掺杂金属离子的氢氧化镍的电化学性能

通过共沉淀结合水热处理法,合成了不同金属离子(Ar+、Zn2+)掺杂的正极材料氢氧化镍[Ni(OH)2].用XRD测试分析样品的结构,用恒流充放电、循环伏安及交流阻抗等测试研究样品的电化学性能.单独掺杂Zn2+,得到以β-Ni(OH)2结构为主的电极材料;单独掺杂Al3+或共同掺杂Ar+和Zn2,可以获得α-Ni(OH)2的结构.共同掺杂Al3+和Zn2+的Ni(OH)2,循环稳定性好,单个镍原子交换的电子数多,最大为1.93个,且电荷转移和质子扩散阻力小.     

碳纤维微盘电极上Ni(OH)2的电化学性能

研究了以碳纤维微盘电极为基底、用电化学沉积法制备的Ni(OH)2的电化学性质,测定了在碳纤维微盘电极以及Pt微盘电极上形成的Ni(OH)2的部分电化学参数。结果表明:碳纤维材料具有稳定Ni(Ⅳ)存在的作用,使Ni(Ⅲ)较易转变为Ni(Ⅳ),并能减小析氧反应对Ni(OH)2电极充电性能的影响;在碳纤维基底材料上沉积的Ni(OH)2的质子扩散系数和交换电流密度均大于以Pt为基底材料沉积形成的Ni(OH)2的。Ni(OH)2的电化学性质不仅与其自身有关,还与基底材料的特性有着密切的关系。     

锂离子电池正极材料LiFePO_4掺杂改性研究进展

橄榄石型LiFePO4是近年发展起来的一种锂离子电池正极材料,但是LiFePO4的电子电导率极低,Li+扩散速度慢,限制了其实用化,其中一种很有效的方法就是在LiFePO4的晶格中掺杂金属离子,使其产生晶格缺陷,促进Li+扩散,改善晶体内部的导电性能。综述了LiFePO4近几年离子在Li(M1)位和Fe(M2)位掺杂的研究进展。     

掺钇球形Ni(OH)2的合成及高温性能研究

通过络合沉淀的方法制得了含钇的球形Ni(OH)2,研究了掺杂Y3 后的球形Ni(OH)2在不同温度下的充放电性能.试验结果表明:常温下含钇的球形Ni(OH)2的放电比容量比普通球形Ni(OH)2稍低,但随着温度的升高,它的放电比容量要比普通球形Ni(OH)2高很多,一般在25%以上.掺杂钇提高了球形Ni(OH)2的高温性能.     

掺杂α-Ni(OH)2的电化学性能研究

氢氧化镍是碱性蓄电池的正极活性物质 ,为了改善镍系列电池的性能 ,对掺杂α Ni(OH ) 2 的合成工艺和电极的电化学性能进行了研究。将氢氧化镍制成镍正极 ,与贮氢负极制成MH Ni电池 ,通过与其它几种球型氢氧化镍在 0 .2C、1C率放电性能的比较 ,讨论了此材料的优势。结果表明此掺杂α Ni(OH ) 2 具有较高的放电平台 ,且放电曲线非常平坦 ,非常适合作为动力电池材料     

共沉淀法掺杂离子氧化钙吸收剂脱硫反应机理

利用共沉淀法设计制备了晶格内掺有不同半径杂离子的CaO吸收剂,研究了杂离子类型对脱硫反应的影响;基于离子晶体内原子扩散的空位缺陷理论,获得了掺杂不同半径离子对硫化产物层离子扩散影响的整体规律,并利用傅氏转换红外线光谱分析仪(扫描电子显微镜)和X射线衍射仪对掺有不同半径杂离子的CaO吸收剂进行分析。结果表明:掺杂Ba~(2+)后的CaO吸收剂脱硫性能最佳,而掺杂Mg~(2+)的效果最差;设计样品中实现了杂离子与Ca~(2+)原子水平的掺混;杂原子掺入引起了CaO相应的晶格畸变,大半径杂离子能增加晶体中的空位点缺陷数量,提高吸收剂脱硫性能,而小半径杂离子则对产物层固态离子扩散无促进作用。     

Ni(OH)2电极交流阻抗与放电容量的关系

利用交流阻抗和恒电流充放电技术研究了Ni(OH)2电极交流阻抗与放电容量的关系.分析了球形Ni(OH)2电极极化过程的动力学和阻抗特征,并应用数理统计方法研究了镍电极的电荷转移电阻和质子扩散阻抗对电极放电容量的影响.研究表明:放电容量与不同荷电状态的电荷转移电阻和质子扩散阻抗的相关性不同,在全放电态时放电容量与上述阻抗的相关性最强,均表现为负相关,但放电容量与质子扩散阻抗的相位角正相关.     

镁掺杂氢氧化镍的结构和电化学性能

采用化学共沉淀法制备出不同含量Mg掺杂的氢氧化镍样品.应用X-射线衍射(XRD),傅里叶变换红外光谱(FTIR)和热重分析(TG)手段对样品的结构进行了表征,并用循环伏安法研究了样品的电化学性能.结果表明:与Mn、Al等元素掺杂到一定含量后使Ni(OH)2晶型由β型转化为α型不同,即使Mg掺杂含量达到30%,样品仍为β型.但样品晶格产生畸变,晶粒尺寸随Mg含量的增加先变小后增大,电化学性能随Mg含量的增加先变好后变坏.Mg最佳含量为5%左右,此时OH-数量增多,产生了大量的晶格畸变,C轴拉长,有利于质子扩散系数的变大,增强了反应的可逆性,提高了电极充电效率和活性物质的利用率,从而改善了电极的电化学性能.     

氢氧化镍材料制备的研究进展

对氢氧化镍[Ni(OH)_2]的制备方法,如液相沉淀法、均相沉淀法、水热法、氧化法、高压水解法、离子交换树脂法、微乳液法、电解法和机械化学合成法等进行叙述;阐述制备工艺对产物结构、形貌、尺寸和容量等方面的影响。进一步综述掺杂Ni(OH)_2制备工艺方法并分析添加元素对Ni(OH)_2结构、容量、电化学性能的影响;讨论制备改性Ni(OH)_2过程中p H值、CO32-对Ni(OH)_2颗粒尺寸与形貌的影响。展望纳米Ni(OH)_2和掺杂Ni(OH)_2的应用前景。     

锂电池正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2掺杂改性研究进展

层状结构的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料具有性能优异,环境污染小,毒性低以及高温稳定性好等优点,但其结构中阳离子混排现象以及结构的稳定性严重制约了其循环性能,其中一种很有效的方法就是在LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的晶格中掺杂各种离子,促进Li+扩散以及提高该材料的循环性能。综述了Mg、Al、Cr、F等阴阳离子掺杂以及阴阳离子复合掺杂对于LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料在结构、形貌、放电性能等方面的影响,重点突出了元素掺杂手段对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2结构中Ni2+/Li+阳离子混排、结构稳定性、充放电效率以及循环性能方面的改善,并对此类掺杂改性手段进行总结及展望。     

化学镀钴Ni(OH)2电极的电化学行为

以化学镀钴前后的Ni(OH)2粉末为活性材料,以泡沫镍为基体,制得Ni(OH)2电极.采用循环伏安法(CV)研究了这两种电极的电化学行为,测定了H+在Ni(OH)2电极中的扩散系数.     

镍电极电化学性能研究——电镀钴层和添加二氧化锰的影响

通过充放电曲线和交流阻抗谱的测定及循环伏安试验 ,探讨了添加二氧化锰和在镍箔上电镀钴层对氢氧化镍粉末压制的镍电极性能的影响。结果表明 ,镍箔上的镀钴层在充电过程中可被氧化为导电性良好的CoOOH ,为氢氧化镍粒子与镍基体之间提供良好的电子通道 ,CoOOH也可通过迁移、扩散 ,在氢氧化镍粒子之间提供良好的电子通道 ,从而降低电极的扩散电阻 ,增加其质子导电性 ,提高Ni(OH) 2 /NiOOH的氧化还原可逆性 ,提高活性物质的利用率及镍电极的放电容量 ;而二氧化锰和钴镀层的协同作用可进一步提高电极的扩散传质性能 ,显著提高其容量和容量保持率     

锂离子蓄电池正极材料LiNi0.8MgxCo0.2-xO2的制备及性能

采用控制结晶法合成了Ni0.8Co0.2(OH)2,然后将其与Mg(NO3)2和LiNO3作用,生成胶状物前驱体,再经高温固相反应制备了LiNi0.8MgxCo0.2-xO2。由此得到的正极材料LiNi0.8MgxCo0.2-xO2 经X射线衍射、循环伏安、充放电实验等技术测量,分别对其结构形貌、电化学性能及电池的容量特性,进行了分析和讨论。结果表明:对LiNi1-xCoxO2掺入Mg2 增强了材料层状结构的稳定性,改善了其循环稳定性能。LiNi0.8Mg0.045Co0.155O2正极材料首次放电比容量达174 mAh/g, 30次循环充放电后保持初始放电比容量的93.8% 。     

MH-Ni 电池中正极材料的应用基础研究

主要研究了含钴添加剂对Ｎｉ（ＯＨ）２活性及结构的影响。对Ｎｉ（ＯＨ）２进行Ｘ射线衍射结构分析（ＸＲＤ）表明，含添加剂Ｎｉ（ＯＨ）２的晶体有序性差，含更多的晶格缺陷。由热重分析（ＴＧＡ）表明，含添加剂的Ｎｉ－（ＯＨ）２晶格中含有结晶水，其电化学活性的提高与此有关。用循环伏安法对粉体Ｎｉ（ＯＨ）２电极在ＫＯＨ水溶液中进行了研究，结果表明，添加剂能改善电极反应的可逆性。     

球磨AB5/Ni复合贮氢合金的电化学性能

研究了AB5型稀土贮氢材料Mm(NiMnCoAl)5与10%的Ni混合球磨(150 r/min)1 h后的复舍贮氢合金的晶体结构和电化学性能.结果表明:复合贮氢合金由CaCu5型LaNi5相和单质Ni相组成,活化性能得到改善,高倍率放电性能有所提高;0.2 C、3 C放电比容量分别从稀土贮氢材料的272.8 mAk/g,247.2 mAh/g增加到289.8 mAh/g、273.6 mAh/g,容量保持率从稀土贮氢材料的90.6%提高到94.4%.     

钒掺杂对Li4Ti5O12性能的影响

采用固相反应法合成了锂离子电池负极材料Li4-xVxTi5O12(x=0,0.1,0.2),研究了钒掺杂对其晶格结构、相组成和颗粒形貌以及电化学性能的影响。结果表明:钒的掺杂增大了Li4-xVxTi5O12的晶胞参数,降低了晶格的规整度,增大了合成Li4-xVxTi5O12的颗粒度;同时随着钒掺杂量的增加,Li4-xVxTi5O12在高倍率下的循环稳定性增加,电极极化程度变小。Li4Ti5O12在3.0C下的比容量衰减迅速,但Li4-xVxTi5O12(x=0.1,0.2)在3.0C下仍保持很好的循环稳定性。钒的掺杂降低了Li4Ti5O12的比容量,这与钒在晶格中的存在形式以及掺杂试样较大的颗粒度有直接关系。     

纳米复合氢氧化镍电极研究

纳米氢氧化镍材料是一种高效的镍电极材料 ,纳米级镍电极的制备方法对镍电极电化学性能的影响很大。研究结果表明 :分散处理的纳米氢氧化镍颗粒制备的镍电极在容量与放电平台方面高于未处理的电极 ;纳米复合镍电极的电化学性能优于纳米镍电极。分散处理的纳米氢氧化镍颗粒组装而成的纳米复合镍电极电化学性能超过了常规球镍电极。纳米颗粒团聚的减轻与纳米颗粒的流动性 ,使纳米复合电极的导电性能与质子传导性能明显改善是分散处理纳米复合镍电极具有优良电化学性能的原因。     

覆Co型Ni(OH)2的性能研究

制备了覆Co型的Ni(OH ) 2 ,并对原粉和包覆粉进行了比较研究。结果表明 :包覆Co的Ni(OH ) 2 比原粉在电化学性能上有较大的提高。覆Co能改善正极主反应充电效率 ,大大提高电极初始电容量 ,减缓衰降。包覆粉中Co化合物与Ni(OH) 2 颗粒结合紧密 ,在将来的电池制作中 ,可使包覆粉在极片涂膏时 ,容易涂入更多的活性物质 ,即提高活性物质填充量 ,进而提高电池的容量。     

Mg掺杂对LiNi_(0.6)Co_(0.15)Mn_(0.25)O_2电化学性能的影响

以氢氧化钠为沉淀剂,氨水为络合剂,通过氢氧化物共沉淀法制得前驱体,然后高温煅烧,合成锂离子电池正极材料Li(Ni_(0.6)Co_(0.15)Mn_(0.25))_(1-x)Mg_xO_2(x=0、0.01、0.02、0.03和0.04)。通过XRD、循环伏安、电化学阻抗谱(EIS)和恒流充放电等测试,研究Mg掺杂对材料性能的影响。适量的Mg掺杂可降低材料阳离子混排度,提高材料的循环性能及倍率性能。Li(Ni_(0.6)Co_(0.15)Mn_(0.25))_(0.98)Mg_(0.02)O_2的电化学性能较好,以0.1 C在2.7~4.3 V循环,首次放电比容量高达190.9 mAh/g;1.0 C循环30次的容量保持率为90.07%。     

同时添加Ba和Co对镍电极性能的影响

研究了Ba和Co同时添加对镍电极和MH/Ni电池电化学性能的影响,结果表明:Ba和Co同时添加与单添加Co相比更进一步提高了镍电极的析氧电位,从而提高了镍电极的充电效率和MH/Ni电池的放电容量和大电流放电能力。