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。     

掺杂纳米α-Ni(OH)2的制备及性能

采用微乳液法合成了掺杂Fe(OH)3的纳米α-Ni(OH)2粉体,利用XRD和TEM对样品粉体的结构、形态进行表征.对样品电极进行充放电性能和循环伏安特性测试.结果发现:所合成的样品粉体结构稳定,循环可逆性好.样品电极以10 mA/cm2恒电流充电4 h,以0.1 C放电,终止电压为1.0 V时,工作电压平稳于1.232 V,首次放电比容量364 mAh/g.     

复合掺杂纳米α-Ni(OH)2的制备与性能

采用微乳液法合成了铝、钴复合掺杂纳米Ni(OH)2粉体,并对其进行XRD、TEM、IR分析,结果表明:样品为α态的Ni(OH)2,平均粒径为40nm左右,同时发现样品的晶层间存在结晶水.将所制备的样品按一定比例与石墨、乙炔黑和镍粉混合均匀,以泡沫镍为集流体制成镍正极材料,并以贮氢合金片为负极进行电化学性能测试,结果表明:其比容量高达327.9 mAh/g,放电性能稳定,循环可逆性良好.     

掺杂α-Ni(OH)_2的制备、结构和电化学性能

探索了数种合成α－Ｎｉ（ＯＨ）２ 的化学方法,用含有Ａｌ（ＮＯ３ ）３ 的Ｎｉ（ＮＯ３）２ 溶液,同ＮａＯＨ或含有Ｎａ２ＣＯ２ 的ＮａＯＨ溶液反应的方法制备了双氢氧化物固溶体,ＸＲＤ分析证明其具有α－Ｎｉ（ＯＨ）２ 的结构特征,能在强碱溶液中稳定存在,在碱性ＭＨ－Ｎｉ蓄电池中长期充放电循环后仍保持α－Ｎｉ（ＯＨ）２ 晶型不变,有比β－Ｎｉ（ＯＨ）２ 高的质量比容量,有较高且斜率较小的放电电压平台,适宜于作碱性蓄电池正极活性物质     

纳米β-Ni(OH)2掺杂Al(OH)3和Co(OH)2的电化学性能

在一定温度下,采用NiC2O4·2H2O和NaOH进行固相反应,制备出纳米级β Ni(OH)2粉末。样品按一定比例掺杂Al(OH)3和Co(OH)2制备复合电极,详细讨论Al(OH)3和Co(OH)2含量对掺杂复合电极电化学性能的影响。同时,利用XRD法研究了复合电极充放电前后的结构形态变化。结果表明,β Ni(OH)2纳米粉体加入含量5%的Al(OH)3、10%的Co(OH)2和10%的镍粉,并以泡沫镍为集流体在10MPa压力下压制出镍正极材料,其掺杂粉体的振实密度大于1.35g/cm3,结构稳定,开路电位达0.768V,电极以25mA/cm2电流充电,以4mA/cm2放电,终止电位为0.2V(相对于HgO/Hg电极)时,放电时间高于8.67h,电极放电电位平稳,容量较大,活性明显增强。     

锌镍电池及其α-Ni(OH)_2正极材料的研究

综述了化学均相沉淀法合成α-Ni(OH)_2的方法,在适宜的温度、p H值、镍盐浓度及添加相关的活性剂下能够得到容量高、电压大、循环性能好的α-Ni(OH)_2材料。另外,通过掺杂不同的金属盐来改变其性能,并添加Zn盐、Al盐、Mn盐、铁盐、稀土金属盐等化合物,改良α-Ni(OH)_2结构。其中掺杂Al盐得到的α-Ni(OH)_2性能最好。综述了化学沉淀法以外的一些其它合成α-Ni(OH)_2的方法。     

掺杂α-Ni(OH)2制备及其电化学性能研究

α-Ni(OH)2具有较高的比容量。采用掺杂技术制备得到的样品具有与α-Ni(OH)2相同的结构和特征,放电比容量达到315m Ah/g,纯N i(OH)2比容量达到420m Ah/g,且所得样品以0.3C循环100次容量保持92%左右,适宜于作为碱性蓄电池的活性物质。     

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     

掺杂α-Ni(OH)2的电极性能研究

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,合成了掺杂α Ni(OH)2,它具有较高的放电平台,且放电曲线平坦,放电容量高,在碱性溶液中结构稳定。对它进行了电极性能研究。通过循环伏安法,结合Ran dle Sevick方程,得出了质子扩散系数为2.35×10-10cm2/s;通过交流阻抗法发现它由电化学极化阻抗和Warburg阻抗组成。     

纳米β-Ni(OH)2复合LiOH和Co(OH)2的电化学性能

一定温度下,用NiC2O4@2H2O和NaOH进行固相反应,制备出纳米级β-Ni(OH)2粉末.样品按一定比例掺杂LiOH和Co(OH)2制备复合电极,讨论LiOH和Co(OH)2含量对掺杂复合电极电化学性能的影响.结果表明:β-Ni(OH)2纳米粉体加入含量10%的LiOH、10%的Co(OH)2和5%的镍粉、5%的乙炔黑,并以泡沫镍为集流体在6 MPa压力下压制出镍正极材料,其结构稳定.电极以380 mA/g电流充电,76 mA/g放电,终止电压为0.6 V时,比容量达280 mAh/g,放电电位平稳,活性明显增强.     

β-Ni(OH)2的制备及电化学性能

用低热固相反应法制备-βNi(OH)2样品,用XRD和SEM研究了样品的晶体结构和表面形貌;采用恒流充放电和循环伏安测试研究了样品的电化学性能,结果表明:低热固相反应法合成的-βNi(OH)2样品比化学沉淀法制备的样品可逆性好,放电比容量更大(最高分别为266 mAh/g和236 mAh/g),放电电压平台更高。     

α-Ni(OH)_2活性物质的初步探索

ＭＨ－Ｎｉ电池的性能在很大的程度上决定于正极,本文初步研究了新型正极材料体系α－Ｎｉ（ＯＨ）２／β－ＮｉＯＯＨ体系的性能,提出了制备在碱液中稳定的α－Ｎｉ（ＯＨ）２的必要条件。ＸＲＤ测试表明材料具有水滑石结构,电极充放电实验表明其大电流放电性能优良,放电电压平台高于β－Ｎｉ（ＯＨ）２电极。     

制备条件对正极材料Ni(OH)_2活性和堆积密度的影响

发现了正极材料Ni(OH)_2的活性和堆积密度对某些制备条件而言是一对矛盾.确定了最大限度地协调二者的pH值等制备条件.制得了具有较高活性(放电比容量200～240mAh/g)和较高堆积密度[(1.6～1.8)×10~3kg/m~3]的Ni(OH)_2.     

β-Ni(OH)2纳米材料的水热制备及性能研究

介绍了采用水热法制备氢氧化镍纳米材料的方法;采用透射电子显微镜、X射线衍射分析、比表面积测试等对产品进行了表征。结果表明:制备的β-Ni(OH)2呈类球形,直径约50～80nm。通过循环伏安和恒流充放电测试研究了材料的电化学性能。结果表明:样品以0.2C放电,最高比容量达191mAh/g。     

nAl:nNi值对掺Al α-Ni(OH)2结构及性能的影响

在不同nAlnNi(摩尔比)条件下,采用化学共沉淀法合成制备了掺Al α-Ni(OH)2,对其进行了X射线衍射表征和扫描电镜、比表面积及电性能等分析测试.结果表明,掺Al α-Ni(OH)2的晶格参数(d003)、比表面积、粒径均随着nAlnNi的增加而减小;nAlnNi增至20%时,制品呈现出单一的α-Ni(OH)2结构;晶格参数(d003)小、结晶规整有序的α-Ni(OH)2具有很高的放电容量(0.2 C放电容量为350 mAh·g-1)及稳定的电化学循环性能.     

亚微米级球形α-Ni(OH)2的制备、结构及性能

采用均匀络合共沉淀法,用Al部分替代Ni,选择合适的成球剂,合成分子式为Ni0.8Al0.2(OH)2@(n-x)H2O@xNH3的亚微米级球形α-Ni(OH)2.并采用X射线衍射(XRD)、差热技术、扫描电镜和傅立叶变换红外(FTIR),对其结构以及相组成进行研究.电化学测试表明:制得的亚微米级球形α-Ni(OH)2与普通的α-Ni(OH)2和球形β-Ni(OH)2相比,具有电化学比容量高、活性物质利用率高和循环可逆性好等优点.     

Y取代的Ni(OH)2的电化学性能

使用共沉淀法制备了MH/Ni电池正极活性物质Y取代的Ni(OH)2.用ICP、XRD对样品的组成、结构进行了分析,发现,n(Ni):n(Y)=5:1,晶型为α型.充放电测试结果显示,样品在高温(50℃和60℃)下具有良好的循环性能和大电流放电性能.在50℃和60 ℃时,以1 000 mA/g充电、500 mA/g放电,样品的首次放电比容量分别为247 mAh/g和250mAh/g,循环100次后,容量保持率为84.8%和67.8%;以2 500 mA/g放电时,样品在50℃和60℃时的放电比容量仍有215 mAh/g和206 mAh/g.     

n_(Al)∶n_(Ni)值对掺Al α-Ni(OH)_2结构及性能的影响

在不同nAl∶nNi(摩尔比)条件下,采用化学共沉淀法合成制备了掺Al琢-Ni(OH)2,对其进行了X射线衍射表征和扫描电镜、比表面积及电性能等分析测试。结果表明,掺Al琢-Ni(OH)2的晶格参数(d003)、比表面积、粒径均随着nAl∶nNi的增加而减小;nAl∶nNi增至20%时,制品呈现出单一的琢-Ni(OH)2结构;晶格参数(d003)小、结晶规整有序的琢-Ni(OH)2具有很高的放电容量(0.2C放电容量为350mAh·g-1)及稳定的电化学循环性能。     

MH-Ni电池用b-Ni(OH)_2的表征和综合评价

介绍了表征MH-Ni电池用β-Ni(OH)2的X射线衍射(XRD)方法。利用这些方法测试和分析不同来源的β-Ni(OH)2样品。结果表明:不同制备方法和不同工艺所得β-Ni(OH)2的晶粒形状、大小和层错几率明显不同;初始β-Ni(OH)2的微结构参数与充放电性能有一定的对应关系;初始β-Ni(OH)2的微结构参数在充放电过程以及循环过程都发生变化,这种变化的进程还受充放电条件和循环条件的影响。阐明了综合评价β-Ni(OH)2的必要性和重要性,最后提出综合评价β-Ni(OH)2的宏观参数和微观参数。     

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。