金 Metal hydride battery battery surface modification akaline electroless nickel plating hydrogen storage alloy
本論文主要是討論表面處理對鎳氫電池負極合金粉末處理後的性能影響。合金材料是選擇以LmB4.3(Al0.3Mn0.4)1/2為對象。在實驗中,我們將合金粉末以熱鹼處理後,再使用無電鍍方法,將合金粉末表面鍍上鎳層。使用掃描式電子顯微鏡(SEM)及X光粉末繞射儀(XRD)分析鍍層物質形態,並將其組裝成電池進行充放電循環測試,最後觀察電容量變化。我們並以陽極極化曲線掃描(LSV)的方式分析電極表面動力學,另外也使用交流阻抗分析法(AC-impedance spectroscopy)分析電極表面阻抗。實驗的結果顯示,未處理前的合金粉末需要4-5次充放電循環才能達到最高電容量,而經過100℃熱鹼處理的合金粉末在第一個充放電循環就達到最高電容量,且交換電流由134.6mA/g提升到189.1mA/g。而在純合金鍍鎳方面,經過鍍鎳處理以後,其交換電流由原先的134.6mA/g提升到206.3mA/g,高速放電能力從純合金的30%電容量提升到80%。經100次的充放電循環後,純合金電容量由250mAh/g降為180mAh/g,而鍍鎳處理後電容量由268mAh/g降到260mAh/g,循環壽命明顯得到改善。經過熱鹼處理後再進行鍍鎳處理的合金粉末不但具有熱鹼處理後的活化效果,同時又經過鍍鎳處理以後,極限電流由未處理前的1208.4 mA/g提升到2028.5 mA/g,交換電流由134.6 mA/g提升到289.4 mA/g,600mA/g大電流放電性能,由30%電容量提升到90%,經100次的充放電循環後,電容量由280mAh/g降到260mAh/g,循環壽命相當理想,且合金之間的接觸阻抗及吸放氫的電荷傳遞阻抗明顯降低,無疑的經熱鹼處理後再進行鍍鎳處理的合金粉末兼具兩者的優點。

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