新材料概论课程论文
新材料议论文作文

新材料议论文作文首先、其次、然后、最后、总之、总而言之篇一:新材料议论文伴随着科技的进步,新材料作为应用于各个领域中的重要物质,逐渐走进人们的生活。
关于新材料,人们的认知和了解还需要更深入地探讨。
本文旨在探讨新材料在今后的应用中所面临的挑战和机遇,以及我们应该如何对待新材料。
众所周知,新材料的应用范围非常广泛,可以应用于汽车、航空、电子等多个领域。
同时,新材料的优越性能也是其被广泛使用的原因之一。
比如,新材料的轻量化、高强度、高韧性、高温耐热等特性,不仅能够提高产品的质量和使用寿命,更能够降低能源的消耗和生产成本。
然而,新材料的应用也面临着许多挑战。
首先,新材料的制造需要专业的生产设备和技术,因此成本较高,对生产厂家的要求也更高。
其次,新材料在应用中仍存在着许多技术难题,如新材料的耐久性、可靠性等问题。
最后,新材料的推广和应用,涉及到政策、法律等方面的问题,这也需要各方面共同的支持和努力。
然而,新材料的发展也给我们带来了许多机遇。
首先,推广新材料的应用,有助于促进传统工业的转型升级,提高产品质量和技术水平。
其次,新材料的应用也有助于推动环保事业的发展,减少能源的消耗和环境污染。
最后,新材料的发展也带动了相关领域的技术研究和创新,为人类的科技进步做出了贡献。
面对新材料的挑战和机遇,我们应该如何对待新材料呢?首先,我们需要加强对新材料的科普宣传,提高公众对新材料的认知和了解。
其次,我们需要鼓励和支持新材料的研究和应用,加快新材料的推广和应用。
最后,我们需要加强对新材料的监管和规范,保证新材料的安全、可靠和环保。
总的来说,新材料在今后的应用中所面临的挑战和机遇是双重的,我们应该在加强科普宣传、鼓励研究应用、加强监管规范等方面做出努力,为新材料的发展和推广做出贡献。
新材料作文范文

新材料作文范文随着科技的不断发展,新材料的研究和应用已经成为了当今世界的热点话题。
新材料的出现不仅可以改变人们的生活方式,还能够推动产业的发展,对于社会的进步起到了至关重要的作用。
未来的新材料将会给我们的生活带来哪些改变呢?让我们一起来探讨一下。
首先,未来的新材料将会在环保方面发挥重要作用。
随着全球环境问题的日益严重,人们对于环保的重视程度也在不断提高。
新材料的出现将会为环保事业提供更多的可能性。
比如,生物可降解材料可以替代传统的塑料制品,降低对环境的污染。
此外,一些新型的能源材料也将会改变我们对能源的使用方式,推动可再生能源的发展,减少对于化石能源的依赖,从而减少温室气体的排放。
其次,未来的新材料将会为医疗健康领域带来革命性的变革。
随着人口老龄化的加剧,医疗健康问题也成为了社会关注的焦点。
新材料的应用将会为医疗器械的制造提供更多的可能性,比如,生物材料的应用可以促进人体组织的再生,为医学领域带来更多的治疗方案。
同时,一些智能材料的出现也将会改变我们对于医疗设备的使用方式,提高医疗设备的智能化水平,为医生的诊断和治疗提供更多的支持。
最后,未来的新材料也将会在信息技术领域发挥重要作用。
信息技术的发展已经成为了人类社会发展的推动力之一,而新材料的出现将会为信息技术的发展提供更多的可能性。
比如,新型的半导体材料可以提高电子设备的性能,为人们的生活带来更多的便利。
同时,一些柔性材料的出现也将会改变我们对于电子设备的使用方式,比如,柔性屏幕的出现将会为手机等电子设备带来更多的可能性。
综上所述,未来的新材料将会在环保、医疗健康和信息技术等领域发挥重要作用,为社会的发展带来更多的可能性。
我们期待未来的新材料能够为人类社会带来更多的改变,让我们的生活变得更加美好。
材料概论论文

材料概论论文材料是人类社会发展的重要基础,它的应用范围非常广泛,涉及到工业、建筑、交通、医疗等各个领域。
本文将从材料的定义、分类、性能及应用等方面进行概述,以期对材料有一个全面的了解。
首先,材料是指人类利用各种天然资源或人工合成的物质,通过加工、改造、组合等方式,使其具有一定性能和用途的产品。
材料可以分为金属材料、非金属材料和复合材料三大类。
其中,金属材料具有良好的导电导热性能和机械性能,可用于制造机械设备、建筑结构等;非金属材料包括塑料、橡胶、陶瓷等,具有轻质、绝缘、耐腐蚀等特点,广泛应用于日常生活和工业生产;复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成,具有综合性能优异的特点,被广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。
其次,材料的性能是指材料在特定条件下所表现出的特性。
材料的性能包括力学性能、物理性能、化学性能、热性能等多个方面。
力学性能包括强度、硬度、韧性等,是衡量材料抗力和变形能力的重要指标;物理性能包括密度、导热导电性等,直接影响材料的使用效果;化学性能包括耐腐蚀性、稳定性等,决定了材料在特定环境下的稳定性;热性能包括热膨胀系数、导热系数等,是材料在高温或低温环境下的表现。
最后,材料的应用是指材料在工程实践中的具体运用。
不同的材料具有不同的特性,因此在不同的领域有着各自的应用。
例如,金属材料广泛应用于汽车制造、航空航天等领域;非金属材料则被用于塑料制品、建筑材料等方面;复合材料则在高科技领域有着广泛的应用,如航空航天领域的飞机结构、汽车制造领域的碳纤维零部件等。
综上所述,材料作为人类社会发展的基础,其定义、分类、性能及应用等方面都具有重要意义。
希望通过本文的概述,能够使读者对材料有一个全面的了解,为今后的学习和工作提供帮助。
材料科学概论论文

论钛合金特性在体育器材中的应用钛(Ti)在地壳中的丰度为0.56%(质量分数,下同),在所有按元素中居第9位,而在可作为结构材料的金属中居第4位,仅次于Al、Fe、Mg,其储量比常见金属Cu,Pb,Zn储量的总和还多。
钛合金的密度小,比强度、比刚度高,抗腐蚀性能、高温力学性能、抗疲劳和蠕变性能都很好,具有优良的综合性能,因此在体育器材中应用也极为广泛。
首先,钛合金具有以下明显的特性:第一,强度高。
钛合金具有很高的强度,其抗拉强度为686—1176MPa,而密度仅为钢的60%左右,所以比强度很高。
第二,硬度较高。
钛合金(退火态)的硬度HRC为32—38。
第三,弹性模量低。
钛合金(退火态)的弹性模量为1.078×10-1.176×10MPa,约为钢和不锈钢的一半。
第四,高温和低温性能优良。
在高温下,钛合金仍能保持良好的机械性能,其耐热性远高于铝合金,且工作温度范围较宽,目前新型耐热钛合金的工作温度可达550—600℃;在低温下,钛合金的强度反而比在常温时增加,且具有良好的韧性,低温钛合金在-253℃时还能保持良好的韧性。
第五,钛的抗腐蚀性强。
钛在550℃以下的空气中,表面会迅速形成薄而致密的氧化钛膜,故在大气、海水、硝酸和硫酸等氧化性介质及强碱中,其耐蚀性优于大多数不锈钢。
作为体育器材,一般都必须要具备高硬度和耐磨性,这样在运动中才不至于出现受伤等意外事故,并且可以长期使用。
尤其对于室外器材,经常日晒雨淋,所以钛合金的抗腐蚀性正好可以避免这些。
其次,钛合金具有以下良好的加工性能:一、切削加工性能钛合金强度高、硬度大,所以要求加工设备功率大,模具、刀具应有较高的强度和硬度。
切削加工时,切屑与前刀面接触面积小,刀尖应力大。
与45钢相比,钛合金的切削力虽然只有其2/3—3/4,可是切屑与前刀面的接触面积却更小(只有45钢的1/2—2/3),所以刀具切削刃承受的应力反而更大,刀尖或切削刃容易磨损;钛合金摩擦因数大,而热导率低(分别仅为铁和铝的1/4和1/16);刀具与切屑的接触长度短,切削热积聚于切削刃附近的小面积内而不易散发,这些因素使得钛合金的切削温度很高,造成刀具磨损加快并影响加工质量。
新型材料论文5000字

新型材料论文5000字相变储能建筑材料是相变材料与建材基体复合制备的一种新型储能建筑材料.本文分析了相变材料的筛选和改进方法及其封装技术的研究现状,介绍了相变材料与建材基体复合工艺,系统阐述了相变储能建筑材料的作用机理和应用现状,并指出了相变储能建筑材料在实际应用中存在的一些问题,最后展望了相变储能建筑材料的发展前景.社会的不断发展加速了能源的消耗,也加剧了生态环境的污染,开发利用可再生能源能够有效节约能源、保护环境,如今已逐渐引起社会大众的普遍关注。
相变材料的特性除了能够制造出多种提高能源利用率的设施,还能够对周围环境的温度进行有效调控,并且能够重复利用。
相变材料具有储能密度大、稳定性好、经济实惠等优势,因此,相变储能材料在环境材料和建筑节能等领域都扮演者至关重要的角色。
1 相变储能材料的分类1.1 无机相变材料。
无机相变材料种类多种多样,主要包括结晶水和盐、熔融盐、金属及合金类等,其中使用频率较高的是结晶水和盐类,它们属于中低温相变材料。
无机相变材料具有溶解热大、导热系数高、相变体积小、经济实惠等优势。
然而,它也存在一定的不足之处,无机相变材料过冷度大、容易产生相分离和老化变质等不良现象,在一定程度上阻碍了无机相变材料的有效应用。
为了解决这一现象,我们借助加入成核剂和增稠剂来有效解决过冷和相分离的问题。
1.2 有机储能材料。
常见的有机相变材料主要包括高级脂肪烃类、脂肪酸或其酯或盐类、醇类等等,另外高分子类有聚烯烃类、聚烯酸类等等。
就目前情况而言,运用最广的有机储能材料是石蜡。
有机储能材料具有固体成型好、腐蚀性小、性能稳定、不易发生相分离及过冷现象等优势,但仍然受到导热系数小、密度小、易挥发、易燃以及相变时提及变化大等因素的制约。
为了解决这一问题,我们可以通过加入铝粉、铜粉等导热系数高的金属粉末来弥补导热系数小的缺点。
2 相变储能材料的选择依据目前我国已知的具有相变储能特征的材料种类繁多、数量庞大。
材料工程概论论文

材料工程概论论文引言材料工程是一门研究材料的结构、性质和应用的学科。
随着科技的不断发展,材料工程在现代工业中扮演着重要角色。
本论文旨在介绍材料工程的概况以及其在各个领域中的应用。
材料工程的定义和分类材料工程是研究材料的性质、结构、组成以及与其他物质之间的相互作用的学科。
根据材料的构成和性质,材料工程可以分为金属材料工程、非金属材料工程和复合材料工程等多个专业领域。
材料工程的重要性材料工程在现代工业中具有重要的意义。
不同材料具有不同的性质和特点,在工程设计和制造过程中,选择合适的材料能够提高产品的性能和质量。
材料工程师通过研究材料的性质和结构,可以为工程师提供合适的材料选择和设计建议。
材料工程的应用领域材料工程的应用广泛涉及各个领域。
在航空航天领域,材料工程师可以研究开发轻量化材料,以提高飞机的燃油效率和载荷能力。
在电子领域,材料工程师可以研究开发半导体材料,用于制造高性能电子器件。
在医疗领域,材料工程师可以研究开发生物材料,用于制造人工器官和医疗设备。
材料工程的发展趋势随着科技的不断进步,材料工程领域也在不断发展。
未来,材料工程将面临更高的要求和挑战。
人们对材料的要求越来越高,需要开发更具创新性和多功能性的材料。
同时,可持续性和环保性也成为材料工程的重要考量因素。
结论材料工程是一门重要的学科,在现代工业中发挥着重要作用。
通过研究材料的性质和结构,材料工程师能够提供合适的材料选择和设计建议,促进工程和技术的发展。
未来的材料工程领域将面临更高的要求和挑战,但也会带来更多的创新机会和发展空间。
新材料议论文

新材料议论文新材料议论文3篇在学习、工作生活中,大家都有写论文的经历,对论文很是熟悉吧,论文一般由题名、作者、摘要、关键词、正文、参考文献和附录等部分组成。
还是对论文一筹莫展吗?下面是小编为大家收集的新材料议论文,仅供参考,大家一起来看看吧。
新材料议论文1倚楼听雨,吟唱一曲《墨色风情》;挥毫泼墨,书写一笺古卷古风。
在古色古香的中华文化里寻寻觅觅,找寻民族文明的影子。
——题记在历史的发展过程中,你们渐渐地把我淡忘,转而恋上了其他民族的文化。
或许,你们忘了,我才是中华民族的灵魂,我才是你们民族文化的主角。
故宫里的“星巴克”一事件,对我打击甚大。
当星巴克出现的那一刻,我恍恍惚惚觉得,我正被迫走出民族文化的主体地位;当它成功地在代表着中华传统文化的故宫里驻足了六年,这六年来,倍受四方的欢迎与热宠,我深深地感知,我渐渐地在被国人所遗忘,甚至是遗弃……我并非嫉妒,只是,无数事实告诉我,在我生活了两千多年的国度里,我正在被迫从主角的身份转向配角,一种莫名的忧患意识与危机感涌上我的心头。
外国通过电影、电视、互联网、书籍、广告等,对中华文化进行渗透。
拿美国来举例,美国控制了世界75%的电视节目和60%以上广播节目的生产和制作,中国正成为好莱坞影片的最佳出口基地。
随着网络的迅速发展,近几年美剧、韩剧和日本动漫风靡全国……眺望整个中国,大街小巷,何处不是充斥着外来文明的气息,在万般欣赏他国文化之时,又有多少人,曾热切般地回眸观望自己的中华古文明?有人说,春节的年味其实并无变淡,只是其味道不一样了。
殊不知,时代在发展,社会在进步,春节的各种传统习俗却在悄悄地被遗弃,如同历史般,被沉淀在岁月的转角处,成为一份只可回味的追忆。
拈一段孩提旧时忆:昔日春节,儿童追逐嬉戏,欢呼燃放鞭炮;大人把盏推杯,畅然闲话桑麻;家家户户喜贴春联,敲锣打鼓,张灯结彩,辞旧迎新。
空气中洋溢着喜庆与祥和的气息……奈何如今寻寻觅觅,却是冷冷清清。
但问,年味温馨何处去了?歌德曰:文学的衰落表明一个民族的衰落,一个遗忘文化的民族就如失去了源头的溪流。
新材料概论课程论文

新材料概论课程论文摘要新材料是指新近发展的或正在研发的、性能超群的一些材料,具有比传统材料更为优异的性能。
新材料技术则是按照人的意志,通过物理研究、材料设计、材料加工、试验评价等一系列研究过程,创造出能满足各种需要的新型材料的技术。
一、概论新材料(或称先进材料)是指那些新近发展或正在发展之中的具有比传统材料的性能更为优异的一类材料。
新材料技术是按照人的意志,通过物理研究、材料设计、材料加工、试验评价等一系列研究过程,创造出能满足各种需要的新型材料的技术。
新材料按材料的属性划分,有金属材料、无机非多属材料(如陶瓷、砷化镓半导体等)、有机高分子材料、先进复合材料四大类。
按材料的使用性能性能分,有结构材料和功能材料。
结构材料主要是利用材料的力学和理化性能,以满足高强度、高刚度、高硬度、耐高温、耐磨、耐蚀、抗辐照等性能要求;功能材料主要是利用材料具有的电、磁、声、光热等效应,以实现某种功能,如半导体材料、磁性材料、光敏材料、热敏材料、隐身材料和制造原子弹、氢弹的核材料等。
新材料在国防建设上作用重大。
例如,超纯硅、砷化镓研制成功,导致大规模和超大规模集成电路的诞生,使计算机运算速度从每秒几十万次提高到现在的每秒百亿次以上;航空发动机材料的工作温度每提高100℃,推力可增大24%;隐身材料能吸收电磁波或降低武器装备的红外辐射,使敌方探测系统难以发现,等等。
新材料技术被称为“发明之母”和“产业粮食”。
二、新材料的应用新材料作为高新技术的基础和先导,应用范围极其广泛,它同信息技术、生物技术一起成为二十一世纪最重要和最具发展潜力的领域。
同传统材料一样,新材料可以从结构组成、功能和应用领域等多种不同角度对其进行分类,不同的分类之间相互交叉和嵌套,目前,一般按应用领域和当今的研究热点把新材料分为以下的主要领域:电子信息材料、新能源材料、纳米材料、先进复合材料、先进陶瓷材料、生态环境材料、新型功能材料(含高温超导材料、磁性材料、金刚石薄膜、功能高分子材料等)、生物医用材料、高性能结构材料、智能材料、新型建筑及化工新材料等三、新材料技术发展的方向新材料技术的发展不仅促进了信息技术和生物技术的革命,而且对制造业、物资供应以及个人生活方式产生重大的影响。
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《新材料概论》课程论文题目:氢氧化镍电极材料制备及研究进展学院:化学与生物工程学院班级:研究生14级学号:102014375姓名:许******任课教师:********2014年11月18日氢氧化镍电极材料制备及研究进展姓名:****** 任课老师:*****(化学与生物工程学院,化学工程与技术102014375)摘要氢氧化镍[Ni(OH)2]是近年来研究较多的镍氢电池中正极的活性材料。
Ni(OH)2的生产已有数十年历史,在制备工艺方面日本、美国和加拿大的技术比较领先,制备出的Ni(OH)2性能优良。
目前国内外制备Ni(OH)2的方法有很多种。
本论文主要综述了镍电极的种类,以及氢氧化镍的制备方法,包括化学沉淀法,粉末金属法,电解合成法。
关键词:Ni(OH)2、活性材料、镍电极,制备方法目录摘要 (Ⅰ)1 前言 (1)1.1 电池简介 (1)1.2 镍氢电池的发展概况 (1)1.2.1 Ni/MH电池的基本原理 (1)1.2.2 Ni/MH电池的优点及其发展简史 (2)2 镍电极概述 (3)2.1 碱性电池中镍电极的种类 (3)2.1.1袋式或有极板盒式镍电极 (3)2.1.2 粘结式镍电极 (4)2.1.3 烧结式镍电极 (4)2.1.4 泡沫式镍电极 (5)2.1.5 纤维式镍电极 (5)3 氢氧化镍的晶体结构及性质 (6)4 氢氧化镍的制备方法 (7)4.1 化学沉淀法 (7)4.1.1 缓冲溶液法 (7)4.1.2 络合沉淀法 (7)4.1.2 直接生成法 (7)4.1.3 均相沉淀法 (8)4.1.4 离子交换树脂法 (8)4.1.5 Chimie douee技术 (8)4.2粉末金属法 (8)4.2.1高压水解法 (8)4.2.2硝酸氧化法 (9)4.3 电解合成法 (9)4.3.1电化学浸渍法 (9)4.3.2 盐电解法 (9)参考文献 (10)1 前言1.1 电池简介能源在人类社会中占据了十分重要的地位,在社会发展进程中,不断重复着能源危机与新能源的发现这一过程。
化学电源是将化学能转化为电能的装置,是所有能源转化中效率最高的。
近年来,移动电子设备和电动汽车的不断发展对化学电源的性能提出了愈来愈高的要求,包括体积的小型化、更高的能量密度、更长的循环寿命、对环境更加友好等。
化学电源按工作性质及贮存方式分为:(1)一次电池;(2)几次电池;(3)贮各电池;(4)燃料电池。
从1800年意大利科学家伏打(V olta)教授发明伏打电池至今,化学电源已经有200多年的历史了。
1859年法国的科学家普兰特(Plante)发明的铅酸电池,这是第一个有实用价值的二次电池[l]。
二次电池最主要的儿种类型是铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池。
铅酸蓄电池的生产已有一百多年的历史,其特点在于电池电动势较高,结构简单,使用温度范围大,容量大,原料来源丰富,价格低廉等优点,但同时也存在比较笨重,防震性差,自放电较强,有氢气放出等缺陷。
镍镉蓄电池具有许多较铅酸蓄电池优越之处,镍镉蓄电池的寿命长,自放电小,低温性能好,而且耐过充过放能力强,特别是维护简单,但是它有记忆效应,且价格昂贵,同时镉还污染环境。
与传统的Ni/Cd电池、Pb/PbO电池相比,Ni/MH电池具有以下显著的优点:(l)Ni/MH电池的比容量密度为同类Ni/Cd电池的1.5~2倍;(2)贮氢电极在充放电过程中仅涉及氢原子的进入和脱出,活性物质本身的组成和结构不发生变化,避免了金属镉在充放电过程中不断的溶解和析出,形成枝晶而引起电极变形问题,因而Ni/MH电池具有更长的循环寿命;(3)不含Cd(Ni/Cd)、Hg(Zn/MnO2)、Pb(Pb/PbO2)等有害元素,是一种清洁无污染的绿色电池。
与采用有机电解质的锂离子二次电池相比Ni/MH电池的能量密度虽较低,但它具有高的性能价格比、高的体积功率密度和良好的低温性能和循环寿命,同时由于锂离子电池耐过充过放的能力差、制造成本高和安全性方面的问题是其应用受到了一定的限制,因而Ni/MH电池具有较强的市场竞争力,得到了广泛的研究和开发。
1.2 镍氢电池的发展概况1.2.1 Ni/MH电池的基本原理Ni/MH电池的正极活性物质为Ni(OH)2,负极活性物质为贮氢合金,电解质为6mol·dm-3的KOH水溶液,充放电时正负极和电池的电化学反应分别为:正常充放电时:正极:Ni(OH)2+OH-⇔NiOOH+H2O+e-(2.1)负极:M+xH2O+xe-⇔MH x+xOH- (2.2)总反应:xNi(OH)2+M⇔MH x+xNiOOH (2.3)电池在充电特别是过充电时,正极会产生氧气,负极可能会产生氢气:正极:2OH-→H2O+1/2O2+2e- (2.4)负极:2H2O+2e-→H2+2OH- (2.5)气体的产生将增加电池的内压,对电池性能造成不良影响,所以通常使负极活性物质过量,同时使正极产生的氧气在MH电极上还原。
过放电时:正极:H2O+e-→1/2H2+OH- (2.6)负极:1/2H2+OH-→H2O+e- (2.7)从电池的总反应来看,其均属于固相转变机制,不产生任何可溶性离子,电解液的成分和浓度保持不变,电池具有良好的可逆性。
为了保证MH/Ni电池具有良好的抗过充和过放电性能,MH/Ni电池一般采用负极容量过剩的结构。
在过充电时,正极析出的氧气透过隔膜在负极与金属氢化物反应复合生成水,过放电时正极析出的氢气被负极吸收,因此MH/Ni电池具有良好的耐过充放电性能,电池可实现密闭化。
1.2.2 Ni/MH电池的优点及其发展简史与传统的Ni/Cd电池、铅酸电池相比,MH/Ni电池具有以下显著优点:1)电池的比能量密度高1.5~2倍;2)具有更长的循环寿命;3)消除了由Cd负极引起的记忆效应;4)清洁无污染;5)电池内阻小,可以进行3C倍率以上的快速充电;6)由于贮氢电极具有良好的氧复合和氢复合能力,因此MH/Ni电池有良好的耐过充电能力。
与几种常见的二次电池性能比较,MH/Ni电池的能量密度虽不及采用有机电解质的锂离子二次电池,但它具有高的性能价格比、高的体积功率密度和良好的低温性能和循环寿命。
此外,锂离子电池存在耐过充能力差,制造成本高和安全性方面的问题,因此它的应用受到了一定限制。
因此MH/Ni电池具有更强的市场竞争力,得到了广泛的研究和开发。
镍氢电池是80年代末日本三洋公司研制开发出来的[2],由于它具有众多优点,成为人们竞相研究开发的热点。
世界各大电池生产厂商都相继投入大量资金研究开发,并迅速产业化。
日本东芝、三洋、松下等公司相继建立了大规模的MH/Ni电池生产线[3-5],而美国永备公司、德国SAFT,公司和Varta公司也都有高性能的MH/Ni电池问世,并己在加速产业化进程。
从目前各国研究开发的水平看,日本MH/Ni电池的大规模产业化走在世界前列。
我国是继日、美之后进入产业化开发最早的发展中国家[6],我国在“863”高科技计划支持下,90年代也研制出以ABS型贮氢合金为负极、容量为1000~1200mAh的AA型镍氢电池。
目前已有很多家单位在生产MH/Ni电池,电池性能也有大幅度的提高。
但是,我国MH/Ni电池产业与国外相比,无论在电池的生产过程中,还是在产品质量、品种上都存在着很大的差距。
国产MH/Ni电池存在容量小、寿命短、内压高、放电电位低、自放电率较大、均一性及重现性差等缺点,需要进一步改善。
2 镍电极概述近几年来,在化学电池的发展中,镍系列电池作为二次电池占有很重要的地位,如广泛使用的Cd/Ni,Zn/Ni,Fe/Ni电池等。
以贮氢合金材料作为负极活性物质的金属氢化物/镍(MH/Ni)新型二次电池,因其具有比能量高、无记忆、循环次数高及不存在重金属镉、汞对环境的污染等突出优点,现己成为国际上竞相研究开发的重点[7],被誉为21世纪的电池。
这一系列电池中镍电极都作为正极,因此对高活性高容量镍正极材料特别是Ni(0H)2的研究具有重要的现实意义。
为了改善镍电极的性能,大量的研究工作集中在球形Ni(OH)2活性物质的制备和掺杂添加剂改善镍正极的电化学性能上面。
目前,关于镍正极材料Ni(OH)2的制备方法很多,随着近几年来能源和材料科学的迅猛发展,它的制备方法和应用特性受到了许多研究者的关注。
有关纳米级Ni(OH)2的制备和放电性能,文献[8]中也有见报导,并且研究了它的质子扩散行为[9]。
2.1 碱性电池中镍电极的种类至今镍电极经历了近一百年的发展历程,出现了多种类型的镍电极[10~11],根据制造工艺分为五类:(l)袋式或有极板盒式镍电极(2)粘结式镍电极(3)烧结式镍电极(4)泡沫式镍电极(5)纤维式镍电极2.1.1袋式或有极板盒式镍电极袋式或有极板盒式镍电极是一种研究最早,在上世纪初就投入实用阶段,而且现在还在应用。
其生产上艺如图2.1:图2.1袋式镍电极的制备工艺Fig 2.1 The technical chart of sack nickel electrode在袋式镍电极生产中镍电极粉的生产是关键,镍电极粉包括Ni(OH)2、石墨粉和Ba(OH)2,拌粉用的是6mol/L KOH溶液。
袋式镍电极最主要的缺点是大电流放电性能差。
原因之一是镍电极粉填充在由穿孔镀镍钢带做成的长圆筒或扁盒子里,钢带穿孔面积仅占电极面积的10~20%,因此活性物质与基体接触表面积小,导电性能差。
原因之二是活性物质Ni(OH)2本身是P型半导体,导电性能差。
2.1.2 粘结式镍电极粘结式镍电极是为简化镍电极生产工艺和降低镍电极制作成本,在上世纪七十年代发展起来的,随着Ni-Zn电池和Ni-MH电池的发展,粘结式镍电极趋于成熟[12~13]。
粘结式镍电极是将镍电极粉(Ni(OH)2、添加剂、导电剂、和粘结剂)碾压成片,然后在两片之间加入穿孔镀镍钢带作导电基体,最后碾压成三明治状的镍电极。
其生产工艺如下:图2.2粘结式镍电极的制备工艺Fig 2.2 The technical chart of felt nickel electrode粘结式镍电极与袋式电极相比,虽然导电基体材料相同,但处理方式不同;同时,粘结式镍电极为增加活性物质之间的结合力,防止脱粉,还加入适量的粘结剂。
因此粘结式镍电极不仅与袋式镍电极相同的具有大电流充放电性能差,而且电极寿命较短。
2.1.3 烧结式镍电极多孔烧结镍基体是德国人在1928年发明的,成熟于上世纪50年代末60年代初。
其生产工艺可分为干法和湿法,日前土要采用湿法生产。
湿法生产工艺[14]为将镍粉与发孔剂、CMC等调制成浆料涂挂在冲孔镍带上,然后在900℃、还原气氛保护下烧结成高孔率的烧结基板,最后通过化学浸渍或电化学浸渍的方法将活性物质Ni(OH)2沉积在导电基体的孔隙中制得。