解决镍氢电池中贵金属原料的替代问题

需求的背景和应用场景

镍氢电池作为一种高效、环保的二次电池，广泛应用于混合动力汽车、便携式电子设备、储能系统等多个领域。然而，当前镍氢电池的正负极材料和集流体材料中大量使用金属钴，这一贵金属原料不仅成本高昂，而且资源有限，对电池的广泛应用和成本控制构成了显著挑战。特别是在全球范围内对可再生能源和环保技术需求日益增长的背景下，降低镍氢电池的材料成本，提高其经济性，成为推动镍氢电池技术进一步发展和应用的关键。因此，本技术需求旨在通过产学研合作，探索并开发能够有效替代金属钴的新材料，以降低镍氢电池的材料成本，扩大其市场应用范围，促进节能减排和绿色能源的发展。

要解决的关键技术问题

本技术需求的核心在于寻找并验证能够替代金属钴的新型材料，以降低镍氢电池的材料成本，同时保持或提升电池的性能。具体需解决的关键技术问题包括：

1. 新型替代材料的研发：研究并筛选出具有与金属钴相似或更优电化学性能、且成本较低的新型材料，如金属合金、复合材料或非金属导电材料等，作为镍氢电池正负极材料和集流体材料的替代选项。
2. 材料性能优化：对新筛选出的替代材料进行性能评估和优化，包括导电性、耐腐蚀性、循环稳定性等方面的测试，确保替代材料能够满足镍氢电池的工作要求，且在不同工况下保持稳定的性能表现。
3. 电池工艺适配性研究：研究替代材料在镍氢电池生产工艺中的适配性，包括材料加工、电极制备、电池组装等环节的工艺调整，确保替代材料能够顺利融入现有电池生产线，降低生产成本和工艺复杂度。
4. 电池性能评估与验证：对采用替代材料的镍氢电池进行全面的性能评估，包括能量密度、充放电效率、循环寿命等方面的测试，验证替代材料对电池整体性能的影响，确保替代方案的有效性和可靠性。

效果要求

本技术需求期望通过产学研合作，实现以下效果：

1. 成本降低：成功开发出能够替代金属钴的新型材料，显著降低镍氢电池的材料成本，提高电池的经济性和市场竞争力。
2. 性能保持或提升：替代材料在保持镍氢电池原有性能的基础上，有望实现电池能量密度、充放电效率、循环寿命等方面的提升，进一步增强电池的实用性和耐用性。
3. 技术创新与产业升级：通过本技术需求的实施，推动镍氢电池材料技术的创新与发展，促进电池产业的升级和转型，为绿色能源和环保技术的发展提供有力支持。
4. 产学研合作成果：形成产学研合作的典范，促进科研机构与企业之间的紧密合作，加速科技成果的转化和应用，推动行业技术进步和产业升级。