球形Ni(OH)2电极的电化学阻抗研究

利用电化学阻抗方法研究了球形氢氧化镍电极的等效电路特征及其与电极荷电状态的变化规律。不同荷电状态的交流阻抗行为虽基本可用Randles电路来描述，但双电层电容和Warburg阻抗用常相角元件代替更加符合实际电极的情况。应用数理统计方法研究表明：在高荷电状态时电化学反应界面上可能存在不同于低荷电态时的较强的质子吸附。电荷转移电阻在低荷电情况下变化不明显，但在高荷电时明显增大；电极活化后比活化前，尤其高荷电态比低荷电态质子扩散阻抗激剧减小，满荷电态时的质子转移电阻约相当于活化前的1／10。     

Ni(OH)2表面包覆对MH/Ni电池性能的影响

用钴、钇、钙共沉积表面包覆处理的球形Ni(OH)2与未处理的球形Ni(OH)2制成两种10 Ah电池,对常温充放电、高温充电和低温放电进行测试.结果表明:球形Ni(OH)2经钴、钇、钙共沉积表面包覆处理,可提高电池的高温充电性能.     

纳米界面结构氢氧化镍的制备及其电性能

采用液相受控结晶沉淀法制备了纳米界面结构氢氧化镍材料, 重点考察了界面结构纳米化对目标化合物的物化性能及其电性能的影响, 应用SEM、循环伏安和恒电流充放电等方法对产物进行了结构表征和性能测试。结果表明, 氢氧化镍材料界面结构适度纳米化后, 材料的形貌结构得到进一步改善, 并且材料的放电容量和化成速度明显提高; 纳米氢氧化镍包覆层的含量占10%左右综合性能较好。     

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.     

球形氢氧化镍的微结构形成机制研究

通过扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）技术研究了在连续搅拌反应沉淀-结晶过程中生成的球形氢氧化镍的微结构形成机制.研究结果表明,在连续搅拌反应器中,小颗粒的聚集为氢氧化镍微粒生长的主要方式,聚集和重结晶过程进而影响球形氢氧化镍颗粒的表面和内部结构;宏观形貌为球形的每一个氢氧化镍微球由纳米片状氢氧化镍沿径向叠砌而成,纳米片状氢氧化镍晶粒之间相互连接形成三维网络结构;氢氧化镍微球表面结构显示由新生纳米晶氢氧化镍自组装聚集特征,同时微球内存在大量的孔隙.具备这种结构的球形氢氧化镍活性物质在Ni-MH电池的充放电过程中可能具有良好的力学稳定性及质子和电子传导性能.     

制备条件对球形Ni(OH)2物理性能的影响

研究了合成pH值、合成温度、陈化温度、干燥温度对球形Ni(OH)2物理性能的影响，结果表明：要制得物理性能较好（BET比表面、d001、FWHM101、I001／I101值较大，SO4^2-等杂质含量低）的球形Ni(OH)2，控制合成pH值为11．0－11．30、合成温度为50－60℃左右、陈化温度为65－80℃、干燥温度在115℃-135℃范围内较为适宜。     

β-球形氢氧化镍的微结构与热分解特征

利用热分析方法和扫描电子显微镜(SEM)对湿法制备的β-球形氢氧化镍的热分解特征及其与微晶形貌和大小之间的关系进行了研究。基于热分析数据,应用Arrhenius方程对氢氧化镍的失水热分解反应动力学进行了研究,结果表明:反应过程可能包括早期的由反应控制的阶段和后期的由扩散控制的阶段。随着组成氢氧化镍的球粒表面微晶大小和形态由粗粒片状至微细粒状变化,失水热分解温度降低,失水速率增大。因此,具有微细粒状边界模糊特征的氢氧化镍有更好的热传导性能并经测试证明具有更好的电化学活性。同时,良好的热传导性能将有利于MH-Ni蓄电池的高低温充放电特性的改善。     

连续工艺合成高纯碱式碳酸镍的研究

为得到高纯碱式碳酸镍,以电解镍新液为镍源,工业碳酸钠为沉淀剂,开展了连续反应工艺合成碱式碳酸镍的研究,并利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对产品的形貌和结构分别进行了表征。试验结果表明,在镍离子质量浓度50 g/L、反应温度55℃、pH值8.30、沉淀剂Na2CO3质量浓度120 g/L、停留时间25~30 h以及搅拌速度500 r/min的条件下进行合成反应,可得到一种类球形、致密且表面光滑的高纯碱式碳酸镍产品。     

镍粉对Ni（OH）2电极电化学行为的影响

利用恒电流充放电、循环伏安法研究了过量镍粉对Ni（OH）2电极电化学行为的影响,并用X射线衍射分析了放电后镍粉结构的变化。结果表明：电极中的镍粉在碱性电解液中会氧化成活性物质β—Ni（OH）2,从而对放电容量作出贡献,同时因氧化使导电性降低而影响Ni（OH）2的放电效率。利用镍粉作空白试验对照,将电极在第4～6周期的放电容量扣除镍粉的贡献可尽量准确地测定Ni（OH）2的放电容量。     

球形氢氧化镍的电化学特性及其湿法制备技术研究进展

综述了镍电极活性物质的结构及其充放电过程和机理等方面的理论研究现状, 介绍了湿法制备技术的发展概貌, 阐述了制备方法与氢氧化镍的结构及性能之间的有机联系。同时也对为进一步提高β 球形氢氧化镍的质量和电化学性能所需要解决的理论和实践问题提出了看法。