鎳氫電池性能與什么有關(guān)？鎳氫電池性能的影響因素有很多，包括正/負極板的基材，貯氫合金的種類，活性物質(zhì)的顆粒度，添加劑的類別和數(shù)量，以及制作工藝、電解液、隔膜、化成工藝等許多方面。

下面就添加劑（Co）、電解液、隔膜以及化成工藝等對電池性能的影響這幾方面進行一下簡要的探討。

1、正極添加CoO對電極性能的影響

將鉆添加到Ni（OH）2電極中，重要是以形成高導(dǎo)電性之CooOH，在活化階段充電過程中，被氧化成CoOOH，從而提高極片的導(dǎo)電性，由于此反應(yīng)不可逆，因此添加Co對電極的容量并無貢獻。

在Ni（OH）2電極中添加鉆能新增其質(zhì)子導(dǎo)電性和電子導(dǎo)電性，從而提高正極活性物質(zhì)的利用率，改善充放電性能和增大析氧過電位，從而降低充電電壓提高充電效率。但是過量的鉆添加不但導(dǎo)致電池成本新增，還將降低放電電位。添加量對正極利用率的影響：添加極少量的（2Wt%）表面未經(jīng)預(yù)氧化的Coo即可獲得較高的正極活性物質(zhì)利用率，在5Wt%-10Wt%范圍內(nèi)可獲得最佳的效果。在加入量高于10Wt%后，電池容量反而有所下降，這是由于添加量太高，減少了活性物質(zhì)的填充量，則電池容量不可能提高，而且亦加大正極制作成本。

鉆加入量對電池大電流放電性能的影響：鉆的加入對改善電池大電流放電性能具有很好的效果，加入量越多，大電流放電性能越好，但加入量過多，成本亦升高越多，且電池容量下降，合適的比例為5WM%-10W%。

鉆在電活化期間（第一次充電），由于Co（OH）2的氧化電位比Ni（OH2的氧化電位低，這導(dǎo)致在Ni（OH2轉(zhuǎn)化為NiOOH之前便形成穩(wěn)定的Co0OH，既大大降低了顆粒之間的接觸電阻，也大大提高了顆粒與基體的導(dǎo)電性。假如放電結(jié)束后電壓不明顯低于1.0V，則CoOOH不再參與電池后續(xù)反應(yīng)，這樣負極就獲得了對應(yīng)于供應(yīng)的這一總電荷的預(yù)先充電。假如隨后放電使正極的可用容量已耗盡，但由于預(yù)先充電的緣故，負極仍然有放電儲備，它在一定程度上可以防止電池充電末期負極大量析氫，并保證氫氣復(fù)合效率。

2.2電解液對電池性能的影響

電解液作為電池的重要組成部分，它的組成、濃度、數(shù)量的多少以及雜質(zhì)的種類和數(shù)量都將對電池的性能出現(xiàn)至關(guān)重要的影響。它直接影響電池的容電量、內(nèi)阻、循環(huán)壽命、內(nèi)壓等性能。

通過比較發(fā)現(xiàn)，電解液一般采用大約7mol/l的KOH溶液（也有以一定NaOH代替KOH的），當然電解液中也有加入少量其他成分如LiOH等的，但對一些雜質(zhì)諸如碳酸鹽、氯化物、硫化物等均要求較高。

電池的正、負極片只有在電解液中才能發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。關(guān)于一顆封口的成品電池來說，其中的空間是一定的。若電解液太多，會造成封口氣室空間變小而使電池在充放電過程中的內(nèi)壓上升；另一方面，電解液太多造成堵塞隔膜孔，阻止了氧氣的傳導(dǎo)，不利氫氣迅速復(fù)合，也會使電池的內(nèi)壓上升并可能氧化極片致使極片鈍化容量下降，內(nèi)壓的上升可能造成電池漏液、爬堿、使得電池失效。但若電解液太少，會使得極片不能完全浸漬到電解液，從而電化學(xué)反應(yīng)不完全或者說極片的某些部分不能發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，使得電池容量達不到設(shè)計要求，內(nèi)阻變大，循環(huán)壽命變短。

應(yīng)該注意電解液的濃度，以減少濃差電阻。

為何電池在貯存和使用過程中（循環(huán)）會出現(xiàn)內(nèi)阻升高和放電容量降低以及充電效率降低呢？原因是多方面的：

首先，添加劑Co在貯存和使用過程中會往極片的而導(dǎo)致極片表面的Co含量降低，從而使得極片表面的接觸電阻增大（表現(xiàn)為內(nèi)阻上升），從而降低充電效率和析氧過電位，最終導(dǎo)致放電容量下降。

其次，在循環(huán)過程中，極片被電解液腐蝕，導(dǎo)致極片粉末松散、脫落或者說接觸不好（粒子與粒子、粒子與基材之間）導(dǎo)致內(nèi)阻升高，以及過度充/放電致使極片受到損傷。

其三，可能是由于極片膨脹，把隔膜中的電解液擠干和吸出，由于電化學(xué)反應(yīng)總是從表面開始進行而后再向深層發(fā)展，因此導(dǎo)致電化學(xué)反應(yīng)不完全，導(dǎo)致放電容量下降；并由于電解液的匱乏，致使內(nèi)阻升高（濃差電阻和離子傳導(dǎo)電阻/

遷移電阻升高），充電電位升高，放電電位下降。

其四，可能是由于電解液中的水份在循環(huán)或儲存一段時間之后，以某種目前尚不清楚的形式存在，如結(jié)晶水、被范德華力束縛、被氫鍵等力所束縛，而不能參與電化學(xué)反應(yīng)（即升高了電解液的濃度），致使電化學(xué)過程中離子傳導(dǎo)困難，內(nèi)阻升高，充電電位升高，放電電位下降，最終導(dǎo)致放電容量下降。

最后，也可能是由于電池在循環(huán)或儲存過程中，電解液被重新分配、擴散和滲透到極片的深層中去，致使電極表面的電解液量下降，而電化學(xué)反應(yīng)總是從表面開始進行而后再向深層發(fā)展，因此導(dǎo)致電化學(xué)反應(yīng)不完全從而出現(xiàn)一系列的間題。

當然，電池在使用過程中過度充/放電，致使電池壓，氫氣/氧氣在出的同時帶出電解液，從而使得電解液干涸，也是重要原因之一。

解剖開貯存和使用過的電池，會發(fā)現(xiàn)電池內(nèi)部的極板和隔膜紙干燥（目視），也許是以上所述原因之一或幾個因素共同用途的結(jié)果。

2.3隔膜對電池性能的影響

隔膜作為電池的正、負極之間的隔離板，首先其必須具備良好的電絕緣性，其次由于它于電解液中處于浸濕狀態(tài)，其必須具備良好的耐堿性；并且要有良好的透氣性等。因此我們應(yīng)當選用在較寬廣溫度范圍內(nèi)（-55℃-85℃）保持電子穩(wěn)定性、體積穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，對電子呈高阻，對離子呈低阻，便于氣體擴散盡量薄的隔離板。

隔膜性能的好壞在很大程度上將影響電池的循環(huán)壽命和自放電狀況。

隔膜在循環(huán)過程中逐漸干涸是電池早期性能衰退的重要原因。隔膜的吸堿量、保液能力和透氣性是影響電池的循環(huán)壽命的關(guān)鍵因素。隔膜的親水性可保證良好的吸堿量和保液能力；而憎水性可提高隔膜的透氣性。隔膜變干與下列因素有關(guān)：

1）隔膜本身性質(zhì)的變化如：吸液速度和保液能力變差；

2）極片在充放電過程中發(fā)生膨脹將隔膜中電解液擠出和吸出；

3）電極表面活性和氣體復(fù)合能力變差，電池過充時正極出現(xiàn)的氧氣未能快速復(fù)合掉，造成電池內(nèi)壓升高，達到一定壓力后從安全閥濁壓而造成電解液損失。

電池的自放電也與隔膜有關(guān)。有人認為：鎳氫電池中鎳電極的活性物質(zhì)與氫氣發(fā)生反應(yīng)是MHNi電池自放電的重要原因（微短路也是原因之一）：

NiOOH+1/2H2→Ni（OH）2其中的氫氣是由于過充電靜置后，儲氫合金釋放出其中的部分氫原子復(fù)合而成，因此我們要有較好透氣性的隔膜板，此處的透氣性并不是指通透氣體而是指能通透協(xié)帶氫或氧原子的離子的透氣性。電池不過充或不充飽可降低漏電率，目前不少廠商的電池充飽電后靜置30天持電率可超過70%（常溫常壓狀態(tài)）。

當然，隔膜紙除了以上所述的條件外，還應(yīng)當具有足夠的機械強度和韌性，以保證電池在卷繞和極片膨脹時不至于斷裂。

2.4熱和電活化對電池性能的影響

采用封口化成工藝的鎳氫電池在活化初期及大倍率充電時內(nèi)壓過高，造成電池漏液爬堿，容量下降，壽命縮短，安全性能變差，而且化成時間較長。對封口的鎳氫，電池進行熱處理（即熱活化），可以對其性能進行改善，尤其是對內(nèi)壓的改善。其本質(zhì)原因是：

熱處理的過程中，負極中的貯氫合金表面在強堿性電解液的用途下，較快地偏析出大量的鎳原子族即形成富鎳層，鎳原子族均勻分散在其它疏松金屬氧化物和氫氧化物或其水合物中，在鎳原子族的催化用途下，過充時正極所出現(xiàn)的氧擴散到負極表面，并與貯氫合金中的氫反應(yīng)，重新化合成水，改善貯氫合金的消氧機能，降低電池內(nèi)壓。另外，熱處理時可降低電解液的表面張力，促成電解液的均勻分布，有利于電化學(xué)反應(yīng)的均勻進行。

熱活化的時間、溫度不同對電池性能的影響也不同，時間太短達不到預(yù)期效果；時間太長則浪費時間，效率太低。溫度太低反應(yīng)速度過慢，溫度太高可能會導(dǎo)致電池短路，極片膨脹厲害，影響電池性能。一般以50-80℃為宜，2-8小時比較合適。

電活化過程初期，首先發(fā)生的反應(yīng)是CoO+OH-=CoOOH此反應(yīng)為不可逆反應(yīng)，由此使得正極片的導(dǎo)電性大大增強（因Ni（OH）2基本不導(dǎo)電而且NiOOH的導(dǎo)電性也較差），從而降低電池的內(nèi)阻和充電電壓，提高充電效率和放電容量。因此可以讓負極預(yù)先充電，具有充電儲備。而后期的電活化只是對電極進行充放電即Ni（OH）2與NiOOH之間來回轉(zhuǎn)化，通過這種來回轉(zhuǎn)化（晶型轉(zhuǎn)換），在極片表面不斷出現(xiàn)新鮮表面，使得電化學(xué)不斷反應(yīng)進行下去。在后期的電活化中，只要電池電壓不低于0.8V，鉆就不參與反應(yīng)。為提高化成效率，一般以三個充/放電循環(huán)為好，充/放電電流應(yīng)由小逐漸變大為佳。

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