ICS 77.160 YS H 21 中华人民共和国有色金属行业标准 YS/T484--2005 金属氢化物 镍电池负极用储氢合金 比容量的测定 Method for measuring the discharge capacity of the hydrogen storage alloys as the negative electrode of the metal hydride-nickel battery 2005-05-18发布 2005-12-01实施 数码防伤 国家发展和改革委员会 发布 YS/T484—2005 前言 本标准为首次制定。 本标准由全国有色金属标准化技术委员会提出并归口。 本标准由全国有色金属标准化技术委员会负责解释。 本标准由北京有色金属研究总院负责起草。 本标准主要起草人：谢元锋、康志君、蒋利军、王玉民。 YS/T484—2005 金属氢化物 镍电池负极用储氢合金 比容量的测定 1范围 本标准规定了用恒电流法一模拟开口三电极体系测定金属氢化物一镍电池负极用储氢合金比容量 的方法。 本标准适用于AB，型稀土系储氢合金放电比容量的测定。其他类型储氢合金放电比容量的测定 亦可参照使用。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有 的修改单（不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据木标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T7160—1987微米级羰基镍粉 GB/T15100一1994金属氢化物镍圆柱密封碱性蓄电池总规范 3仪器设备 3.12 分析天平，感量0.1mg。 3.2油压机，允许使用的压力范围：≤240kN。 3.3电压表，0.5级，直流，输人阻抗≥1Mα。 3.4电流表，0.5级，直流，输人阻抗≥1MQ。 3.5小型点焊机。 3.6玛瑙研钵。 3.7Hg/HgO/6mol/LKOH参比电极。 3.8玻璃容器。 3.9粉末压制成型模具，见图1。 单位为毫米 上压头 模腔 上压块 粉末 压片 下压块 底托 图1粉末压制成型模具 YS/T484—2005 3.10电池及电极材料自动充放电测试仪，由计算机自动控制电池的充放电过程，允许使用的电流范 围：0mA~30mA，电压范围：0V~2V，最大充放电时间：4000min。 3.11水浴恒温槽，恒温范围：25℃5℃。 4试剂与材料 4.1 氢氧化钾溶液：6mol/L。 4.2储氢合金粉：纯度≥99.5%，粒度范围为74μm~150μm。 4.3碳基镍粉：化学成分和粒度应符合GB/T7160—1987的要求。 4.4金属镍网：孔径范围为125μm~180μm。 4.5金属镍带：厚度为0.1mm；宽度为4mm。 4.6 烧结氢氧化亚镍。 5测试原理 5.1 当有外电流通过模拟电池时，储氢合金负极与氢氧化亚镍正极发生氧化还原反应，反应方程式表 述如下： 充电： 正极：Ni(OH)2+OH- Ni00H+H20+e 放电 充电 负极：M+H20+e MH+OH 放电 MH+NiOOH 放电 5.2为便于准确测量储氢合金负极的放电比容量，设计模拟电池时应确保以下几点： a） 氢氧化亚镍正极比容量(C）与储氢合金负极比容量（C）之比大于2； b) 储氢合金负极中，作为导电添加剂的羰基镍粉与储氢合金粉的重量比为3：1； c) 氢氧化亚镍正极与储氢合金负极在电解液中应充分浸湿，浸溃时间为24h。 6测试装置 6.1测试装置见图2。装置图的设计规范参照标准GB/T15100-1994。 单位为毫米 二极柱极柱 极相 氢氧化亚镍对电极； 储氢合金负极： 3 -Hg/HgO/6mol/LKOH参比电极； 4- -6mol/LKOH电解液 图2模拟三电极电池测试体系 YS/T484—2005 6.2装置图的几点说明： a）为便于储氢合金负极双面放电，提高放电效果，装置采用两个氢氧化亚镍对电极，并与储氢合 金负极等距离平行放置； b）装置中的Hg/HgO/6mol/LKOH参比电极直通到储氢合金负极表面1mm～2mm处，以降 低测量误差； c） 储氢合金负极室与两个氢氧化亚镍对电极室之间为微孔连通，孔径为6um～10uμm。 7测试步骤 7.1储氢合金负极样品的制备 7.1.1压片 用分析天平准确称取重量比为1：3的储氢合金粉与羰基镍粉，于玛瑙研钵中充分混合均勾。称取 一定重量的上述混合粉，装人串16mm的模具中于80N/mm～100N/mm²压力下压制，保压1min， 然后卸压、脱模，即得到储氢合金与羰基镍粉的混合粉末压片样品。 7.1.2称重 清理压片表面，确保表面光洁、无毛刺。用分析天平称取压片重量W1，则储氢合金粉的重量 Wz-1/4Wi。 7.1.3制备 在混合粉末压片的上下方各叠放一块26mm×26mm镍网，用小型点焊机点焊压片四周的镍网， 然后在镍网的一边点焊一条宽4.0mm、厚0.1mm的镍带。至此，储氢合金负极样品的制备完成，见 图3。 图3储氢合金负极样品 7.2装配模拟三电极电池 按图2要求装配模拟开口三电极电池，注人6mol/LKOH电解液（用量盖过电极），固定电极于橡 胶塞上，并将整个装置放人水浴恒温槽中，在25℃士5℃的温度下搁置24h。 7.3测试方法 ，7.3.1导线连接 将模拟开口三电极电池的储氢合金负极和两个烧结镍正极分别与电极材料自动充放电测试仪相应 的电流、电压导线相连，建立测试系统。 7.3.2参数设置 打开计算机，进入测试系统进行参数设置。参数包括充放电电流密度、充放电时间、充放电后搁置 时间、放电截止电位等。 为综合考核储氢合金粉的活化、比容量和高倍率放电等电化学性能，充放电电流密度（1A)分别取值为 YS/T484—2005 65mA/g（循环20次）、150mA/g（循环10次）和300mA/g（循环10次）充电时间分别为6.5h、2.5h和 1.2h。充电后搁置时间为30min，放电后搁置时间为25min，相对于Hg/HgO/6mol/LKOH参比电极的 截止电位分别设定为640mV、600mV、600mV。 注：如对合金电化学性能有特殊要求，须对参数进行适当调整时，由供求双方协商确定。 7.3.3校准 用经校准的电压表、电流表监测通过电池的实际电流和实际电压，并与设备指示盘的电流、电压值 比较。指示值与实际测量值偏差不应大于士2%，否则，应中断检测，待查明原因并校准后方可继续 测试。 7.3.4测试 按7.3.2设置完参数后，整个测试过程均在25℃士5℃的恒温水浴槽中进行，并分别记录不同电流 密度、不同循环次数下的充放电时间（t)。实验数据按表1格式记录。 表1实验记录表 电流 实 验 放电 电流 实验 放电 比容量 容量 比容量 容量 密度 次数 时间 密度 次数 时间 mAh/g mAh/g mAh mAh N mA/g N h mA/g 1 1 2 2 3 3 4 5 5 150 6 6 7 8 8 9 9 10 10 65 11 12 2 13 3 14 15 5 300 16 17 7 18 8 19 20 10 YS/T484—2005 8结果表述 8.1容量计算 储氢合金放电比容量和放电容量的计算以65mA/g电流密度的测试数据为基准，分别由式（1)和 (2)求出。 = ..(1) C=W,XC比 ·(2) 式中： -一定温度、一定电流密度下，单位重量储氢合金的放电比容量，单位为毫安小时每克(mAh/g)； C比一 VI 模拟电池充放电电流密度，单位为毫安每克（mA/g）； 一定温度、一定电流密度下，储氢合金电极放电至截止电位的时间，单位为小时(h)； :C 定温度、一定电流密度下，储氢合金的放电容量，单位为毫安小时（mAh）； W一一重量，单位为克（g）)。 8.2测试曲线的绘制 以实验次数为横坐标，放电比容量为纵坐标，绘出三个电流密度下的放电比容量一循环次数曲线 图。在65mA/g曲线中的稳定值就是储氢合金的标称放电比容量。 检测报告 9 检测报告应包括下列内容： a）本标准号； b) 样品检测的时间、地点、委托检测单位的名称； c) 送检样品的编号与数量； d) 检测用试剂纯度、浓度、材料规格、设备牌号与允许使用的检测范围； e) 样品成型压力和压制方式； f) 测试条件：温度、充放电电流、充放电后搁置时间、放电截止电位等； g) 测试方法： h) 测试结果； i) 可能影响检测结果的其他任何因素； 本标准未作规定的附加条件。 j)