正极材料 Ni(OH)_2 制备工艺的发展动态

综述了国内国外７种关于正极材料Ｎｉ（ＯＨ）２的制备工艺方法，其中大部分为国外新近几年的专利报道。详细介绍了各种方法的工艺制备过程、工艺条件以及工艺原理。详述了７种工艺方法的主要特点。给出了各种工艺在实际应用时的适用条件及对原料和设备的要求。水溶液法是国内国外目前较多使用的工艺方法，比较容易操作和实现，但对工艺条件的控制要求严格。４种非水溶液法（高压法、氧化法、树脂交换法、醇盐水解法）制备出的Ｎｉ（ＯＨ）２纯度高，但生产成本高，有待于进一步完善以实现规模生产。给出了各工艺条件下制备的Ｎｉ（ＯＨ）２的粒度范围、堆积密度、比表面积以及形貌结构等主要性能指标     

纳米Ni(OH)_2的质子扩散行为研究

用沉淀转化法制备了纳米Ｎｉ（ＯＨ）２ 超微粉,ＸＲＤ谱图显示为β（Ⅱ）相,用Ｓｃｈｅｒｒｅｒ公式估算的粒径大小为２０ｎｍ 。将Ｎｉ（ＯＨ）２ 超微粉与微米级的球形Ｎｉ（ＯＨ）２ 对照,分别作为活性物质涂填进泡沫镍基体中制成电极,研究了充放电性能,发现纳米Ｎｉ（ＯＨ）２ 微粉放电比容量要高于球形Ｎｉ（ＯＨ）２ ,而且放电电位高,充电电位低,说明纳米Ｎｉ（ＯＨ）２ 填充的电极有较小的极化。另外,采用粉末微电极技术测定了两种Ｎｉ（ＯＨ）２ 活性物质的质子扩散系数：纳米Ｎｉ（ＯＨ）２ 为１．１×１０－ １０ ｃｍ ２ ／ｓ,球形Ｎｉ（ＯＨ）２ 为３．５×１０－ １１ ｃｍ ２／ｓ。探讨了其质子扩散行为差异的原因,纳米Ｎｉ（ＯＨ）２ 的粒径小,有更大的比表面积,可以增加与电解质溶液的接触,而且纳米微粒可减小质子在固相中的扩散距离,从而提高了其质子扩散性能。     

包覆Co(OH)2和CoOOH的球形Ni(OH)2电极性能研究

球形Ni(OH)2表面改性可以有效地改善MH-Ni电池的性能。主要研究了球形Ni(OH)2表面包覆Co(OH)2和CoOOH以及它们的电极性能。实验结果证明,包覆Co(OH)2虽然容量比较高,活化快,但振实密度较小。而包覆CoOOH的球形Ni(OH)2不但振实密度高,而且制成的电极具有放电电压高,比容量高,活化次数少等优点。     

氢镍电池正极材料Al取代α-Ni(OH)_2的研究进展

论述了Al取代α-Ni(OH)2的结构特征和稳定机理;从体相掺杂、层间阴离子影响、表面包覆和掺混其它材料等几个方面综述了近年来有关Al取代α-Ni(OH)2的研究进展;对Al取代α-Ni(OH)2的应用前景进行了探讨。     

正极材料α-Ni(OH)2的研究进展

α-Ni(OH)2与球形β-Ni(OH)2相比,具有电化学容量高、活性物质利用率高、循环可逆性好、可使活性物质中的Ni含量降低约30%等优点,具有环境、经济和社会意义.采用掺杂技术制备出的双氢氧化合物(LDH)具有与α-Ni(OH)2相同的结构和特性,并且稳定性好,可作为电极材料使用.综述了国内外近年来LDH的制备方法、结构及性能方面的研究进展.     

高密度高活性球形Ni(OH)_2的制备研究

采用“受控中和水解法”进行了金属氢化物－镍电池用的高密度高比容量球形Ｎｉ（ＯＨ）２的制备研究，讨论了ｐＨ值、添加剂、加氨量等操作条件对Ｎｉ（ＯＨ）２堆积密度及电活性等性能的影响。实验结果表明：用本文论述的方法可以制得高密度高比容量球形Ｎｉ（ＯＨ）２颗粒，振实密度在２．０ｇ／ｃｍ３以上，比表面积在１５～２０ｍ２／ｇ。添加氨水后可以改变Ｎｉ（ＯＨ）２的结晶程度，采用复合添加剂比单一添加剂更能有效地提高Ｎｉ（ＯＨ）２的活性和改善镍电极的性能。使用该Ｎｉ（ＯＨ）２作为活性物质的电极，其容量可达到２６０ｍＡｈ／ｇ。这种Ｎｉ（ＯＨ）２特别适合于用作金属氢化物－镍电池的正极活性材料。     

纳米级电极材料的制备及其电化学性质研究(Ⅳ)——纳米级β-Ni(OH)_2 正极材料的研究

用化学方法在无水乙醇溶剂中制备出纳米级Ｎｉ（ＯＨ）２,对其进行ＸＲＤ、ＴＥＭ分析,证实样品是纳米级β－Ｎｉ－（ＯＨ）２,将常规用Ｎｉ（ＯＨ）２和纳米级Ｎｉ（ＯＨ）２以一定比例混合的充放电循环测试结果表明,放电容量增大,对其又进行了循环伏安、恒电位阶跃、Ｔａｆｅｌ极化曲线的测试,初步解释了作为纳米材料在电化学应用中所表现出的性质。     

电池用 Ni(OH)_2 及其电化学行为研究现状

从制备方法、结构特征、电化学行为三个方面，对近年来有关碱性电池用Ｎｉ（ＯＨ）２和ＮｉＯＯＨ的研究成果进行了综述。在保证电化学性能的前提下应用对环境不造成污染的工艺来制备电池级Ｎｉ（ＯＨ）２，及利用各种现场和非现场的谱学方法与传统研究方法相结合，来研究氧化镍电极氧化还原过程中的物相结构变化。从认识局外掺杂元素对氧化镍正极性能改进的机制出发来探讨氧化镍正极反应机理及如何利用α／γ电对间循环的优点是目前的两个研究热点。     

NiOOH/Ni(OH)_2电极的发展历程及前景

本文全面而详细地介绍了NiOOH/M(OH)_2电极的发展历程和各阶段存在的问题,本文还对NiOOH/M(OH)_2电极的发展前景作了分析。     

覆钴层晶型对球形Ni(OH)2电化学性能的影响

现代科技的发展要求蓄电池具有快速充放能力 ,镍电极活性材料Ni(OH) 2 的表面改性可以有效改善MH Ni电池的大电流充放电性能。利用积分进料工艺控制反应参数 ,在球形Ni(OH) 2 的表面包覆了不同晶型钴的化合物 ,并研究了包覆层化合物的晶型对样品电化学性能的影响。研究结果表明 ,与 β相Co(OH) 2 包覆层相比 ,α相Co(OH ) 2 包覆层的晶粒细小 ,结晶度较差 ,活化速度较快 ,活化程度也比较完全 ,能够更有效地提高活性材料的电化学性能。     

氢氧化镍活性、堆积密度、形貌与结构研究

由于制备条件和工艺的不同,电极材料氢氧化镍Ni(OH)_2的活性可在130～250mAh/g、堆积密度可在1.1～2.2g/cm~3之间变动,高低悬殊相差1倍.扫描电镜(SEM)下观察到的Ni(OH)_2外部形貌可分为球形、类球形和近于无定形三类.X射线衍射(XRD)研究指出高活性氢氧化镍晶体结构特征为整体有序,局部缺陷.红外光谱(IR)研究认为高活性高堆积密度Ni(OH)_2是α-Ni(OH)_2和β-Ni(OH)_2的混合物.     

氢氧化镍和粘结式氢氧化镍电极

在pH值8—11,添加钴和钡,采用一次阶梯烘干,可以制得高活性、高堆积密度的Ni(OH)_2。胶体石墨和乙炔黑为3:1作导电材料,2％的CMC(3％)和6.86％的PTFE(60％)作粘结剂,添加CoO或Co(Ac)_2可以制得柔性很好的高体积比容量粘结式镍电极。TG—DTA给出Ni(OH)_2的烘干温度不得高于170℃。XRD证实高活性Ni(OH)_2有晶格缺陷。IR证实了Ni(OH)_2的同质多晶现象。SEM观察到Ni(OH)_2的球形、类球形和无定形外貌。     

氢氧化镍的物理和电化学性能

Ni(OH)_2广泛应用于MH/Ni电池的泡涑式正极中,其本身的物理性能直接影响着电极的电化学性能。本文采用扫描电镜、粒度和比表面分析、X—Ray衍射分析、差热分析等方法,研究了Ni(OH)_2的形貌,粒度和比表面,晶型和晶体结构,热分解温度等与其电化学性能的关系,结果表明,电化学性能优异的M(OH)_2粉必定球形度好,晶粒细小,晶体结构不稳定,整体有序而局部缺陷。     

Al~(3 )、Zn~(2 )替代镍离子的纳米氢氧化镍电极材料

提出了多离子不同位置替代镍离子(利用晶格畸变互补性)来制备氢氧化镍电极材料的方法,并对Al3 、Zn2 的替代量、阴离子种类、活性剂的种类和反应温度进行了正交试验,得出了最佳的Al3 、Zn2 替代纳米氢氧化镍的制备工艺,获得电化学容量达316 mAh/g的电极材料。通过晶格常数分析,证实了晶格畸变互补性。     

非晶纳米氢氧化镍电极材料的研究

介绍了非晶纳米Ni(OH)2材料的制备方法以及用XRD、TEM和SAD3种方法研究了这种电极材料的结构特性;报导了非晶纳米Ni(OH)2电极的制备方法及其电化学性能测试方法。实验结果表明,非晶纳米Ni(OH)2电极具有容量大、放电电压高等优点,是一种高效的电极材料。     

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.     

陈化时间对纳米Ni（OH）2制备及性能的影响

陈化时间对于产物的粒径尺寸以及电化学性能影响很大。研究了陈化时间对β型纳米Ni（OH）2的制备及电化学性能的影响。结果表明：陈化时间5h的产品振实密度最小;XRD分析产品具有β晶型,且由于（001）峰的宽化导致其具有更高的活性;TEM照片中可以看出,产品的形貌为针状,长100～200nm,直径在10-20nm。电化学性能测试结果表明,陈化时间5h的样品具有最高的放电容量,达253mAh／g。