新能源材料01新型二次电池材料ppt课件
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新能源材料简介PPT课件
➢ 分布广泛，不需要开采和运输； ➢ 不存在枯竭问题，可以长期利用； ➢ 安全卫生，对环境无污染等。
人造卫星上的太阳能电池
14
• 西班牙塞维利亚太阳能发 电站—欧洲最大的太阳能 电站，可供18万户使用， 每年减排60万吨CO2
15
•槽式太阳能
•蝶式太阳能
16
• 通过光电转化将太阳辐射能转化为电能加以利用是 太阳能利用中最活跃的研究领域。
• 目前，世界能源消耗还是以煤、石油、天然气之类 的矿物能源为主，不但严重破坏生态环境，而且矿 物能源不可再生，能源枯竭已成为共识。
煤炭开采
海上石油开采平台
严重的生态破坏
4
• 生态环境严重破坏：
➢ 1952年12月，伦敦烟雾； ➢ 酸雨； ➢ 河流干涸；
5
6
• 巨大的能源危机：
➢ 已开采800亿吨石油，按现在的开采速度， 地球上已探明 的1770亿吨石油储量仅够开采50年;
• 我国作为发展中大国，能源消耗巨大，能源利用率 不高，能源结构也不合理。
➢ 2009年，中国风力发电量达到了25.8亿瓦，超过了德国 的25.77亿瓦，仅次于美国35亿瓦；
➢ 2020年，中国将投入足以实现年发电量150亿瓦的风力 涡轮机，成为世界最大的风能生产国。
➢ 尽管在新能源领域有了大规模的增长，但风力发电量只 占据中国电力消耗总量的1% 。
• 主题馆屋面太阳能板面积达3万多平方米，是目前世 界最大的单体面积太阳能屋面，年发电量280万度， 每年减排二氧化碳2800吨，节约标准煤1000多吨。
世博中国馆
世博主题馆
21
• 2011年5月，世界首架无污染太阳能飞机进行跨国 飞行(从瑞士飞抵布鲁塞尔需13小时)，飞行高度可 达8700米，平均飞行速度为70-120公里/小时。
人造卫星上的太阳能电池
14
• 西班牙塞维利亚太阳能发 电站—欧洲最大的太阳能 电站，可供18万户使用， 每年减排60万吨CO2
15
•槽式太阳能
•蝶式太阳能
16
• 通过光电转化将太阳辐射能转化为电能加以利用是 太阳能利用中最活跃的研究领域。
• 目前，世界能源消耗还是以煤、石油、天然气之类 的矿物能源为主，不但严重破坏生态环境，而且矿 物能源不可再生，能源枯竭已成为共识。
煤炭开采
海上石油开采平台
严重的生态破坏
4
• 生态环境严重破坏：
➢ 1952年12月，伦敦烟雾； ➢ 酸雨； ➢ 河流干涸；
5
6
• 巨大的能源危机：
➢ 已开采800亿吨石油，按现在的开采速度， 地球上已探明 的1770亿吨石油储量仅够开采50年;
• 我国作为发展中大国，能源消耗巨大，能源利用率 不高，能源结构也不合理。
➢ 2009年，中国风力发电量达到了25.8亿瓦，超过了德国 的25.77亿瓦，仅次于美国35亿瓦；
➢ 2020年，中国将投入足以实现年发电量150亿瓦的风力 涡轮机，成为世界最大的风能生产国。
➢ 尽管在新能源领域有了大规模的增长，但风力发电量只 占据中国电力消耗总量的1% 。
• 主题馆屋面太阳能板面积达3万多平方米，是目前世 界最大的单体面积太阳能屋面，年发电量280万度， 每年减排二氧化碳2800吨，节约标准煤1000多吨。
世博中国馆
世博主题馆
21
• 2011年5月，世界首架无污染太阳能飞机进行跨国 飞行(从瑞士飞抵布鲁塞尔需13小时)，飞行高度可 达8700米，平均飞行速度为70-120公里/小时。
《能源材料-新型二次电池材料》_2023年学习资料
氢的储存方法-一种方法是高压下液化为液氢。-在常压下，氢气必须降温至-252度才能变成液体，这种方法成本，而且储存液氢要有极好的绝热设备一托瓦瓶。液氢易逸散渗-漏，会酿成严重火灾和爆炸事故。-另一种方法是用某些 属或合金来储存氢。-氢有一个奇持的性质，它会与某些过渡金属或合金形成金属氢化-物，如1体积胶状Rh能吸收2 00体积氢气。储氢合金的共同特点-是在低温低压下能够可逆地吸收、释放氢。（当温度升高或体系-氢压降低时，它 就放出氢具有储存量高、可逆、安全等优，点。-13
镍氢电池的电极反应-Charge-Positive electrode:NiOH2+OH-NiOOH+H2 +e-discharge-Negative electrode:M+H2O+e MHab+OH--disc arg能-Overall reaction NiOH2+M NiOOH+MH-M:hydrogen-abs rbing alloy;Hab absorbed hydrogen-12
镍氢电池的优、缺点-■它的初始成本较高，有爆炸的可能性。-■这种电池的突出优点是循环寿命长，1977年起地球同步轨道条件下工作寿命超过10年。电-池自放电速度较大。它承受过充电和过放电的-能力很强-■绿色电池。 ■镍氢电池的前景十分乐观，最终将在航天领域-取代镉镍电池。-16
长期不用的电池保存和恢复方法-镍镉电池和镍氢电池特性不同，保存方法不同。-镍镉电池应将电用完保存，所以一般 镍镉电池是-基本没有电的，需要自己来充。采用正确的充电方-法，大概需要充放3一5次才能将电池恢复到最佳状。-镍氢电池要长期保存前，应该充电到80%左右保存。-因此新的镍氢电池有一些电，因为厂家已经预充电，-防止 输周转时间太长电池受到影响。长期保存的-镍氢电池用的时候，先将余电用完，再用正确方法-充放2一3次就可以恢 到最佳状态。-17
《二次电池材料》课件
《二次电池材料》ppt课件
目录
• 二次电池简介 • 二次电池材料种类 • 二次电池材料的性能特点 • 二次电池材料的制备工艺 • 二次电池材料的未来发展与挑战
01
二次电池简介
二次电池的定义与分类
总结词
二次电池是一种可以充电和放电的电池，通常由正极、负极、电解液和隔膜组成。根据不同的分类标准，二次电 池可以分为多种类型。
负极材料
1 2
石墨
成本低、稳定性好、循环寿命长，是最常用的负 极材料。
硅复合材料
具有高能量密度和良好的电化学性能，是下一代 负极材料的研究重点。
3
钛酸锂（Li4Ti5O12）
具有高安全性、快速充电能力和长寿命等特点， 常用于动力电池领域。
电解液
锂盐
如LiPF6、LiBF4等，是电解液的主要成分，对电 池的电化学性能有重要影响。
04
二次电池材料的制备工艺
固态法
总结词
固态法是一种制备二次电池材料的方法，通过将原料粉末混合、压制成型、烧结等步骤，制备出电池 正负极材料。
详细描述
固态法是将原料粉末混合均匀后，通过压制成型或造粒技术制成一定形状的电极材料。在烧结过程中 ，原料粉末发生物理和化学变化，形成晶体结构，从而获得所需性能的电极材料。固态法具有工艺简 单、成本低、易于控制等优点，是制备二次电池材料常用的方法之一。
02
二次电池材料种类
正极材料
磷酸铁锂（LiFePO4）
01
具有高能量密度、稳定性好、寿命长等优点，是当前最常用的
正极材料之一。
钴酸锂（LiCoO2）
02
能量密度高、循环性能好，常用于消费电子产品。
镍钴锰酸锂（LiNiCoMnO2）
目录
• 二次电池简介 • 二次电池材料种类 • 二次电池材料的性能特点 • 二次电池材料的制备工艺 • 二次电池材料的未来发展与挑战
01
二次电池简介
二次电池的定义与分类
总结词
二次电池是一种可以充电和放电的电池，通常由正极、负极、电解液和隔膜组成。根据不同的分类标准，二次电 池可以分为多种类型。
负极材料
1 2
石墨
成本低、稳定性好、循环寿命长，是最常用的负 极材料。
硅复合材料
具有高能量密度和良好的电化学性能，是下一代 负极材料的研究重点。
3
钛酸锂（Li4Ti5O12）
具有高安全性、快速充电能力和长寿命等特点， 常用于动力电池领域。
电解液
锂盐
如LiPF6、LiBF4等，是电解液的主要成分，对电 池的电化学性能有重要影响。
04
二次电池材料的制备工艺
固态法
总结词
固态法是一种制备二次电池材料的方法，通过将原料粉末混合、压制成型、烧结等步骤，制备出电池 正负极材料。
详细描述
固态法是将原料粉末混合均匀后，通过压制成型或造粒技术制成一定形状的电极材料。在烧结过程中 ，原料粉末发生物理和化学变化，形成晶体结构，从而获得所需性能的电极材料。固态法具有工艺简 单、成本低、易于控制等优点，是制备二次电池材料常用的方法之一。
02
二次电池材料种类
正极材料
磷酸铁锂（LiFePO4）
01
具有高能量密度、稳定性好、寿命长等优点，是当前最常用的
正极材料之一。
钴酸锂（LiCoO2）
02
能量密度高、循环性能好，常用于消费电子产品。
镍钴锰酸锂（LiNiCoMnO2）
《新能源材料》新型二次电池材料(课堂PPT)
➢镍氢电池要长期保存前，应该充电到80％左右保 存。新的镍氢电池有一些电，厂家已经预充电，防 止运输周转时间太长电池受到影响。长期保存的镍 氢电池用的时候，先将余电用完，再用正确方法充 放2－3次就可以恢复到最佳状态。
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3种工作状态：正常工作状态、过充电状态和过放电状态。
表：镍氢电池的电极反应及对应的标准电位
工作状态
电极反应
镍 电 极 N iO O H + H 2O + e - N i(O H )2+ O H -
正常
氢 电 极 1 /2 H 2 + O H - H 2O + e-
总 反 应 1 /2 H 2 + N iO O H N i(O H )2
过充电
过放电 (反 极 )
镍 电 极 2 O H - 2 e- + 1 /2 O 2 + H 2O
第1篇 新型二次电池材料
第1章 新型二次电池概述 第2章 金属氢化物镍电池材料 第3章 锂离子电池材料
1
第1章 新型二次电池概述
电池是一种利用电化学的氧化-还原反应，进行化学能-----电能之间转换的储能装置。
2
电池的应用
3
一次电池只能放电一次。 二次电池可反复充放电循环使用，可充电电池。
一次电池
锌锰干电池 银锌纽扣电池
电池
锂原电池 铅酸电池
二次电池镍氢电池来自锂离子电池41800年伏打首先制成了伏打电池。 1836年英国化学家发明了古典原电池。 1865年法国化学家发明了第—个干电池。 现代的干电池不过是其改进。
5
1.1 锌锰干电池 锌锰干电池结构图
6
1.2 铅蓄电池
电池组成： 由金属铅板(负极)和紧附着二氧化铅的铅板(正 极)浸入30％（密度为1.2—1.3 g/cm3）的硫酸水溶液所组成。 铅蓄电池充电后电压可达2.2伏；放电后电压下降，当电压 降至l.25伏时(这时溶液密度为1.05 g/cm3 ) 不能再使用，必须 充电。铅蓄电池用于汽车、小型电动机车作为启动电源， 用于实验室作为常用电源，还广泛用于飞机、拖拉机、坦 克的照明光源。
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3种工作状态：正常工作状态、过充电状态和过放电状态。
表：镍氢电池的电极反应及对应的标准电位
工作状态
电极反应
镍 电 极 N iO O H + H 2O + e - N i(O H )2+ O H -
正常
氢 电 极 1 /2 H 2 + O H - H 2O + e-
总 反 应 1 /2 H 2 + N iO O H N i(O H )2
过充电
过放电 (反 极 )
镍 电 极 2 O H - 2 e- + 1 /2 O 2 + H 2O
第1篇 新型二次电池材料
第1章 新型二次电池概述 第2章 金属氢化物镍电池材料 第3章 锂离子电池材料
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第1章 新型二次电池概述
电池是一种利用电化学的氧化-还原反应，进行化学能-----电能之间转换的储能装置。
2
电池的应用
3
一次电池只能放电一次。 二次电池可反复充放电循环使用，可充电电池。
一次电池
锌锰干电池 银锌纽扣电池
电池
锂原电池 铅酸电池
二次电池镍氢电池来自锂离子电池41800年伏打首先制成了伏打电池。 1836年英国化学家发明了古典原电池。 1865年法国化学家发明了第—个干电池。 现代的干电池不过是其改进。
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1.1 锌锰干电池 锌锰干电池结构图
6
1.2 铅蓄电池
电池组成： 由金属铅板(负极)和紧附着二氧化铅的铅板(正 极)浸入30％（密度为1.2—1.3 g/cm3）的硫酸水溶液所组成。 铅蓄电池充电后电压可达2.2伏；放电后电压下降，当电压 降至l.25伏时(这时溶液密度为1.05 g/cm3 ) 不能再使用，必须 充电。铅蓄电池用于汽车、小型电动机车作为启动电源， 用于实验室作为常用电源，还广泛用于飞机、拖拉机、坦 克的照明光源。
新能源材料优秀课件
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电池反应 Ni(OH） 2+M充 放 电 电 NiOOH+M H
正极
N i(O H ） 2+O H -充 放 电 电 N iO O H +H 2O +e
负极
M+H2O+e充 放电 电MH+OH-
商品Ni/MH电池的形状有圆柱形、方形和扣式等多种类型； 按电池的正极制造工艺分类，则有烧结式和泡沫镍式（含 纤维镍式）两大类型。
Li++e+C6
充电 放电LiC6
电池反应Biblioteka 充 电 LiCO2+C6放 电CoO2+LiC6
商用锂离子电池按形状分类有圆柱形、方形和 扣式。按正极材料分类，有氧化钴锂型、氧化 镍锂型和氧化锰锂型。
15
❖ 锂离子电池的前景展望
（1）发展电动汽车用大容量锂离子电池； （2）开发及使用新的高性能电极材料； （3）加速聚合物锂离子电池的实用化进展。
❖ 金属氢化物镍电池材料
（1）正极材料的改善，如改进球形Ni/(OH)2 （2）AB5型储氢合金的改进 （3）新型高容量储氢电极合金的研究与开发，如Ni/MH合
金、Mg-Ni系合金
❖ 锂离子二次电池材料
（1）碳负极材料 （2）纳米合金材料，如纳米Sn、SnSb、SnAg等 （3）正极材料，如LiCoO2 （4）电解质材料
16
第2章 金属氢化物镍电池材料
❖ 高密度球形Ni(OH)2正极材料 ❖ 储氢合金材料 ❖ AB2型Laves相储氢电极合金 ❖ 其他新型高容量储氢电极合金、 ❖ Ni/MH电池材料的再生利用
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2.1高密度球形Ni(OH)2正极材料 2.1.1 球形Ni(OH)2的基本性质与制备方法
电池反应 Ni(OH） 2+M充 放 电 电 NiOOH+M H
正极
N i(O H ） 2+O H -充 放 电 电 N iO O H +H 2O +e
负极
M+H2O+e充 放电 电MH+OH-
商品Ni/MH电池的形状有圆柱形、方形和扣式等多种类型； 按电池的正极制造工艺分类，则有烧结式和泡沫镍式（含 纤维镍式）两大类型。
Li++e+C6
充电 放电LiC6
电池反应Biblioteka 充 电 LiCO2+C6放 电CoO2+LiC6
商用锂离子电池按形状分类有圆柱形、方形和 扣式。按正极材料分类，有氧化钴锂型、氧化 镍锂型和氧化锰锂型。
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❖ 锂离子电池的前景展望
（1）发展电动汽车用大容量锂离子电池； （2）开发及使用新的高性能电极材料； （3）加速聚合物锂离子电池的实用化进展。
❖ 金属氢化物镍电池材料
（1）正极材料的改善，如改进球形Ni/(OH)2 （2）AB5型储氢合金的改进 （3）新型高容量储氢电极合金的研究与开发，如Ni/MH合
金、Mg-Ni系合金
❖ 锂离子二次电池材料
（1）碳负极材料 （2）纳米合金材料，如纳米Sn、SnSb、SnAg等 （3）正极材料，如LiCoO2 （4）电解质材料
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第2章 金属氢化物镍电池材料
❖ 高密度球形Ni(OH)2正极材料 ❖ 储氢合金材料 ❖ AB2型Laves相储氢电极合金 ❖ 其他新型高容量储氢电极合金、 ❖ Ni/MH电池材料的再生利用
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2.1高密度球形Ni(OH)2正极材料 2.1.1 球形Ni(OH)2的基本性质与制备方法
新能源材料ppt
新能源材料ppt新能源材料ppt一、能源材料的概念能源材料是指用于生产和利用能源的物质，包括燃料、储能材料、光伏材料、催化剂等几大类别。
新能源材料是指应用于新能源领域的材料，如太阳能电池板中的硅材料、锂电池中的锂材料等。
二、新能源材料的发展趋势1. 提高能源的转换效率：新能源材料可以提高能源的转换效率，如光伏材料可以将太阳能转换为电能，储能材料可以提高电池的能量密度。
2. 提高能源的储存能力：新能源材料可以提高能源的储存能力，如锂电池材料可以提高电池的储存能力，储能材料可以提高储能设备的储存能力。
3. 降低能源的成本：新能源材料可以降低能源的成本，如光伏材料的成本已经大幅降低，使得太阳能发电变得更加经济实用。
4. 减少能源的消耗：新能源材料可以减少能源的消耗，如光伏材料可以代替传统的化石能源，减少化石燃料的消耗。
三、新能源材料的应用领域1. 光伏材料：光伏材料是指用于制造太阳能电池板的材料，常见的光伏材料有单晶硅、多晶硅等。
2. 储能材料：储能材料是指用于制造储能设备的材料，如锂电池中的锂材料、超级电容器中的电极材料等。
3. 氢能材料：氢能材料是指用于储存和利用氢能的材料，如氢气储存材料、氢燃料电池中的催化剂等。
4. 生物能源材料：生物能源材料是指用于生产生物质能源的材料，如生物质燃料中的木材、秸秆等。
四、新能源材料的应用案例1. 太阳能光伏板：太阳能光伏板是利用光伏材料将太阳能转换为电能的装置，通过安装在房顶等位置，可以充分利用太阳能发电，供给家庭用电。
2. 锂电池：锂电池是利用锂材料作为正极材料，将化学能转化为电能的设备，广泛应用于手机、电动车等电子产品中，具有高能量密度、长寿命等优点。
3. 燃料电池：燃料电池是利用储能材料中的氢能与氧气反应产生电能的装置，可以代替传统的发动机，实现清洁能源的利用。
五、新能源材料的挑战与展望1. 技术挑战：新能源材料的研发和应用仍面临着很多技术挑战，如光伏材料的效率和稳定性有待提高，储能材料的能量密度和循环寿命有待提升。
新型二次电池材料讲解
Ni/MH电池的工作原理 充电终止控制方法
综合控制
上述各种控制方法各有优缺点。为了 保证在任何情况下，均能准确可靠地控制 电池的充电状态，目前快速充电器中通常 采用包括定时控制、电压控制和温度控制 的综合控制法。
Ni/MH电池的工作原理
正极材料
Ni／MH电池的容量为正极所限制，进一步改 进球形Ni(OH)2正极材料的性质对于提高电池的综 合性能有重要意义。对正极材料的研究与开发着重 在，通过材料制备技术的研究，进一步控制 Ni(OH)2的形状、化学组成、粒径分布、结构缺陷 及表面活性等，从而进一步提高正极的放电容量及 循环稳定性等性能。
Ni/MH电池的工作原理
负极材料
含氢合金含藏了近乎体积600～1000倍的氢。为了发挥作为电池负极的 功能，除含氢能力巨大外，还要求以下几点： ①氢的释放速度快，催化活性高，电极反应的可逆性好； ②在电池可使用的温度范围内，氢压（氢平衡压）低； ③对氢的吸入、放出产生的劣化少，不会导致合金成为粉末或弯向一边； ④在较宽的温度范围内，具有较大电化学容量； ⑤能稳定生产，初期活化次数要少。
1、新型二次电池及材料
主要内容： 1、二次电池简介； 2、镍氢二次电池：包括原理、结构、工艺及应用现状； 3、锂离子二次电池：包括原理、结构、工艺及应用现状；
镍氢电池
锂离子电池
1.1 二次电池简介
一次电池或原电池：电池能放电，当电池电力用尽时无 法再充电的电池。
市场卖的碱性电池，锰锌电池，水银电池，都是一 次性电池。一次电池又称原电池，只能用来放电且在放 电后，不能用一般的充电方法获得复原的电池，它只能 将化学能一次性地转化为电能，不能将电能还原回化学 能。
最高电压（Vmax）： 从充电特性曲线可以看出，电池电压达到最大值时， 电池即充足电。充电过程中，当电池电压达到规定值后，应立即停止快速 充电。这种控制方法的缺点是：电池充足电的最高电压随环境温度、充电 速率而变，而且电池组中各单体电池的最高充电压也有差别，因此采用这 种方法不可能非常准确地判断电池已足充电。 电压负增量（－ΔV）：由于电池电压的负增量与电池组的绝对电压无关， 而且不受环境温度和充电速率等因素影响，因此可以比较准确地判断电池 已充足电。这种控制方法的缺点是：电池电压出现负增量后，电池已经过 充电，因此电池的温度较高。此外镍氢电池充足电后，电池电压要经过较 长时间，才出现负增量，过充电较严重。 电压零增量（0ΔV）： 镍氢电池充电器中，为了避免等待出现电压负增量 的时间过久而损坏电池，通常采用0ΔV控制法。这种方法的缺点是：充足 电以前，电池电压在某一段时间内可能变化很小，从而造成过早地停止快 速充电。为此，目前大多数镍氢电池快速充电器都采用高灵敏－0ΔV检测， 当电池电压略有降低时（一般约为10mV），立即停止快速充电。
二次电池材料ppt课件
“七五”国家“863”计划启动时，就以储能材料专题的
名义对二次聚合物锂电池给予了大力支持，包括中科院、
大学和产业界的11个实验室在专题负责单位中科院物理
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37
什么是锂电池？
锂电池是一类以金属锂或含锂 物质作负极的化学电源的总称。
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38
锂电池的优点
优点
比能量高 电池电压高 工作温度范围宽 储存寿命长
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39
优点
锂电池的2优00－点 450Wh/kg 比能量高 电池电压高 工作温度范围宽 储存寿命长
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二 次 电 池
为二次电池的代表 镍-氢二次电一池直在广泛使用之
中 铅蓄电池
锂离子二次电池
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30
镍-镉二次电池
二
镍-氢二次电池
次
电 池
铅蓄电池
锂离子二次电池
可编辑课件PPT
31
2.3铅蓄电池（lead acid battery)
2.3.1概述
铅蓄电池又称铅酸电池（俗名电瓶），是1894年普兰 特（Plante)开发的，经过多次改良至今仍在使用。1990 年，镍-氢二次电池应用非常广泛，但日本的二次电池总 产量的66%是铅蓄电池。
和Ni/Cd电池相比
能量密度高 无记忆效应 不含有毒金属镉
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28
自从锂离子电池出现以来，镍氢可充 电电池的市场正在逐渐被锂离子电池产品 蚕食，并且随着高功率锂离子的出现．镍 氢可充电电池在传统的电动工具场的优势 也正在一步步丧失。
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29
镍-镉二次电池 1894年开发以来作
可编辑课件PPT
《二次电池材料》课件
一款优秀的二次电池材料应该能够经受多次充电和放电循环而不损失容量，保证电池的 长期可靠性。
3 安全性
电池的安全性是至关重要的，一种理想的二次电池材料应该具有低风险的热失控和短路 发生概率。
二次电池材料的研究进展
新材料的发展
科学家们正在积极研发新型二次电池材料，以提 高电池性能、延长循环寿命和减少成本。
《二次电池材料》PPT课 件
这份PPT课件将带你了解什么是二次电池材料，它们的用途和重要性，以及 二次电是指可重复充放电的电池中使用的物质。了解这些材料的性质和特点对研发更先进的二次 电池至关重要。
二次电池工作原理
1
电池反应机制
2
充电时，正极材料通过氧化还原反应
释放电子，负极材料则吸收电子。放
电时，反应反转。
3
充放电过程
二次电池通过充电将电能储存，然后 通过放电释放储存的能量。这个循环 可以多次重复。
电性能优化
为了提高电池的性能和循环寿命，需 要研究和优化材料的特性，如容量、 电导率和界面稳定性。
常见二次电池材料
钴酸锂
钴酸锂被广泛用作锂离子电池的正极材料。它具有高充放电效率和较高的能量密度。
磷酸铁锂
磷酸铁锂是一种持久性电池材料，能够提供稳定的电流输出，适合用于电动车等应用。
锰酸锂
锰酸锂具有良好的循环稳定性和大容量，是一种常用于可穿戴设备和移动电源的电池材料。
二次电池材料的性能要求
1 容量
二次电池材料的容量决定了电池可以储存和释放的能量量。高容量的材料能提供更长的 续航时间。
2 循环寿命
制备方法改进
改善二次电池材料的制备方法可以提高生产效率、 优化材料性能并减少对环境的影响。
结论
二次电池材料在当今社会中发挥着重要作用，影响着电动汽车、可再生能源 储存等领域的发展。未来的发展趋势是发掘更多的新材料和提高电池性能。
3 安全性
电池的安全性是至关重要的，一种理想的二次电池材料应该具有低风险的热失控和短路 发生概率。
二次电池材料的研究进展
新材料的发展
科学家们正在积极研发新型二次电池材料，以提 高电池性能、延长循环寿命和减少成本。
《二次电池材料》PPT课 件
这份PPT课件将带你了解什么是二次电池材料，它们的用途和重要性，以及 二次电是指可重复充放电的电池中使用的物质。了解这些材料的性质和特点对研发更先进的二次 电池至关重要。
二次电池工作原理
1
电池反应机制
2
充电时，正极材料通过氧化还原反应
释放电子，负极材料则吸收电子。放
电时，反应反转。
3
充放电过程
二次电池通过充电将电能储存，然后 通过放电释放储存的能量。这个循环 可以多次重复。
电性能优化
为了提高电池的性能和循环寿命，需 要研究和优化材料的特性，如容量、 电导率和界面稳定性。
常见二次电池材料
钴酸锂
钴酸锂被广泛用作锂离子电池的正极材料。它具有高充放电效率和较高的能量密度。
磷酸铁锂
磷酸铁锂是一种持久性电池材料，能够提供稳定的电流输出，适合用于电动车等应用。
锰酸锂
锰酸锂具有良好的循环稳定性和大容量，是一种常用于可穿戴设备和移动电源的电池材料。
二次电池材料的性能要求
1 容量
二次电池材料的容量决定了电池可以储存和释放的能量量。高容量的材料能提供更长的 续航时间。
2 循环寿命
制备方法改进
改善二次电池材料的制备方法可以提高生产效率、 优化材料性能并减少对环境的影响。
结论
二次电池材料在当今社会中发挥着重要作用，影响着电动汽车、可再生能源 储存等领域的发展。未来的发展趋势是发掘更多的新材料和提高电池性能。
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锌锰干电池 银锌纽扣电池
电池
锂原电池 铅酸电池
二次电池
镍氢电池
锂离子电池
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1800年伏打首先制成了伏打电池。 1836年英国化学家发明了古典原电池。 1865年法国化学家发明了第—个干电池。 现代的干电池不过是其改进。
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1.1 锌锰干电池 锌锰干电池结构图
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1.2 铅蓄电池
电池组成： 由金属铅板(负极)和紧附着二氧化铅的铅板(正 极)浸入30％（密度为1.2—1.3 g/cm3）的硫酸水溶液所组成。 铅蓄电池充电后电压可达2.2伏；放电后电压下降，当电压 降至l.25伏时(这时溶液密度为1.05 g/cm3 ) 不能再使用，必须 充电。铅蓄电池用于汽车、小型电动机车作为启动电源，用 于实验室作为常用电源，还广泛用于飞机、拖拉机、坦克的 照明光源。
➢镍氢电池要长期保存前，应该充电到80％左右保 存。新的镍氢电池有一些电，厂家已经预充电，防 止运输周转时间太长电池受到影响。长期保存的镍 氢电池用的时候，先将余电用完，再用正确方法充 放2－3次就可以恢复到最佳状态。
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3种工作状态：正常工作状态、过充电状态和过放电状态。
表：镍氢电池的电极反应及对应的标准电位
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氢的储存方法-用某些金属或合金来储存氢
➢氢的奇特性质，它会与某些过渡金属或合金形成金属氢化物。
工作状态
电极反应
镍 电 极 N iO O H + H 2O + e - N i(O H )2+ O H -
正常
氢 电 极 1 /2 H 2 + O H - H 2O + e-
总 反 应 1 /2 H 2 + N iO O H N i(O H )2
过充电
过放电 (反 极 )
镍 电 极 2 O H - 2 e- + 1 /2 O 2 + H 2O
气态储氢：
能量密度低 不太安全
液化储氢：
能耗高，常压下氢必须降温到摄氏零下 253℃才会变成液体
对储罐绝热性能要求高，保护层隔热设 备—托瓦瓶，防止液氢沸腾汽化。
液氢易逸散渗漏，会酿成火灾和爆炸事故。
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固态储氢的优势：
体积储氢容量高 无需高压及隔热容器 安全性好，无爆炸危险 可得到高纯氢，提高氢的附加值
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2） 电极材料 正极材料—球形Ni(OH)2
正极材料 Ni(OH)2是涂覆式Ni／MH电池正 极使用的活性物质。
电极充电时Ni(OH)2转变成NiOOH，Ni2+被 氧化成Ni3+
电极放电时NiOOH逆变成Ni(OH)2， Ni3+还 原成Ni2+ 。
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负极材料－储氢合金(MH)
用于Ni／MH电池负极材料的储氢合金应满足下述条件： (a) 电化学储氢容量高； (b) 在热碱电解质溶液中合金组分化学性质相对稳定； (c) 反复充放电过程中合金不易粉化； (d) 合金应有良好的电和热的传导性； (e) 原材料成本低廉。
+ 0 .4 0 1 -0 .8 2 9 ＋ 1 .2 3
-0 .8 2 9 -0 .8 2 9
0
当电池充满电后再继续 充电属于过充，由于正 极Ni(OH)2已基本全部 转化为NiOOH，电池 电位在此一温度达到平 衡值（最大值），此时 外部的恒定电流过充使 OH-氧化而产生氧气。
该反应产生的热量很 多，是导致电池整个体 系温度升高。故此时温 度存在急剧上升的现象。
氢电极 电池反应
2H 2O + 2e- 2O H - + H 2 氧氢化学复合
1 /2 O 2 + H 2 H 2O
总反应 不发生
镍 电 极 H 2O + e- O H - + 1 /2 H 2
氢 电 极 1 /2 H 2 + O H - e- + H 2O
总反应 不产生
E (V ) + 0 .4 9 0 -0 .8 2 0 1 .3 1 9
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镍氢电池的反应
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氢能开发
氢是自然界中最普遍的元素，资源 无穷无尽－不存在枯竭问题
氢和氧结合生成水。 －不存在污染问题，可
循环利用
1g氢燃烧后放出143 kJ热量。 －热值高
氢能的利用途径多－燃烧放热或电化学发电 氢的储运方式多－气体、液体、固体或化合物
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不同储氢方式的比较
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3）结构
圆柱形Ni／MH电池的结构示意
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在圆柱形电池中，正负极用隔膜纸分开卷绕在一起，密封在钢壳中。 在方形电池中，正负极由隔膜纸分开后叠成层状密封在钢壳中。
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长期不用的电池保存和恢复方法
➢镍镉电池和镍氢电池特性不同，保存方法不同。
➢镍镉电池应将电用完保存，所以一般新镍镉电池 是基本没有电的，需要自己来充。采用正确充电方 法，需要充放3－5次才能将电池恢复到最佳状态。
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图8 Ni／MH电池典型的温度曲线
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镍氢电池的优、缺点
循环寿命长，充放电 500次。 电池自放电速度较大，大电流快速充放电。 Ni／MH电池工作电压1.2V，与Ni／Cd电池具
有互换性等独特优势。 绿色电池，镍氢电池前景乐观，取代镍镉电池。 初始成本较高。 有爆炸的可能性。
7铅Biblioteka 电池的电极反应89
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发展中的新型二次电池
镍氢电池
锂离子电池
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1.3 金属氢化物镍电池
镍氢电池是新型的二次电池。 20世纪60年代末，发现储氢合金。储氢 合金在吸放氢的过程中伴有电化学效应、 热效应等。 1974年开始储氢合金作为二次电池负极 材料。 1987年试生产镍氢电池。 1990年，镍氢电池商业化。
第1篇 新型二次电池材料
第1章 新型二次电池概述 第2章 金属氢化物镍电池材料 第3章 锂离子电池材料
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第1章 新型二次电池概述
电池是一种利用电化学的氧化-还原反应，进行化学能-----电能之间转换的储能装置。
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电池的应用
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一次电池只能放电一次。 二次电池可反复充放电循环使用，可充电电池。
一次电池
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镍氢电池由正极，负极，隔膜纸，电解液，钢 壳，顶盖，密封圈等组成；
氢氧化镍正极，储氢合金负极；正负极用隔膜 纸分开卷绕在一起，密封在钢壳中；
电解质由水溶液组成，其主要成分为氢氧化钾。 KOH不仅起离子迁移电荷作用，而且参与了电 极反应；
利用氢的吸收和释放的电化学可逆反应。
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1）工作原理