1.电解液

电解液作为电池的重要组成部分，电解液的组成、浓度、用量以及杂质的含量都会对电池的性能有着至关重要的影响，将直接影响到电池的容量、内阻、循环寿命、内压等参数。镍氢电池的电解液一般是采用氢氧化钾的水溶液，有的还会加入少量的氢氧化锂和氢氧化钠。一般认为镍氢电池镍正极在长期充放电循环过程中，Ni（OH）₂晶粒会逐渐团聚变大，影响反应动力学，造成充电困难，在电解液中加入少量的LiOH，可以使Li离子吸附在Ni（OH）₂颗粒的表面，从而阻止颗粒之间的团聚长大，提高电极活性物质的利用率。此外Li的存在还能防止电极膨胀、提高电极循环的稳定性、提高电极的析氧电势、提高Ni（OH）₂的充电效率。加入NaOH则是为了在大电流放电时提高活性物质的利用率。电解液的组成对电池性能的影响结果见表12-6。

表12-6 电解液组成对电池性能的影响

（续）

由上可知，电解液的密度应该控制在1.2～1.4kg/dm³，其中KOH的量应在66%以上，NaOH的量在30%以下，LiOH在2%～4%范围内。

电解液中存在的少量杂质也会对镍氢电池的性能产生影响。空气中的CO₂会与电解液反应生成碳酸盐，碳酸盐会在电极表面形成钝化膜，提高电池内阻，降低电池容量。电解液中本身存在的氯化物、硫化物、铁盐、硅酸盐和有机物也会影响电池的性能。在充放电过程中，氯化物会造成电极的腐蚀；硫化物会形成枝状物，造成电池短路；铁盐会降低电极析氧电压，使充电效率下降；硅酸盐会造成电池容量的损失；有机物则会发生一些副反应。因此在电解液的配制过程中，要严格控制电解液中杂质的含量。

2.隔膜

隔膜置于电池正、负极之间，是使电池的正、负极分离开的材料。隔膜使正、负极上的氧化还原反应分开完成，防止电池正、负极的活性物质相互接触，造成短路，但是允许电解液中的离子自由迁移，从而在内电路中产生电流。隔膜的好坏直接影响到电池充放电的电流与电压、比能量、比功率、循环寿命及耐冲击性能^[27-29]。镍氢电池中隔膜在循环过程中逐渐干涸是电池性能衰减的主要原因。如何改进隔膜的性能，是提高镍氢电池寿命的有效方法。(www.daowen.com)

隔膜的吸碱量、保液能力和透气性是影响电池寿命的关键因素。目前在镍氢电池中使用的隔膜主要有尼龙纤维、聚丙烯纤维和维纶纤维等。

尼龙纤维隔膜一般采用尼龙-6、尼龙-66制造。尼龙纤维隔膜具有良好的润湿性和较好的保液能力，隔膜的比电阻小而且机械强度高，因此被广泛应用。但是尼龙纤维在碱液中的化学稳定性较差，纤维中的酰胺键在浓碱及高温（50℃以上）下容易水解，水解产生的氨能够导致电池的自放电加剧，因此尼龙纤维隔膜的使用寿命，尤其是在较高温度下的寿命是影响电池寿命的主要限制因素。

丙纶（聚丙烯）纤维隔膜强度高，耐碱性能优良。丙纶因制造工艺简单、耗能小、无污染而大量用于电池隔膜材料。丙纶纤维隔膜的吸碱率和吸碱速率都不如尼龙纤维隔膜，这是由于尼龙纤维中的酰胺键具有极性，很容易被氢氧化钾电解液浸润，而丙纶纤维中则没有强极性基团。为了改善丙纶纤维的吸碱性能，常采用浸湿法和改性法来进行处理。浸湿法是采用表面润湿处理的丙纶纤维，可以提高其吸碱速率，但是润湿剂耐碱性较差，导致电池性能不稳定。改性法则是在丙烯聚合过程中，加入少量的丙烯酸共聚，使聚丙烯分子中含有丙烯酸基团，由于羧基的存在使丙纶纤维更容易被氢氧化钾电解液浸润，从而提高隔膜的吸碱率和吸碱速率。

维纶（聚乙烯醇缩醛）纤维具有较好的耐碱性能，而且由于聚乙烯醇缩醛分子中含有少量羟基，因此对电解液的浸润性能和保持能力较好。因为维纶纤维不是热塑性纤维，不能采用热轧法制造，而采用黏合剂对维纶纤维网进行补强的方法来生产。维纶纤维在经黏合剂浸渍，然后经过挤压除去过量的胶黏剂，使胶黏剂在纤网中分布更加均匀。

3.导电剂和黏合剂

镍氢电池正极的活性成分Ni（OH）₂是P型氧化物半导体，导电性较差。在氢氧化镍电极放电时生成的Ni（OH）₂会在NIOOH和集流体之间形成阻挡层，从而增加整个电池的内阻，减小放电深度，降低活性物质的利用率。因此，提高活性物质颗粒之间的导电性对提高活性物质利用率有着重要的作用。实际过程中，一般采用的方法是在制备镍电极的过程中，在活性物质中加入导电剂来提高电极的导电性。

镍电极常用的导电剂主要有石墨、乙炔黑、燃烧碳和金属镍粉等。目前一般是将活性物质、添加剂和导电剂等机械混合之后涂膏、压片来直接制备镍电极。对于这种添加方式，上述导电剂中，镍可以使氢氧化镍电极具有最好的电化学性能，主要是因为镍的加入使氢氧化镍电极的电化学反应电阻最小，质子扩散最容易，而且镍还可以强化镍电极上的吸氧极化，从而提高氢氧化镍电极的电化学反应可逆性。

导电剂对镍氢电池的正极也具有十分重要的作用，导电剂的加入使充放电过程中电流在电极中的分布更均匀，减少了电极的电化学极化，提高活性物质的利用率。由于石墨的比表面积大于镍粉，且石墨的硬度较小，电极在压制之后，石墨与合金粉末的接触更加紧密。因此以石墨为导电剂的电极在小电流充放电时活性物质的利用率较高，活化较快，容量较高。但是镍粉对于正极上的电化学反应具有很强的催化作用，从而使电极的反应活性提高，电化学阻抗较小。而且石墨与合金粉末之间密度差异较大，不易混合均匀，不利于电极的加工。在大电流放电时，镍粉对于电化学反应的催化作用更加明显，以镍粉作导电剂时，电极的大电流放电能力较强。工业中常采用混合导电剂，同时适合于小电流和大电流放电。

黏结剂对镍氢电池的容量、循环寿命、内阻等都有着重要的影响，一般为高分子聚合物。黏结剂的主要作用是黏结活性物质，通过将活性物质和电极基体黏合在一起，一起来保证电极成型和正常充放电。黏结剂加入太少，会使黏结强度降低，在充放电循环过程中，活性物质会从电极表面脱落，从而导致电极容量下降，循环稳定性降低。如果黏结剂加入过多，虽然可以保证电极的黏结强度，但是会降低电极的导电性，并且会使电极活化变慢，并且会增大电极的极化作用，导致容量和电压的下降，电极在大电流下的放电能力变差。一般实际过程中，在保证电极黏结强度的情况下，应该尽量降低黏结剂的用量，使电极达到最佳的性能。