NiCl_2溶液中氢化燃烧合成MgH_2水解制氢性能研究

随着氢燃料电池的快速发展,越来越多的研究学者们开始关注移动氢源技术并提出了在线制氢的概念。采用氢化燃烧合成法(Hydriding Combustion Synthesis,HCS)制备的镁基氢化物与H2O、MgCl2和NiCl_2溶液水解制取氢气。深入研究了在NiCl_2溶液中制氢性能,主要研究了NiCl_2溶液浓度、NiCl_2溶液体积和反应温度对制氢性能的影响。实验结果表明NiCl_2浓度的增加有利于降低体系pH值,从而改善水解制氢性能。J-M-A方程拟合证明了HCS MgH_2在303、313和323 K温度下水解符合成核与长大机制,为一维扩散过程。水解性能测试表明,0.1 g MgH_2与10 mL 0.5 mol/L NiCl_2溶液进行反应时,当温度为323 K时,60 min内制氢量达到1 628 mL/g,制氢转化率高达95.8%。     

同步萃取Ni、Co和Zn在MH/Ni电池回收中的研究

从废旧镍氢电池硫酸浸出液中,用肟酸类萃取剂HBL110同步萃取镍钴锌。HBL110从含有众多金属离子的浸出液中,有选择性地将Ni2+、Co2+和Zn2+同步萃取,与Fe、Mn等杂质分离。负载有机相通过硫酸反萃即可得到纯净的NixCoyZn1-x-ySO4溶液,并可直接用作制备正极材料氢氧化镍的原料液。该方法避免了化学除杂工序带来的有价金属的损失,省去了镍钴结晶的成本,实际操作简单,废水废气少,主要试剂可循环使用。控制合适的工艺条件,可将硫酸浸出液中99.98%的Ni、98.46%的Co和89.62%的Zn萃取到有机相中,而其他金属Fe、Mn等仍残留于萃余液中。     

贮氢合金Ml(Ni Co Mn Al)s中Ce和Nd对MH-Ni电池性能的影响

研究了贮氢合金Ml(NiCoMnAl)5中Ce和Nd含量的变化对MH-Ni电池性能的影响.试验结果表明随着合金中Nd含量的增加和Ce含量的降低,MH电极放电容量逐渐提高,当Nd含量大于15%,MH电极放电容量下降趋势增大.另外试验还发现随着合金中Ce含量的增加和Nd含量的降低,提高了MH-Ni电池高倍率放电能力,但降低了电池荷电保持能力.贮氢合金中Ce和Nd含量的增加都可改善MH-Ni电池循环寿命.     

覆Co型Ni(OH)2的性能研究

制备了覆Co型的Ni(OH ) 2 ,并对原粉和包覆粉进行了比较研究。结果表明 :包覆Co的Ni(OH ) 2 比原粉在电化学性能上有较大的提高。覆Co能改善正极主反应充电效率 ,大大提高电极初始电容量 ,减缓衰降。包覆粉中Co化合物与Ni(OH) 2 颗粒结合紧密 ,在将来的电池制作中 ,可使包覆粉在极片涂膏时 ,容易涂入更多的活性物质 ,即提高活性物质填充量 ,进而提高电池的容量。     

硼对Mm(Ni,Co,Mn,Al)5贮氢合金性能的影响

在低钴AB5型贮氢合金MmNi3.8Co0.4Mno.6Al0.2中加入微量硼,用铸造和快淬工艺制备了MmNi3.8Co0.4Mno.6Al0.2Bx(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)贮氢合金;测试了合金的电化学性能;研究了硼含量对合金初始活化及高倍率放电性能的影响.结果表明:微量硼使合金性能大幅度提高.当x从0增加到0.4时,合金经过1～5次循环就可完全活化,铸态合金的1 C倍率放电能力从89.02%增加到93.61%,38 m/s快淬态合金的1 C倍率放电能力从79.62%提高到89.82%.     

化学镀Ni对Mg2Ni贮氢合金性能的影响

研究了化学镀Ni处理对Mg2Ni贮氢合金电化学性能的影响,结果发现:化学镀Ni处理可显著提高Mg2Ni合金的放电容量,但不能有效提高合金的循环寿命;放电电流对经化学镀Ni处理的Mg2Ni合金的循环寿命影响较大.XRD和SEM分析表明:经化学镀Ni处理的Mg2Ni合金表面覆盖有一层致密的金属Ni细小颗粒;循环伏安(CV)和电化学阻抗谱(EIS)分析表明:化学镀Ni处理降低了合金表面的电子转移阻抗和氢原子扩散阻抗,提高了合金表面的电化学反应活性.     

Li:(Ni+Co+Mn)对Lix Ni1/3Co1/3Mn1/3O2性能的影响

以共沉淀氢氧化物为前驱体制备了层状LixNi1/3Co1/3Mn1/3O2(x＞1)正极材料,并采用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、充放电测试表征了其结构与性能.研究了不同的Li与M摩尔比对材料性能的影响.结果表明:随着Li与M摩尔比的升高,样品显示电化学性能提高,尤其是循环性能和倍率性能.当Li与M摩尔比大于1.20时放电容量开始下降.Li与M摩尔比为1.20的试样在截止电压为2.75～4.4 V范围里首次放电比容量达到160.5 mAh/g.     

化学镀Ni对Mg2Ni贮氢合金性能的影响

研究了化学镀Ni处理对Mg2Ni贮氢合金电化学性能的影响,结果发现化学镀Ni处理可显著提高Mg2Ni合金的放电容量,但不能有效提高合金的循环寿命;放电电流对经化学镀Ni处理的Mg2Ni合金的循环寿命影响较大.XRD和SEM分析表明经化学镀Ni处理的Mg2Ni合金表面覆盖有一层致密的金属Ni细小颗粒;循环伏安(CV)和电化学阻抗谱(EIS)分析表明化学镀Ni处理降低了合金表面的电子转移阻抗和氢原子扩散阻抗,提高了合金表面的电化学反应活性.     

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。     

LiNi0.75Co0.2Al0.05-xMgxO2的合成及性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了锂离子电池正极材料LiNi0.75Co02Ab0.05-xMgxO2(x=0,0.01,0.025),通过充放电实验、慢扫描循环伏安法和交流阻抗技术进行了电化学性能测试.结果表明:对LiNi1-xCoxO2实施共掺杂Mg2 、Al3 ,可改善其层状结构稳定性和充放电循环特性.将所得LiNi075Co0.2Al0.025Mg0.025O2作为锂离子二次电池正极材料,电池首次放电比容量达170 mAh/g,经100次循环充放电后仍能保持初始容量的78.3%.     

Mg2Ni+Ni型贮氢合金相形成及电化学性能

采用压制烧结和随后机械合金化的方法制备了Mg2Ni Ni型电极合金。研究了Al、Mn替代Mg后对Mg2Ni Ni型合金相形成及电化学性能的影响。XRD测试显示:各合金在610～620℃经过5h烧结后的相结构大部分为Mg2Ni相,与Ni粉混合球磨72h后全部转变为均匀的非晶相。电化学性能测试结果表明:Al、Mn替代后再与Ni粉球磨后的合金,其放电容量、高倍率性能较Mg2Ni Ni合金均有显著提高,其中Mg1.8Al0.15Mn0.05Ni Ni合金的综合性能最佳。     

Li与Ni+Co+Mn摩尔比对LixNi1/3Co1/3Mn1/3O2结构和性能的影响

采用氢氧化物共沉淀前驱体高温固相反应制备了层状LixNi1/3Co1/3Mn1/3O2(0.95≤x≤1.14)正极材料,应用ICP-OES、AAS对材料进行了成分分析,并采用X射线衍射光谱法(XRD)、晶格精修、扫描电子显微镜法(SEM)、差示扫描量热法(DSC)以及充放电测试表征了n(Li)∶n(Ni Co Mn)对材料结构和性能的影响。结果表明:x≥1.00时,随x值的增大,峰I003/I004的比值R、首次放电比容量及DSC峰值温度均呈现先增后减的趋势,并在x=1.05附近具有极大值;晶格精修表明阳离子混排率呈现先减后增的趋势,在x=1.08附近具有最小混排率。     

Co(OH)2包覆的Ni(OH)2电化学性能研究

氢氧化镍 [Ni(OH) 2 ]是碱性蓄电池的正极活性物质 ,为了改善电极的性能 ,增加电池的比能量 ,研究了碱性蓄电池的正极材料球形Ni(OH) 2 颗粒表面包覆氢氧化亚钴 [Co(OH) 2 ]的化学沉积工艺和包覆Co(OH ) 2 的Ni(OH) 2 电极的性能。通过比较充 /放电曲线 ,讨论了电极活性物质利用率与表面形成羟基氧化钴 (CoOOH)的关系以及合成的条件控制。结果表明表面包覆Co(OH) 2 是改善Ni(OH) 2 电极性能的有效途径。     

高比容量正极材料LiNi0.80Co0.15Al0.05O2的结构和性能研究

以偏铝酸钠为铝源,采用共沉淀法在自主设计的反应釜中合成类球形Ni_(0.80)Co_(0.15)Al_(0.05)(OH)_2前驱体,再氧化煅烧得到LiNi_(0.80)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2(NCA)三元正极材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(S EM)、电子探针(EP MA)、能量色散X射线(EDS)和电池充放电测试等方法对该材料的结构、形貌、电化学性能等进行表征。结果表明:前驱体中Ni、Co和Al元素分布均匀;煅烧得到的Li Ni0.80Co0.15Al0.05O2材料具有良好的层状结构;该材料在0.2 C充放电过程中,首次放电比容量为204.1 mAh/g,充放电100次后的容量保持率为88.3%,具有良好的电化学性能。     

锌和铋在KOH溶液中的析氢行为比较

采用气体收集实验、阴极极化曲线和电化学阻抗测量,研究了锌(Zn)和铋(Bi)电极在氢氧化钾溶液中的析氢反应。结果表明:Zn和Bi的析氢行为明显不同,当电位高于-1.92 V时,在相同电位下,Zn电极上收集的氢气体积、反应电流均大于Bi;而电位低于-1.92 V时,在相同电位下,Zn电极上收集的氢气体积及反应电流均小于Bi。     

铅和铋在硫酸溶液中的析氢行为比较

采用气体收集实验、阴极极化曲线法及电化学阻抗法,研究了铅和铋电极在硫酸溶液中的析氢反应.相同电位下,铋电极上收集的氢气体积大于铅电极上的.铋电极上的析氢Tafel斜率为0.11 V,小于铅电极上的0.14 V;在-1.5 V时,铋电极上的析氢反应电阻为0.553 Ω·cm2,小于铅电极上的198 Ω·cm2.铋在铅酸电池负极中游离析出时,将加速电池的析氢反应.     

陶瓷隔膜对LiNi0.8Co0.15Al0.05O2/C电池性能的影响

以聚丙烯(PP)/聚乙烯(PE)/PP复合隔膜为基膜,研究单面涂覆陶瓷层(12 μm干法基膜+4μm单面陶瓷层)和双面涂覆陶瓷层(12 μm干法基膜+2 μm双面陶瓷层)制作的陶瓷隔膜对LiNi0.8Co0.15Al0.05O2/C体系锂离子电池性能的影响.用SEM、电化学阻抗谱(EIS)测试分析隔膜的微孔形貌、透气度...     

球磨AB5/Ni复合贮氢合金的电化学性能

研究了AB5型稀土贮氢材料Mm(NiMnCoAl)5与10%的Ni混合球磨(150 r/min)1 h后的复舍贮氢合金的晶体结构和电化学性能.结果表明:复合贮氢合金由CaCu5型LaNi5相和单质Ni相组成,活化性能得到改善,高倍率放电性能有所提高;0.2 C、3 C放电比容量分别从稀土贮氢材料的272.8 mAk/g,247.2 mAh/g增加到289.8 mAh/g、273.6 mAh/g,容量保持率从稀土贮氢材料的90.6%提高到94.4%.