基于MH/Ni电池的工作原理,作为负极活性物质的储氢电极,其性能应符合下述条件:①平台压力适中,一般在0.01~0.1MPa;②高的储氢能力;③平台区较宽,充放电性能稳定;④具有较好的抗蚀性,表面不易氧化,不易粉化;⑤稳定的构型和化学组成,在碱性电解质中化学性质稳定;反复充放电时容量衰减小,循环寿命长;⑥吸放氢速度快,快速充放电阻力(过电位)小;⑦活化容易;⑧在较宽的温度范围内充放电性能变化不大;⑨材料便宜,成本适宜,易实现工业化生产。
根据材料成分和结构的不同,目前研究和开发应用中的储氢电极合金主要可分为四种类型:稀土系AB5储氢合金,AB2型Laves相合金,Mg基合金和V基固溶体型合金。根据晶体结构的特点,目前开发较多的金属储氢材料可分为:以LaNis为代表的稀土系AB5型(CaCus结构);锆、钛系Laves相AB2型(MgCu2或MgZn2结构);钛系AB型(CsCl结构)以及镁系A2B、AB3型等几种。
其中AB5和AB2型储氢合金作为Ni/MH电池用负极材料已实现商业化生产。然而,AB5型储氢电极合金因受到其CaCu5型晶体结构的限制,本征储氢量不高(<1.4%质量分数),目前商品电极合金的放电容量一般只有300~320mAh/g,已接近其理论极限,无法适应进一步提高Ni/MH电池能量密度的发展要求。AB2型合金储氢容量比AB5型合金要高,为1.8%~2.4%,理论电化学容量最高可达到1018mAh/g,但存在电化学循环稳定性差,初期活化较困难等问题。

