Study on the Performances of Nickel Hydroxide Coated with Ytterbium Hydroxide at High-Temperature

在氢氧化镍表面包覆氢氧化镱和氢氧化钴并用XRD、XPS、SEM和恒电流充放电技术进行表征。结果表明:β-Ni(OH)2为六方晶型,Co的存在形式主要为Co2+及有少量的Co3+。样品表面Co和Ni原子比大于8:1。65℃下0.2、1和3C恒电流充放电时,表面包覆2%Yb(OH)3的样品放电容量和活性物质利用率最大。65℃时经过30次充放电循环后,在不同的充放电倍率下,表面包覆不同量Yb(OH)3的氢氧化镍的放电循环稳定性和放电容量随着Yb(OH)3含量的增加而增大。     

钴的添加方式对α-Ni（OH）2电化学性能的影响

采用化学共沉淀法制备了可以在强碱性溶液中稳定存在的α—Ni（OH）2，比较了物理添加Co粉、晶格掺杂Co^2＋以及表面包覆Co（OH）2等Co的不同添加方式对α-Ni（OH）2电化学性能的影响。利用X射线衍射（XRD）对电极循环过程中的结构变化进行了表征，采用恒流充放电测试方法研究了所制备的α-Ni（OH）2在不同电流密度下的放电比容量。结果表明3种方式添加Co都可以在一定程度上提高样品的循环稳定性和大电流放电比容量，其中以表面包覆Co（OH）2的方式效果最为明显。     

表面包覆Co（OH）2和Er（OH）3的球形Ni（OH）2的高温性能

利用化学沉淀法在球形Ni(OH)2表面复合包覆Co(OH)2和Er(OH)3,利用XRD、SEM和恒电流充放电技术测试其结构、表面微观形貌和充放电性能。研究不同包覆量对其常温和高温性能的影响,确定最佳包覆比为1%(质量分数)。循环伏安测试结果表明:包覆Er(OH)3的球形Ni(OH)2可以有效提高镍正极在高温环境下的析氧副反应电位,从而抑制析氧副反应的发生,最终提高镍电极在高温环境下的充电效率和活性物质利用率。     

表面包覆改善球形Ni（OH）2高温性能的研究

采用Yb／Co氢氧化物共沉淀包覆方法和Ca3（PO4）2与Co（OH）2分别沉淀分层包覆方法在球形Ni（OH）2的表面进行了均匀的包覆。前者利用COSO4，YbCl3和NaOH溶液进行共沉淀包覆，后者是先在球形Ni（OH）2的表面沉淀包覆Ca3（PO4）2，然后再沉淀包覆Co（OH）2。结果显示，两种包覆方法均能有效地提高球形Ni（OH）2的高温（60℃）性能。按照Yb／Co=0．75％：2％共沉淀包覆的试样制成AA型电池后，在60℃下1C放电的容量保持率达到常温下的90％。而2％Ca3（P04）2与2％Co（OH）2分层包覆后的球形Ni（OH）2制成AA型电池后，在60℃下1C放电的容量保持率达到常温下的81％。未包覆和仅用Co（OH）2包覆的球形Ni（OH）2制成的AA型电池，在60℃下1C放电的容量保持率分别只有46％和48％。通过循环伏安测试表明，利用表面包覆的方法可以增大正极材料Ni（OH）2在高温下的氧化电位、析氧电位和两者之间的电位差，从而提高了材料在高温下的电化学性能。     

掺杂Co(OH)_2对超级电容器正极材料Ni(OH)_2性能的影响

采用电化学共沉积法在泡沫镍基体上制备了掺杂Co(OH)2的纳米级Ni(OH)2电极。采用XRD、SEM、EDS等分析表征了电极材料的晶体结构、成分和形貌;采用恒流充放电、循环伏安及交流阻抗等方法测试了其电化学性能。结果表明,电化学共沉积法可以制备定量掺杂Co(OH)2的α-Ni(OH)2,该电极材料具有三维纳米花状结构;适当掺杂Co(OH)2的α-Ni(OH)2可以显著提高电极的比容量和循环性能,还提高了放电电位和氧气析出过电位,同时提高了其质子扩散系数和降低了扩散阻抗。     

覆钴型氢氧化镍的制备

通过"管道式合成"工艺制备了球形氢氧化镍,然后以化学沉积法在氢氧化镍表面包覆氢氧化钴,制备了表面覆钴含量不同(0.75%～6.00%,质量分数,下同)的覆钴型氢氧化镍.利用X射线衍射、扫描电镜和恒流充放电技术测试了其相结构、表面微观形貌和质量比容量、循环寿命等,研究了覆钴型氢氧化镍表面不同含量的钴对组织结构及电化学性能的影响.X射线衍射和扫描电镜分析表明:表面包覆不同含量钴的氢氧化镍结构仍为β相,但其表面形貌各有不同.电化学测试结果表明:表面覆钴含量1.5%～2.0%左右的氢氧化镍具有优良的电化学循环稳定性及大电流(2C)充放电性能优异,300次循环后比容量仍能保持约80%,可作为氢镍动力电池的正极材料.     

α-Co(OH)2的合成及其电化学电容行为

以CoCl2为钴源,六次甲基四胺(HMT)为沉淀剂,十二烷基硫酸钠(SDS)为表面活性剂,当溶剂配比(即无水乙醇与去离子水的体积比)为1-9时,采用均匀沉淀法合成水滑石结构的α-Co(OH)2.用X射线衍射和扫描电镜对合成产物的物相和形貌进行表征,通过恒电流充放电和循环伏安法研究α-Co(OH)2电极的电化学电容行为.结果表明:在1 mol/L KOH溶液中,-0.2～0.45 V (vs SCE)电位范围内,5 mA电流充放电时,合成的α-Co(OH)2单电极的初始比容量为184.28 F/g,经过800次循环后样品的比容量仍保持在90%以上.     

氢氧化镍正极材料电化学性能研究（英文）

采用化学共沉积方法制备了5种不同化学成分的氢氧化镍正极材料。用含有Co、Zn、Ca、Mg、Cu或者Mn元素的化合物与硫酸镍混合,在一定的搅拌速率、温度和pH值下使之相互发生反应。XRD衍射分析表明所制备材料的显微结构为β-Ni(OH)2。SEM图片显示氢氧化镍为球形颗粒,且颗粒表面略显粗糙。电化学测试结果表明氢氧化镍样品B在不同的充放电倍率和温度下具有优异的性能,25和65℃下、充放电倍率分别为1和3 C时氢氧化镍样品B的放电容量均超过了285 mAh·g-1。实验表明,通过化学共沉积其他元素可以制备性能优异的氢氧化镍正极材料,这将有益于改进镍氢电池的性能。     

Co掺杂对纳米Ni(OH)_2高倍率放电性能的影响

采用沉淀转化法制备掺杂Co的纳米Ni(OH)2,利用XRD和TEM分析材料的结构和微观形貌,利用循环伏安技术和恒流充放电技术研究材料的电化学性能尤其是高倍率放电性能。结果表明:掺杂Co后,纳米Ni(OH)2仍为β晶型,但其结晶度和颗粒形状均发生变化,颗粒的团聚变得明显,同时材料的晶格参数c和材料质子扩散系数D随着掺杂量的增大呈先增大再减小的趋势;当Co掺杂量为5%(质量分数)时,材料的c值最大,质子扩散系数D也最大,达到3.127×10-10cm2/s,0.2C放电比容量达到312mA·h/g,1C和5C放电比容量分别比未掺杂材料的提高7%和10%。     

Electrochemical Performance of Ni(OH)2 Positive Materials

采用化学共沉积方法制备了5种不同化学成分的氢氧化镍正极材料。用含有Co、Zn、Ca、Mg、Cu或者Mn元素的化合物与硫酸镍混合,在一定的搅拌速率、温度和pH值下使之相互发生反应。XRD衍射分析表明所制备材料的显微结构为β-Ni(OH)2。SEM图片显示氢氧化镍为球形颗粒,且颗粒表面略显粗糙。电化学测试结果表明氢氧化镍样品B在不同的充放电倍率和温度下具有优异的性能,25和65℃下、充放电倍率分别为1和3 C时氢氧化镍样品B的放电容量均超过了285 mAh·g-1。实验表明,通过化学共沉积其他元素可以制备性能优异的氢氧化镍正极材料,这将有益于改进镍氢电池的性能。     

超声波对α-Ni(OH)_2电极结构及电化学性能的影响(英文)

分别采用共沉淀法和超声波共沉淀法制备Al/Co复合掺杂α-Ni(OH)2样品A和B,用XRD和激光粒度仪表征样品的晶相结构和粒度分布。结果表明,样品B比样品A具有较多的晶格缺陷和较小的平均粒径。循环伏安特性及电化学阻抗谱测试显示,样品B比样品A具有更好的电化学性能:较好的反应可逆性、较低的电荷转移电阻和较高的循环寿命等。样品B的质子扩散系数为1.96×10-10cm2/s,约为样品A(9.78×10-11cm2/s)的2倍。充放电测试显示,样品B的放电比容量达到308mA·h/g,比样品A的放电比容量高25mA·h/g。     

乙醇-水体系电沉积制备Ni(OH)2超级电容器正极材料的研究

采用电化学共沉积技术在泡沫镍基体上制备了掺杂Co的Ni（OH）2电极,研究了乙醇与水体积比为3：7,1：1和7：3及水溶液情况下,C／Ni（OH）,超级电容器的容量特性。XRD分析表明,所得产物为掺杂Co的a—Ni（OH）2;电池测试表明在乙醇与水体积比为1：1时,能获得最好的电化学充放电特性,在小电流4mA／cm^2充放电下,比容量达850F／g;在大电流32mA／cm^2充放电下,比容量可达600F／g,其比容量数值随循环次数增加逐渐趋于稳定。扫描电镜观察表明,乙醇与水体积比为1：1时所得电沉积Ni（OH）2呈细小的蜂窝状三维结构,增大了活性物质与电解液接触的比表面积,使电化学反应更加充分,提高了活性物质的利用率和放电比容量。     

复合掺杂PO_4~(3-)和Al~(3+)的α-Ni(OH)_2电极材料稳定性能研究(英文)

采用化学反应共沉淀法制各出PO43-和Al+-3+阴阳离子复合掺杂的α-Ni(OH)2粉体,采用X射线衍射仪(XRD),电子能谱(EDS).红外光谱(IR)和热重分析技术(TG-DSC)表征了其结构和组成.结果表明:添加PO43-和Al3+离子的α-Ni(OH)2增加了层间距,充放电循环测试表明复合掺杂的α-Ni(OH)2在15次循环结束后没有发生相变,循环伏安曲线呈现较好的重现性,表明了复合掺杂的α-Ni(OH)2在碱性电解液中具有较高的结构稳定性,放电容量达348.51 mA/g.     

表面包覆CaSn（OH）6的锌酸钙的制备及其性质

采用化学沉积法在四边形锌酸钙表面包覆一层金属锡化合物.利用X射线衍射、扫描电子显微镜、电化学阻抗谱、Tafel曲线以及充放电循环(用做锌镍电池的负极材料)等方法,对包覆前后的锌酸钙样品进行表征.结果表明:包覆物化学组成为CaSn(OH)6,该包覆物在锌酸钙的表面分布均匀,沉积较为致密:包覆后的锌酸钙材料具有更好的耐腐蚀性能,且其电化学循环性能良好,经过135次循环后,电池放电容量仍保持设计容量的65.5%.     

混合颗粒尺寸Ni(OH)2正极的制备及其充放电性能

将沉淀转化法和无水乙醇法相结合,制备出绿色球形Ni(OH)2粉末.利用扫描电镜、X射线衍射仪及充电电池测试装置,对Ni(OH)2粉末的表面形貌、相结构和充放电性能进行了表征.扫描电镜形貌分析表明Ni(OH)2晶粒存在一定程度的微团聚,颗粒尺寸介于3～6μm之间,小于生产用氢氧化镍的8～12μm;X射线衍射结果表明Ni(OH)2的衍射峰强度降低、半高宽(FWHM)增大,晶型结构为β型;将该Ni(OH)2颗粒按3%(质量分数)与生产用氢氧化镍混合掺杂,所制备的混合颗粒Ni(OH)2正极的充电电位降低、放电电位升高,Ni(OH)2的平均比容量提高约20 mA·h/g.     

无钴AB_5合金与纯钴的协同效应

采用电弧熔炼法制备出不含Co的AB_5型储氢合金,并将其与纯钴粉按不同质量比复合制成复合电极。采用XRD分析了AB_5合金的相结构,使用恒流充放电测试、循环伏安测试以及交流阻抗测试来研究复合电极的电化学性能。结果表明,当无钴的AB5储氢合金与纯钴粉按质量比为1∶5复合时,复合电极的性能最佳,其最大放电容量为534.7mAh/g,循环充放电50次之后的容量保持率为69.6%。复合电极AB_5∶Co=1∶5充放电时主要发生Co与Co(OH)_2之间的氧化还原反应,AB5的存在对Co的放电起着催化作用,促进了Co/Co(OH)_2反应,放电容量明显增加。     

Al2O3包覆LiNi0.03Co0.05Mn1.92O4正极材料的制备及其电化学性能

以Al(NO3)3?9H2O为包覆原料,通过燃烧法制备得到LiNi0.03Co0.05Mn1.92O4@Al2O3正极材料。通过X射线衍射(XRD),场发射扫描电子显微镜(FESEM)和透射电镜(TEM)等表征手段对材料的结构和形貌进行分析,并通过恒电流充放电、循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)等测试分析材料的电化学性能。结果表明,Al2O3包覆没有改变LiNi0.03Co0.05Mn1.92O4的尖晶石型结构,包覆层厚度约10.6nm。LiNi0.03Co0.05Mn1.92O4@Al2O3正极材料电化学性能得到了明显改善,1 C和10 C倍率下初始放电比容量分别为119.9 mAh?g-1和106.3 mAh?g-1,充放电循环500次后容量保持率分别为88.4%和78.2%,而未包覆的LiNi0.03Co0.05Mn1.92O4在1 C和10 C倍率下初始放电比容量分别为121.2 mAh?g-1和104.0 mAh?g-1,500次循环后容量保持率分别为84.1%和67.6%。LiNi0.03Co0.05Mn1.92O4@Al2O3活化能为32.92 kJ?mol-1,而未包覆材料的活化能为36.24 kJ?mol-1,包覆有效降低了材料Li+扩散所需克服的能垒,提高了材料的电化学性能。     

固液空间比对粘结式Ni(OH)2电极放电行为的影响

采用恒电流充放电法、交流阻抗法、循环伏安法研究了固液空间比对粘结式Ni(OH)2电极放电行为的影响,通过扫描电镜(SEM)观察了电极的表面形貌.结果表明:在单位面积活性物质载量一定的条件下,电极较厚,则活性物质颗粒之间的间隙较多;随着固液空间比的不断下降,Warburg扩散区的扩散速度加快,但电极的充电效率降低,放电容量减少,活性物质利用率减小,电荷转移电阻增大,填充密度增大到一定程度时,液相传质已经不容忽略.     

添加剂对锌电极性能的影响(英文)

为了改善镍锌电池的性能,同时研究电极中添加剂对锌电极性能的影响,选用正交设计对影响锌电极的4个因素(乙炔黑、Bi2O3、PbO、包覆La(OH)3的Ca[Zn(OH)3]2·2H2O)选择3个水平进行测试。对没有任何添加剂的氧化锌在20%KOH电解液中进行充放电循环实验,研究添加剂的作用。为了更好地解释锌电极放电容量衰减的原因,对正交实验的最差样品和最优样品放电产物所含的Zn和Ca的比例进行分析。通过表征,得出了在该实验条件下的电极添加剂的最优配比方案为:在5g样品中,乙炔黑0.02g,Bi2O3 0.5g,PbO 0.3 g,包覆La(OH)3的Ca[Zn(OH)3]2·2H2O)0.2g。     

V_2O_5包覆对Li_(1.6)(Fe_(0.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6))O_(2.6)材料的表面改性（英文）

在采用低温共沉淀-水热-煅烧法合成锂离子电池Fe-Ni-Mn体系正极材料Li1.6(Fe0.2Ni0.2Mn0.6)O2.6的基础上,对合成的材料Li1.6(Fe0.2Ni0.2Mn0.6)O2.6进行V2O5的包覆改性研究,以提高材料Li1.6(Fe0.2Ni0.2Mn0.6)O2.6的首次放电比容量和循环性能。用XRD、SEM、TEM、ICP光谱和恒流充放电测试研究包覆材料的结构和电化学性能。结果表明,V2O5包覆并没有改变材料的晶体结构,只存在于材料的表面,与未包覆的材料相比,V2O5包覆后的材料具有更好的首次放电容量和容量保持率。50周循环后,添加质量分数3%V2O5样品Li1.6(Fe0.2Ni0.2Mn0.6)O2.6的放电比容量可以维持在200.3 mAh/g,大于未添加V2O5样品Li1.6(Fe0.2Ni0.2Mn0.6)O2.6的194.0 mAh/g。CV测试表明,包覆层的存在有效抑制了材料层状结构的转变及电极与电解液的负反应。