镍电极添加剂对密封锌镍电池性能的影响

考察了Ba(OH)2、ZnO作为镍电极添加剂对密封圆柱形锌镍电池充放电性能、循环寿命和自放电性能的影响.加入2％Ba(OH)2的锌镍电池经92次循环,容量保持为初始容量的83.1％,在高温(50℃)下贮存7d后,放电容量为设计容量的69.4％.ZnO的应用效果不明显.     

负极活性物质锌酸钙的电化学性能

用机械振荡法制备了Zn-Ni二次电池负极活性物质锌酸钙[Ca(OH)2·2Zn(OH)2·2H2O],并研究了电化学性能.模拟电池可循环950次,循环500次后容量比第5次循环仅减少25%;Ca(OH)2·2Zn(OH)2·2H2O在循环后期分解出ZnO.以Ca(OH)2·2Zn(OH)2·2H2O为负极活性物质的Zn-Ni二次电池循环寿命长,可逆性较好,电极性能稳定.     

MH-Ni电池镍电极膨胀抑制剂的研究

镍电极的膨胀是制约镍电极及MH Ni电池寿命的主要因素。研究了分别将CdO和ZnO作为膨胀抑制剂 ,以与Ni (OH) 2 机械混合的方式添加到电极活性物质中时对镍电极性能的影响 ,并用循环伏安法、交流阻抗法和X射线衍射法对实验结果进行分析。结果表明 :对于机械混合的添加方式 ,ZnO比CdO更适合作为镍电极的膨胀抑制剂。这主要是因为ZnO作为镍电极的膨胀抑制剂提高了电极反应的可逆性 ,在较大程度上强化了镍电极的析氧极化 ,提高了电极的充电效率 ,改善了电极中质子的传输能力 ,使得电极的电化学反应电阻较小、循环后电极活性物质中生成的γ NiOOH较少 ,因而电极的膨胀较小 ,综合性能较好 ;再加上当今社会人类环保意识的日益增强 ,使得ZnO作为镍电极的膨胀抑制剂比CdO显示出更大的优势。     

钴离子注入对镍电极性能的影响

用控制电流暂态技术研究碱性镍电极上Ni(OH)_2/NiOOH电对的电化学反应,讨论了充、放电电流对电极性能的影响.用离子注入技术将钴引入镍电极表面层中以提高其充电效率.所得结果表明;钴的注入直接影响该电极表面气体的析出反应,同时使转化为NiOOH的Ni(OH)_2量有所增加.     

球磨法制备Ni-Mn-Zn三元氢氧化物及电化学性能

为了降低二次碱性电池正极氢氧化镍的成本,采用球磨法制备出Mn代氢氧化镍[Ni1-xMnx(OH)2,x=0～0.3].×射线衍射测试证实其为β-Ni(OH)2的结构.恒电流充放电试验表明,Ni1-xMnx(OH)2电极的放电电位和容量随Mn取代量的增加而逐渐降低;而Zn部分取代镍[Ni0.8Mn02-yZny(OH)2,y =0～0.075]能够提高电极的放电电位.与市售的球形氢氧化镍相比,球磨法制备的Ni0.8Mn0.15Zn0.05(OH)2电极在循环伏安曲线中出现Ni-Mn-O复合物的还原峰,且峰电位低于NiOOH的还原峰电位,两种电极的0.2 C容量和循环性能接近,但后者的大电流性能更佳.     

锌镍电池负极的循环伏安行为

采用粉末微电极研究了锌镍电池负极活性物质ZnO、Zn4SO4(OH)6和CaZnO2在1.8 mol/L K2CO3、1.8 mol/L KF和3 mol/L的KOH电解液中的循环伏安行为.研究了峰值电流电势与扫描速度的关系,推导出了锌镍电池负极活性物质循环伏安的可逆性区间,比较了活性物质的可逆性,发现氧化锌表现出更好的可逆性.计算了3种活性物质制备的锌负极在可逆性区间内的平衡电极电位.     

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.     

电沉积镍对贮氢电极性能的影响

采用电沉积法在贮氢电极表面沉积了镍.用SEM、循环伏安和充放电实验研究了电沉积镍对贮氢电极电化学性能的影响,结果表明:电沉积镍改变了贮氢电极的表面结构,提高了电极的电化学活性,使得0.2 C放电容量提高了35%,放电平台电压提高了50 mv;2.0 C放电容量提高了72%,放电平台电压提高了240 mV;表面处理改善了电极的充放电性能,特别是大电流放电性能.     

钴添加剂添加方式对镍电极性能的影响

通过外掺和共沉积的方式制备了两种不同钴含量的镍电极,对电极的充放电性能进行了测试.实验表明钴的添加方式在对镍电极性能的改进中起了很大的作用,外掺法显著改善了镍电极的性能,共沉积却不能起到相应的效果.同时,通过循环伏安法和X射线衍射法对钴元素的作用机理进行了研究探讨,提出了一种新的见解:以外掺方式加入的钴在充电过程中能够生成导电性能良好的CoOOH,从而提高电极性能;而以共沉积加入的钴形成了导电性能不好的Co(OH)3,因而不能有效提高电极性能.     

电沉积电流密度对NiO/CNT复合电极的影响

采用电化学沉积法,以碳纳米管(CNT)为基体沉积Ni(OH)2,热处理制备NiO/CNT复合电极.采用XRD、SEM、TEM、循环伏安和恒流充放电,研究了电沉积电流密度对复合电极的影响.沉积电量为9 C时,随着电流密度的增加,NiO易沉积在电极表面,形成块体并阻塞离子通道,使复合电极的比电容下降.以1 mA/cm2制备的复合电极,以0.4 A/g、20.0 A/g充放电时,比电容分别为1 686 F/g和926 F/g.     

纤维镍电极的研究

本文报告了以一种纤维镍基为载体的氧化镍电极、使用特例的非烧结纤维镍基和以电化学方法浸渍在该镍基上的氢氧化亚镍能够形成高性能和高比容量的纤维镍电极,与传统的烧结式镍电极相比,电极厚度容易控制,活性物质利用率达92％,电极柔软易卷。对这种镍电极在工业上应用的可能和存在的问题进行了讨论。     

金属粉末添加剂对锌镍电池正极性能的影响

通过物理添加方式向锌镍电池正极活性物质氢氧化镍[Ni(OH)_2]中混入银粉、铜粉和钴粉等金属粉末。用极化曲线、电化学性能测试和SEM分析对试样进行研究。银粉对镍电极性能的提升作用好于铜粉;银粉和钴粉能提高电极的耐腐蚀性能,且添加钴粉的镍电极在6 mol/L KOH+10 g/L LiOH溶液中的缓蚀效率最高,铜粉会加速电极腐蚀。综合考虑,添加钴粉的镍电极性能最优,适宜的添加量为5%。该电极以0.2 C充放电(充电6 h,放电至1.2 V),前30次循环的循环保持率为89%,最大放电比容量为247.7 mAh/g。     

柠檬酸盐法制备的La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.15Co0.05O3 夹层对阴极性能的影响

考察了在Sm0.5Sr0.5CoO3(SSC)-La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.15Co0.05O3(LSGMC5)/LSGMC5界面中加入柠檬酸盐法合成的LSGMC5夹层对界面的影响。考察了含不同温度焙烧的LSGMC5夹层的SSC-LSGMC5/LSGMC5/LSGMC5组合的微观结构及电化学性能。当夹层焙烧温度高于1 623 K时,夹层与电极的结合优于无夹层的电极/电解质界面,具有大的两相界面面积及三相界面长度。制备的组合的氧还原性能依赖于夹层以及电极的焙烧温度,含有1 673 K烧结夹层、1 123 K焙烧电极的样品具有最高的活性。与含固相法制备的LSGMC5夹层的样品相比,采用含柠檬酸盐法制备的夹层的组合具有更小的欧姆电阻及更高的氧还原活性。     

气体扩散层对空气电极寿命的影响

以乙炔黑、60%PTFE乳液为原料,用辊压法制备空气电极的气体扩散层。研究了烧结与未烧结气体扩散层的性能参数及其对空气电极寿命的影响。用压汞分析法和SEM研究了气体扩散层的孔结构及形貌。结果表明:相对未烧结扩散层的空气电极,烧结扩散层的空气电极寿命更长,1 000 h寿命试验中无渗液现象,且性能较好。烧结提高了电极材料的疏水性和孔隙率。烧结后气体扩散层适宜的孔结构为:孔隙率约为70%,平均孔径约为70 nm。     

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。     

镍纤维基板NiOOH电极研究

利用在碳纤维上镀镍的方法制得了镍纤维,并加工成高孔率的镍纤维基板。通过电解浸渍,在该基板上制成氢氧化镍电极。用循环伏安法和时间电位法测定了电极的氧化还原特性。厚度为1.1mm的NiOOH电极,其放电比容量为95.6mAh/cm~3,131.3mAh/g。     

电化学浸渍工艺及电极性能

采用镍电极电化学浸渍工艺,取代目前一直使用的真空化学浸渍工艺,用于氢镍电池、镉镍电池和锌镍电池的制造,可提高电池的工作性能和寿命,同时还可以简化生产工艺,缩短生产周期.文中介绍了采用乙醇和水混合浸渍体系,结合间歇性及相矩形脉冲电流技术,来完成镍电极电化学浸渍工艺研究的主要技术工作.该新工艺手段降低了常规电化学浸渍过程中存在的电化学极化和浓差极化,维持了浸渍溶液的平衡.该新工艺制造的镍电极其活性物质利用率、电极容量保持能力和充放电循环工作寿命均优于真空化学浸渍的镍电极.     

钴的添加对涂膏型镍电极电化学性能的影响

以发泡镍作为电极基体,将金属Co粉以不同比例添加到氢氧化镍粉末中制备了涂膏型镍电极。采用恒电流充放电测试、循环伏安(CV)及交流阻抗分析(EIS)等方法对镍电极的电化学性能进行了研究。结果表明,Co的添加可以使镍电极的放电比容量、活性物质利用率、抗膨胀能力及循环稳定性等得到明显改善和提高,但Co也会降低镍电极的放电电位,因此其添加量要适当控制,一般以3%～5 %(质量百分数)比较适宜。添加有Co的镍电极具有更高的反应活性及更小的电化学反应阻抗,因而表现出优良的电化学性能。     

氧化镍的热分解法制备及电化学电容器特性

采用水溶液化学沉淀法合成了b-Ni(OH)2粉末,利用热重(TG)、差热重(DTG)及红外光谱(IR)等方法对Ni(OH)2的结构和热分解特性进行了研究。以Ni(OH)2粉末作为前驱体,通过控制其在一定温度下热分解的方法制备了NiO粉末。采用发泡镍作为电极基体,以合成的NiO粉末作为活性物质制作成多孔氧化镍电极,利用循环伏安(CV)及恒电流充放电测试对氧化镍电极在碱性介质中的电化学性能进行了研究和分析。结果表明,NiO粉末材料具有典型的法拉第准电容特性,且其充放电反应的可逆性良好,适合于作为碱性电化学电容器的电极材料。