鉅大LARGE | 點擊量：1574次 | 2019年04月16日
電池記憶效應(yīng)是一種暫時現(xiàn)象
前言所謂記憶效應(yīng)，是電池以某種固定的放電深度長期反復(fù)充放電循環(huán)，會引起電壓下降和容量減少，好象是電池使用性能的一種“慣性”。例如，電池長期以25%放電深度反復(fù)充放電循環(huán)使用后，當(dāng)電池完全放電時，其電壓比沒有記憶效應(yīng)時降低，容量減少。記憶效應(yīng)是一種暫時現(xiàn)象，可以通過調(diào)節(jié)循環(huán)即通過幾次滿充電后的完全放電循環(huán)消除11.記憶效應(yīng)最早在衛(wèi)星用燒結(jié)極板Cd-Ni電池中被發(fā)現(xiàn)。近年來的研究表明，鎳電極也存在記憶效應(yīng)121，這也是近年來發(fā)現(xiàn)MH-Ni電池亦存在記憶效應(yīng)的原因。目前還未發(fā)現(xiàn)由金屬氫化物電極所引起的記憶效應(yīng)。
電池的失效有多種原因，大體可分為可逆失效與不可逆失效。最重要的一種可逆失效現(xiàn)象就是記憶效應(yīng)，容量衰減的基本原因是淺度放電，長期過充電也使電池發(fā)生類似的可逆失效，若在高溫下工作會加速這種容量損耗。這種失效通過幾次深度恢復(fù)循環(huán)可恢復(fù)其額定電壓和期望的容量。不可逆失效起因主要有二：短路和電解液損耗。密封電池在18~30°C間壽命和特性最佳。溫度較高會使隔膜損壞并增加短路的可能性，因而減少壽命，較高溫度下還會使水分通過密封圈迅速蒸發(fā)。這種原因引起的容量和電壓損耗不可恢復(fù)1131.1記憶效應(yīng)的表現(xiàn)電池存在記憶效應(yīng)，主要有以下幾方面的表現(xiàn)：MH-Ni電池記憶效應(yīng)的容量損失與放電深度有很大關(guān)系，如果終止電壓控制在1.20V，則記憶效應(yīng)的容量損失十分明顯；若終止電壓控制在1.10V~電池工業(yè)2.1Cd電極引起的原因Cd-Ni、MH-Ni電池仍有較大的剩余容量無法釋放，認(rèn)為這是由于Cd電極和Ni電極的變化引起的。
Cd電極容量下降的另一個原因是由Barnard等人發(fā)現(xiàn)的，是由于在過充電過程中形成了Cd5Ni2i合金。過充電也容易使晶體增大，不僅降低了電極比表面積，而且易形成枝晶，刺穿隔膜，造成電池短路。另外，在充放電循環(huán)中，Cd（OH）的細(xì)粒覆蓋于金屬Cd的表面，因而阻止了來自電解液中OH+的供給，使非放電態(tài)金屬鎘逐漸積聚，導(dǎo)致電極另外，若Cd電極發(fā)生鈍化，即使電位適當(dāng)，金屬Cd也不再繼續(xù)被氧化，將使其容量發(fā)生損失。另一方面，由于充放電循環(huán)的進行，Cd電極表面發(fā)生收縮，即通常所說的電極板結(jié)，減少了電極的真實表面積，相對地造成放電電流密度增大，導(dǎo)致極化增加。
2.2Ni電極引起的原因經(jīng)常觀察到鎳電極在比初始放電平臺低約0.3V的電壓水平上釋放出剩余的容量。這種現(xiàn)象也是由兩方面的原因引起的。一是由于Ni電極的膨脹；二是由于放電過程中生成的NKOH）的不導(dǎo)電性。
我們知道，NKOH）與NiOOH分別有兩種形態(tài)，a、（3和（3、Y型，它們的密度有很大差別，由的Bode圖我們可以看出它們的密度及其之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
4種類型的活性物質(zhì)在電極中均可存在，但其活性、穩(wěn)定性、密度有所不同，正常的充放電過程應(yīng)為P型與卩型之間的轉(zhuǎn)變。當(dāng)正極活性物質(zhì)形成相當(dāng)數(shù)量的7-NiOOH時，電池初期容量可增加15%雖然Y型活性比較好，但由于7-NiOOH比重小，所以當(dāng)它氧化形成時，在同樣重量下，所占體積要增大，致使電極發(fā)生膨脹。電極的放電特性大部分由集流體和活性物質(zhì)之間界面處的內(nèi)表面區(qū)域的結(jié)構(gòu)和組成控制，此界面處的活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)影響電極性能。添加Co降低了質(zhì)子擴散阻抗和充電遷移阻抗，使在絕緣層形成之前，Ni的氧化態(tài)達(dá)到較低的狀態(tài)，這也是Co作為添加劑提高Ni電極性能的一個原因。Co還可以起到摻雜作用，改善Ni（OH）的導(dǎo)電性，使其具有半導(dǎo)體的性質(zhì)。但是，添加Co使電極電壓降低了約75mv.Co和Cd同時加入可以達(dá)到電極容量高且電壓穩(wěn)定的目的。我們希望P-Ni（OH）直接氧化成P-NiOOH，而不經(jīng)過YNiOOH的過程，這樣可以降低極板的膨脹程度，添加Cd可以起到這方面的作用。Ni、C、Cd的最佳摩爾比為90：5：5.但Cd作為Ni電極的添加劑會引起電極容量的衰減，尤其是在NiMH電池中，它還會使MH電極發(fā)生“中毒”，導(dǎo)致MH電極容量大大降低。Zn可以增進電極反應(yīng)的可逆性，阻滯Y相的生成，抑制電極膨脹，強化析氧極化因此可以替代Cd1231，Zn的最佳添加量為5.4%為過充電情況下Ca2+、C2+、Cd2+等添加劑對電極厚度變化的影響。
無論哪種鋇鹽的加入對Ni（OH）都有活化作甩同時提高了充電效率和放電深度，抑制電極膨脹，特別是對循環(huán)壽命后期的容量提高有明顯好處。加入HgO或HgCl2都能提高鎳的利用率和延長電極壽命。各種添加劑的添加方法有幾種，可以采用化學(xué)或電化學(xué)浸漬、在電極表面包覆一層氧化物或氫氧化物、在Ni（OH）粉末中摻入或加入電解液中（適用與Li、Ba等）其中，以添加劑（Co、Cd、Zn等）與Ni（H）共同沉淀，摻雜在其結(jié)晶體內(nèi)，作用更為明顯。在制作正極板時，添加一定量的導(dǎo)電物質(zhì)如石墨、鎳粉等，可使鎳電極的導(dǎo)電性大大改善，提高電池的放電性能。
優(yōu)化Ni電極的填充量?；钚晕镔|(zhì)并不是填充得越多越好，活性物質(zhì)填充量大，極板中剩余孔率減少，電液量受限制，電極的膨脹增大，極板厚度增加，不僅影響低溫性能，更影響電極的利用率，實際容量反而減少。因此必須對極板填充量進行優(yōu)化。
通過調(diào)節(jié)循環(huán)消除電池記憶效應(yīng)電池存在記憶效應(yīng)，其排除方法通?？煞謨煞N簡單附加步驟來完成：第一步是以正常充電方式使電池達(dá)到完全充電狀態(tài)，通常用過充方法來完成。電池全充電后放電至終止電壓，再轉(zhuǎn)以小電流放電至完全放電狀態(tài)。第二步是將第一步進行完全放電后的電池，以0.IC5A恒充20h以上，必須保證電池中正、負(fù)極都達(dá)到完全充電要求，然后按常規(guī)放電至完全放電狀態(tài)。通過幾次充放循環(huán)，記憶效應(yīng)可以消除，電池性能得到恢復(fù)11.另有報道說，對已經(jīng)存在記憶效應(yīng)的電池，將其以較小倍率（0.2C5A左右）放電至終止電壓0.6V，再進行正常的充放電循環(huán)，電池性能會恢復(fù)得快一些。
實驗也證實了這一點。
4結(jié)束語總之，電池的記憶效應(yīng)與多方面的因素有關(guān)，主要是由于循環(huán)制度的不規(guī)范（淺充淺放）使極板及活性物質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而引起的。我們在電池的使用過程中應(yīng)避免濫充濫放或長期淺充淺放的循環(huán)制度，或在電池結(jié)束工作狀態(tài)后，在再次充電之前，以小電流放電至較低的終止電壓（1.0V），再進行充電。許多手機電源充電器都有此項功能，因此在很大程度上避免了剩余容量的積累。
上一篇：鋰離子二次電池的正極材料
