文 献 综 述

一　引言

储氢合金(Hydrogen Storage Alloy 简称HSA)材料始于1958 年ZrNi 储氢合金的发现，1982 年美国Ovonic 公司申请将储氢合金应用于电池电极制造之专利，使得此材料受到重视。同年日本也开始进行储氢合金及镍氢电池的研究，到1985 年荷兰菲利浦公司突破了储氢合金在充放电过程中容量衰减的问题，才使得储氢合金在镍氢电池负极材料上的应用脱颖而出。1990 年用于镍氢电池负极材料的储氢合金由日本首度研制成功，具有高体积、高重量能量密度的镍氢电池商品化产品上市，从而解决了影响镍氢电池性能的关键问题。目前储氢合金更因其特性成为燃料电池既安全又有效的氢气储存方式之一。

储氢合金顾名思义就是可以储存氢气的合金。氢是化学周期表内最小最活泼的元素，不同的金属元素与氢之间有着不同的亲和力。将与氢之间有强亲和力的A 金属元素与另一与氢之间有弱亲和力的B 金属元素依一定比例熔成A_xB_y合金，若A_xB_y合金内A 原子与B 原子排列的非常规则，且介于A 原子与B 原子间的空隙也排列得很规则，则这些空隙很容易让氢原子进出。当氢原子进入后形成A_xB_yH_z的三元合金，也就是A_xB_y的氢化物，此A_xB_y合金(主要包括AB、A₂B、AB₂、AB₃、AB₅、A₂B₇)即称为储氢合金^[1]。

未来储氢合金发展方向，除了以现有合金材料为基础，利用添加微量元素、改变合金组成比例，或改变合金结构(例如纳米化)等方式，以改进合金特性外，开发新的合金也是主要的趋势之一。随着储氢合金种类的增加和特性的不断改进，在镍氢电池以外的大型、小型燃料电池等领域，氢气储存应用范围日益扩大，将带来极大的经济效益，并有很好的发展前景。

二 Ni/MH电池

2.1 Ni/MH电池的发展

自1973年开始LaNi₅已经被作为二次电池负极材料进行研究^[2]。1984年荷兰飞利浦公司研究解决了储氢材料LaNi₅在充放电过程中容量衰减的问题，使Ni/MH电池的研究进入实用化阶段^[3,4]。80年代后期，性能优良、价格低廉的混合稀土-镍系(MmNi₅)储氢材料开发成功并投入批量生产，从而使Ni/MH电池逐步实现产业化。我国于20世纪80年代末研制成功电池用储氢合金，1990年研制成功AA型Ni/MH电池，并已经达到国际先进水平。

由于Ni/MH电池的价格低廉，使得Ni/MH电池在2004年重新进入笔记本电脑市场，同时Ni/MH电池用在电动工具、数码相机、电动自行车、移动电话等中。对于电动汽车，现在全世界都在积极研究开发燃料电池车，虽然有实用化的可能，但目前成本很难接受。从成本和安全性方面综合考虑，低污染的混合型汽车动力电源的主流为Ni/MH电池。随着应用市场的变动，Ni/MH电池研究开发的重点，由原来的高容量化转移到电池的高功率化和长寿命。为实现电池的高容量化和高功率化，开发新型材料的余地很小，目前主要集中在现有材料的改良和电极集电体的开发上^[5]。而我国在”863”计划的推动下，Ni/MH动力电池作为电动力汽车和电动工具方面应用的研究已经取得了一定的成就，目前Ni/MH电池逐步向高能量和高功率型双向发展^[6,7]. 。