1、 对比镉镍电池和氢镍电池的密封原理。
密封镉镍电池使用过程中不必补加水和电解液，工作时没有气体析出，电池无需维护，密封需解决如何消除在正常充电时析出的气体。办法是：负极未充电的活性物质要过量，电池内有气室，便于氧气迁移，采用气体易于通过隔膜，以便氧气迅速向负极扩散，还应考虑偶然反极现象发生造成的危险，需添加防止正极析氢的物质。
镍电极不能吸收氢气，所以电池设计中要防止氢气产生，通常将负极容量设计高于正极，充电末期正极析出的氧气在负极上消耗，重新生成贮氢合金，造成负极始终处于未充满状态，避免了氢气的产生，实现电池的密封。在过放电情况下，正极上面析出氢气，由于负极析氧对其破坏性比较大，使合金粉化、氧化，造成电池失效，通常负极中有一定的放电储备电量，避免负极出现过放电析气现象。同时，负极也可以吸收过放电过程中正极析出的氢气，避免了过放电期间电池内部气体累积造成内压上升，实现了过放电期间的密封。
2、 对比镉镍电池和氢镍电池的特点。
镉镍电池：1)电解液只作为电流的传导体，浓度不起变化。
2)电池的充放电程度不能根据电解液的密度变化来判断，而是在充电时以电压的变化来判断。
3)在充放电过程中随着电化反应的加剧，在正极板上析出氧气，负极板上析出氢气。
4)密封式隔镍电池在制造时使负极板上物质过量，以避免氢气的析出，而在正极上产生的氧气因电化作用而被负极板吸收，防止了蓄电池内部气体聚集，保证了蓄电池在密封条件下正常工作。
氢镍电池：1) 质量比能量高于其他水溶液蓄电池。(2)在各种免维护蓄电池中体系寿命最长。
(3)耐过充和过放电能力强。(4)通过电池内部氢气压力可得知电池的荷电状态。(5)由于采用***催化剂，致使电池成本高。
(6)自放电较大，与电池内部压力正相关。(7)体积比能量低。
储氢材料研究综述。
氢能作为新型、高效、洁净的二次能源，是人类社会实现可持续发展的绿色能源载体。因氢气的密度低，在氢能的利用中，氢气的储存一直是世界难题。储氢材料主要有储氢合金和碳质材料等。
本文对几种储氢材料的储氢性能及其研究进展作一综述。
1.储氢合金。
selvam p 等[1] 研究表明， 某些金属具有很强的捕捉氢的能力。在一定的温度和压力条件下， 这些金属能够大量吸收氢气， 反应生成金属氢化物同时放出热量， 将这些金属氢化物加热， 它们又会分解将储存在其中的氢释放出来。这些会吸收氢气的金属， 被称为储氢合金。
理想的贮氢金属氢化物应具有如下特征： (1) 贮氢量大， 能量密度高； (2) 氢解离温度低， 离解热小； (3) 吸氢和氢解离的反应速度快； (4) 氢化物的生成热小； (5) 质量轻、成本低； (6)化学稳定性好， 对o2、h2o 等杂物呈惰性； (7) 使用寿命长[2] 。
1.1 稀土系储氢材料。
稀土系储氢材料(ab5 型) 以lani5 为代表，它是由荷兰飞利浦公司最早研制的[7]。它被广泛应用于电极活性材料，目前可被用作镍铬电池的负极，其与氢气反应可以生成lani5h6。lani5 具有优良的吸放氢热力学和动力学性能，当放氢温度高于40℃时放氢就很迅速，易于活化，可以实现常温条件下吸放氢，对杂质的敏感性小。
但是其储氢质量分数较低，仅为1.39%，在吸放氢时晶格体积会发生变化，导致粉化和循环寿命变短，并且**昂贵。一般采用原子半径较大的ce、nd、pr、sm、gd、er 等元素部分代替lani5 中与h 具有亲和性的la 元素，以提高稀土合金的稳定性，降低稀土成本；采用mn、al、cu、si、ti、ca、co、cr、v、zr、fe 等取代ni[3-6]，以降低分解稀土储氢材料有富镧和富铈两种，其中富镧储氢合金具有较大的电化学容量，富铈储氢合金具有较长的循环寿命[7-8]。
稀土系储氢合金的制备主要采用合金熔炼法、熔体快淬法、机械合金化法[9]、气体雾化法。制备过程中要使合金分散均匀，防止偏析现象，不同方法制备出的稀土储氢合金具有不同的特点。
1.2 钛系储氢材料。
钛系储氢合金以tife(ab 型) 为代表，除tife 外，其余都为ab2 型l**es相。目前，很多金属化合物都可以做ni-mh蓄电池的负极，而ti 合金与mg 合金是研究的重点。钛系合金对吸放氢温度要求较低，在室温下即可进行。
tife 储氢时活化较难，且容易因h2o 和o2 等中毒。为了克服tife 储氢合金活化难的缺点，采用ni 取代fe 制成tini 合金，这种合金具有优良的储氢性能，反应速度快，具有一定的机械强度[10]，但是仍然具有放电不完全等缺点。例如，tini 的理论储电容量为350mah/g，而实际放电量为180mah/g，而zr(ti) 基ab2型l**es 相却具有很好的放电性能。
等人发现ti12.5zr21v10cr8.5mnxco1.
5ni46.5-x(ab2 型) 合金的储氢性能和放电性能均有所增加。
1.3 锆系储氢材料。
锆系合金(ab2 型)。常规zr 基合金主要有c15 立方体l**es 相，c14 六边形l**es 相和非l**es 相，只有前两种可以用于储氢材料。zr 系储氢材料以zrmn2、zrv2、zrcr2 为代表，具有反应速度快，没有滞后，循环寿命长等优点。
但是锆系储氢材料表面易形成质密的氧化膜，抑制了氢气在其表面的解离并向晶格内部扩散的速率，导致活化困难，为了改善其性能，常添加ti、ni、mn、cr、v 等。 等人对zr 基ab2 型储氢材料做了大量的研究，发现纳米zr 系储氢材料可以很好地应用于镍氢电池系统，为纯电动汽车(pev) 和混合动力电动汽车(hev) 提供动力。
1.4镁系储氢材料。
镁系储氢材料是最有发展前景的一类储氢材料，因为mg的**便宜，密度小，且储氢量高，理论储氢量可达到7.6wt%。单质镁可以与氢气在高温条件下反应生成mgh2，但是纯镁生成mgh2 的生成焓较大，吸放氢动力学性能较差，从而导致其氢化物过于稳定，吸放氢温度提高( 通常在300℃以上)，限制了镁系储氢材料的使用。
mg2ni 所需的放氢温度低，但是储氢量也有所降低。atias-adrian[13] 等人用机械活化自蔓延高温合成法(mashs) 制备mg2ni，其放氢温度为250℃，储氢容量为3.5wt%。
在mg2ni 材料的基础上进行了大量的研究。一般加入mn[14]、la、ti[15]、zr、al[16]、cr、co 等元素可以提高其储氢容量及放电性能。有研究表明在镁基储氢表面形成一层很薄的氧化物层，可以促进h-h 键的断裂增强其吸氢能力。
jianzheng song[17] 向mg2ni 中加入la2o3、cao 球磨制mg2ni5wt%la2o3-5wt%cao，研究发现该材料吸放氢热力学稳定性减小，放氢温度为197℃低于纯mg2nih4 储氢材料放氢温度，吸放氢量也有所增加。由于c 材料如石墨、活性炭等对h 原子有一定吸附作用，加入储氢材料中能够对储氢性能起到一定的积极作用。杨敏建[18] 等人向mg 粉中加入杏壳活性炭进行球磨，发现杏壳活性炭能够有效防止镁粉的冷焊，起到一定的助磨、润滑作用，同时提高了其储氢性能。
向mg 基储氢材料中加入金属间化合物也可以提高其储氢性能。berezovets, vv 等人[19] 向镁基纳米材料中以球磨的方法加入zr4fe2o0.5 金属间化合物，发现储氢反应速率增加4 倍，放氢温度有所降低，且可以延长循环寿命。
2.碳质材料。
碳质材料是近年来出现的一种新型储氢基质。很多学者对碳质材料的储氢机理进行了研究， 目前普遍认为碳质材料的储氢机理以物理吸附为主。
2.1 碳纳米管。
与金属储氢相比， 碳纳米管储氢具有容量大、释氢速度快， 可在常温下释氢等优点； 储存在碳纳米管中的氢以氢气分子的形式存在。根据构成管壁碳原子的层数不同， 碳纳米管( cnt ) 可分为单壁纳米碳管( swnt ) 和多壁纳米碳管( mwnt) 。单壁管具有优良的储氢性能。
dil lon 等[20] 采用tpds( 程序控温脱附仪) 测量swnt 的载氢量， 从实验结果推测在130k、4 # 104pa 条件下的载氢量为5%~ 10% ,并认为swnt 是唯一可用于氢燃料电池汽车的储氢材料。这是世界上关于碳纳米管储。
氢的第一篇报道。随后他们在真空状态下970k 脱气并用水蒸汽氧化以使纳米管开口， 用t pd 法测得的储氢量有了显著提高[21] 。ntzenadel 等认为， 纳米碳管可以用作储氢电极， 有望弥补传统镍氢电池比能量密度较低的缺陷。
chambers 等发现， 纳米碳管内每个碳原子可以吸收9个氢原子， 他们采用电弧法生成的纳米碳管为电极材料， 结果表明单壁纳米碳管电极具有较高的稳定性， 其容量保持率要高于多壁纳米碳管， 同时充放电过程中不会出现如金属储氢电极那样的相结构变化， 不但可以过放电， 而且电池可逆性及循环寿命都有较大程度的提高。在较低的放电电流下， 电极容量可达到110mah/ g ,是目前电化学储氢性能最好的一种碳材料， 如果能够进一步提高纳米碳管的纯度， 就有可能实现更高的储氢容量。takagi 等[22] 研究表明， 用硝酸处理swcnt 能显著提高其储氢量， 他们认为酸处理可以增加高反应活性的氢气吸附点数量， 而这些吸附点可以在管中也可能在管间的空隙位置。
多壁管同样具有优异的储氢性能， zttel 报道mwnt 在77k 的吸氢量可达55%, 但在室温下却降到了0.6% ,因此认为氢气在碳纳米管上的吸附只是表面现象与氢气在高表面石墨上的吸附相似。他还认为， 碳纳米管的弯曲对吸附能有影响， 但是对氢气的吸附量没有影响， 吸氢量只与碳纳米结构的表面积有关 。
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