β-Co(OH)_2粉末的制备及结构研究

通过控制结晶法,在一定的搅拌强度、一定的Ｃｏ２＋ 浓度、一定的ｐＨ值和惰性气体保护的条件下合成出高纯度和高结晶度的β－Ｃｏ（ＯＨ）２ 的片晶细粉。ＤＴＡ－ＴＧＡ分析说明其含有少量的结晶水,热分解是分解－氧化过程。ＳＥＭ 和ＴＥＭ分析表明其是粒径均一的六方形片状晶体,单晶性好,单晶表面垂直于［０００１］,边缘垂直于［１０１０］;ＸＲＤ分析显示,所合成的Ｃｏ（ＯＨ）２ 为β型均一单相。此种Ｃｏ（ＯＨ）２ 片晶细粉不仅可以用来制备各种钴的化合物,还适合于制备高活性的锂离子电池正极材料ＬｉＣｏＯ２。本方法适合于大规模工业化生产β－Ｃｏ（ＯＨ）２。     

正极材料Li_xNi_(1-y)Co_yO_2的制备及其性能

通过固态反应制得固溶体ＬｉｘＮｉ１－ｙＣｏｙＯ２,Ｘ射线衍射分析表明产物为层状结构。研究了反应预处理方式、气氛、温度和时间等因素对合成的影响,并加以比较,优化制备条件。以ＬｉＯＨ、Ｎｉ（ＯＨ）２和Ｃｏ３Ｏ４作为原料,在氧气气氛及６００℃～９００℃的温度范围内,制备出３种化学计量物质ＬｉＮｉ０７Ｃｏ０３Ｏ２、ＬｉＮｉ０５Ｃｏ０５Ｏ２和ＬｉＮｉ０３Ｃｏ０７Ｏ２,作为锂离子电池的正极材料。合成粉末的物性被表征。电化学行为的研究表明,３种产物的电化学性能都比较好,充放电容量均接近ＬｉＣｏＯ２的充放电容量。     

高性能泡沫镍电极的研究

研究了ＨＰＭＣ、ＣｏＯ,ＺｎＯ含量对泡沫镍电极性能的影响。结果表明,在镍正极中加入ＣｏＯ可以大幅度提高Ｎｉ－（ＯＨ）２利甲率,但电极只含ＣｏＯ不能有效抑制膨胀,同时添加ＣｏＯ、ＺｎＯ可以大幅度提高电极寿命。此外,少量ＺｎＯ的加入对Ｎｉ（ＯＨ）２利用率影响较小。在本论文的实领条件下,制造高性能泡沫镍电极的合适工艺为：ＨＰＭＣ、ＣｏＯ、ＺｎＯ掺入量分别为０．５％、９％、４．５％。制尾的ＭＨ－Ｎｉ电池的容量在１３００ｍＡｈ以上,１Ｃ循环寿命在３００次以上,０．２Ｃ放电１．２Ｖ以上时间占总的８０％以上,１Ｃ放电１．２Ｖ以上时间占总的６０％以上。     

锂离子电池的正极材料

综述了国外锂离子蓄电池正极材料的进展，着重叙述了ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２和ＬｉＭｎ２Ｏ４的合成方法。Ｌｉ－ＣｏＯ２主要用Ｌｉ２ＣＯ３和ＣｏＣＯ３为原料，在９００℃温度下合成。最近通过Ｌｉ２ＣＯ３和ＣｏＣＯ３在４００℃下反应制成了“低温”ＬｉＣｏＯ２（ＬＴ－ＬｉＣｏＯ２），（ＬＴ－ＬｉＣｏＯ２）的电化学性质不同于高温合成的ＬｉＣｏＯ２。制取化学计量的ＬｉＮｉＯ２比较困难，采用ＬｉＮＯ３和Ｎｉ（ＯＨ）２为原料在７００℃～８００℃温度下进行反应制得了Ｌｉ０．９６Ｎｉ１．０４Ｏ２材料。采用ＭｎＯ２和Ｌｉ２ＣＯ３或ＬｉＮＯ３为原料，在７５０℃温度下合成了Ｌｉ０．９３Ｍｎ２Ｏ４。在４００℃低温下采用Ｌｉ２ＣＯ３和ＭｎＣＯ３为原料，在Ｌｉ／Ｍｎ＝２／３和Ｌｉ／Ｍｎ＝４／５情况下分别合成了Ｌｉ２Ｍｎ４Ｏ９和Ｌｉ４Ｍｎ５Ｏ１２。     

蓄电池添加剂 Co、CoO、Co(OH)_2 的研究现状

Ｃｏ及其化合物ＣｏＯ、Ｃｏ（ＯＨ）２是近年来被用于充电添加剂的高新技术材料。能提高电池的比能量和输出功率,延长充放电循环使用寿命,减少自放电现象等,使电池性能得到明显改善。本文较全面地总结了三种物质的制备方法和物理化学性质,并指出了每种方法的特点;阐明了它们在蓄电池中的作用机制;介绍了它们在国内外的生产、开发状况及应用、发展动向。     

八乙基卟啉与钴（Ⅱ）配位反应的物理化学性质研究

用光度法研究了八乙基卟啉（ＯＥＰ）与ＣＯ２＋离子的配位反应动力学及热力学．结果表明配位反应对ＯＥＰ为一级，对Ｃｏ２＋离子为级，ＨＡＣ对反应有催化作用．提出了ＯＥＰ与Ｃｏ２＋离子配位反应的可能机理．     

泡沫镍正极添加剂的研究

采用循环伏安法（ＣＶ）及交流阻抗法（ＥＩＳ）对氢氧化镍材料中的共沉积Ｃｏ、Ｚｎ元素的影响进行了探讨,结果表明,以共沉积方式加入的Ｃｏ元素可以有效改善Ｎｉ（ＯＨ）２电极的初期活化性能,共沉积加入的Ｚｎ元素明显提高了ＮｉＯＯＨ／Ｎｉ（ＯＨ）２电对的还原电位,且在一定范围内,随Ｚｎ元素含量的增加,此效果更明显。文中采用ＮＬＳＦ方法对交流阻抗谱图进行了模拟解析,提出了氢氧化镍泡沫正极的等效电路图构成,并分析了循环过程中主要过程参数的变化趋势。还讨论了不同和浆工艺对泡沫镍正极电化学性能的影响。     

锂离子电池用活性正极材料 LiCo_(0.5)Ni_(0.5)O_2 的研究

采用热重分析方法并配合中间产物及最终产物的Ｘ射线衍射物相鉴定,研究了ＬｉＣｏ１－ｘＮｉｘＯ２合成过程机理及产物的结构和性能。揭示了由碳酸锂和钴、镍的碱式碳酸盐共混后热合成ＬｉＣｏ１－ｘＮｉｘＯ２的过程基本上分两步进行,第一步为碱式碳酸镍（钴）盐的热分解（＜３００℃）,第二步（＞３００℃）为碳酸锂与上述分解产物反应合成ＬｉＣｏ１－ｘＮｉｘＯ２。生成物为ＬｉＣｏＯ２和ＬｉＮｉＯ２固溶体。随着ＬｉＣｏ１－ｘＮｉｘＯ２中ｘ值的增加,晶格参数增大。合成过程中碳酸盐分解产生的ＣＯ对Ｃｏ２＋、Ｎｉ２＋氧化成Ｃｏ３＋、Ｎｉ３＋产生影响,因此合成的气氛和原料对产物有明显影响。实验表明在空气下合成ＬｉＣｏ０．０５Ｎｉ０．５－Ｏ２的热重曲线与合成ＬｉＣｏＯ２的热重曲线最相近,生成物的容量和循环性能可达到ＬｉＣｏＯ２的水平,并应用于锂离子电池,其材料成本显著降低。     

部分杂质对球形氢氧化镍结构及电性能的影响

许多文献介绍了化学组成和晶体结构对Ｎｉ（ＯＨ）２电性能的影响，而化学组分对组成Ｎｉ（ＯＨ）２晶体的亚晶定向生长结构以及枝晶结构对电性能的相互影响却很少涉及。本文主要探讨硫酸盐、碳酸盐及共沉淀法掺入的少量Ｃｏ、Ｚｎ、Ｃｄ等对氢氧化镍亚晶结构和电性能的影响，以及亚晶晶粒的大小及排列方式对氢氧化镍的结构和综合电性能的影响。     

在宽温度范围应用的稀土磁体

在４．２－４２３的温度范围内，研究了Ｓｍ２Ｃｏ１７型烧结结磁和Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ模锻磁体。它们的磁性能与ＳｍＣｏ５和Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ烧结磁体不相上下。研究表明：这种Ｓｍ２Ｃｏ１７型磁体，在温度高达４２３Ｋ下应用，可认为是最好的。在４２３Ｋ下Ｓｍ２Ｃｏ１７磁体的磁性能为：Ｂｒ＝１０＼８ｋＧ，Ｈ＝１５．７ｋＯｅ和（ＢＨ）ｍａｘ＝２７．１ＭＧＯｅ。在５７３Ｋ下暴露半小时后，在磁导系数为２时，Ｓｍ２Ｃｏ１７磁体     

层状锰基材料Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2的固相合成及电化学性能

采用液相共沉淀合成类球形锰镍钴氢氧化物前驱体,与锂结合生成Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2正极材料。用X射线衍射和扫描电镜对不同温度下合成的粉末样品进行了表征,并研究了材料的电化学性能。通过不同温度条件下烧结样品的晶胞参数及电化学性能研究发现:950℃下合成的样品阳离子排列有序度最好,同时电化学性能也最好。4.2 V首次放电比容量达到157.7 mAh/g,50次循环后仍保持在136.3 mAh/g以上。4.6 V首次放电比容量达到247.9 mAh/g。     

多元醇还原法制备高纯度金属磁粉

应用多元醇还原法制备了微米级铁粉、钴粉和铁钴合金粉，所制粉体呈近似球形，具有高纯度、单分散、颗粒均匀等特性。反应过程包括溶质的溶解、晶核形成和晶粒长大等步骤。应用多元醇还原法可制备微米级和亚微米级铁、钴、镍及其合金磁粉。     

钴的添加方式对镍电极析氧特性的影响

首先制备出添加剂Ｃｏ２＋以不同方式添加的５种氢氧化镍,然后分别做成电极。通过循环伏安法考察电极充放电过程中氧气析出的难易程度、通过排水取气法考察各电极充电过程中氧气析出的时间、速度及不同时刻的充电效率。将这两种方法相结合研究了钴的添加方式对镍电极析氧特性的影响。结果表明：Ｃｏ２＋固溶体掺杂和表面掺杂均可强化镍电极充电过程中的析氧极化、提高充电效率、改善电极性能,但当两种方式按适当的比例相结合时强化析氧极化的效果会更好。在本文所讨论的几种掺杂方式中,Ｃｏ２＋以表面掺杂１．５％＋固溶体掺杂１．５％混合方式添加是降低镍电极的氧化电位、提高析氧电位、提高电极充电接受能力、改善电极充放电性能最好的添加方式     

高性能MH/Ni电池正极助剂研究

采用一种全新的方法,制备了一种表面部分氧化的氧化钴催化剂作为添加剂,用于发泡式氢镍(MH/Ni)电池镍正极,可使正极活性物质利用率提高至95％以上,大电流充放性能得到改善,电池循环充放寿命延长。作者系统研究了制备条件、添加量、氧化度、正负极配比对氢镍(MH/Ni)电池的容量,循环充放寿命,大电流放电性能的影响。     

从低浓度含钴浸出液中制取电池级氧化钴

研究了从低浓度含钴浸出液中制取电池级氧化钴的工艺。采用碳酸氢铵调节盐酸浸出液的pH值至5,加入Na2S溶液除杂。用P507+磺化煤油体系萃取净化液中的Co2+,硫酸反萃回收硫酸钴。当溶液pH=2,60℃时,(NH4)2C2O4按1∶1的比例加入反萃液中,同时加入20%的聚乙二醇作为分散剂沉钴。滤渣在55℃条件下真空干燥、在400℃下焙烧,制备得到粒度分布均匀的Co3O4粉末。根据SEM及ICP-AES对产物进行定性定量分析可知,Co3O4的纯度为95.30%,Co的回收率为71.2%。     

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。     

球型氢氧化镍表面包覆钴的正交试验研究

氢氧化镍是碱性蓄电池的正极活性物质,为了改善电极的性能,增加电池的能量密度,探讨了在球型氢氧化镍表面化学镀钴的工艺,研究了镀液中钴含量、ｐＨ值、温度及搅拌速度等因素对化学镀钴的影响,通过正交试验得出了最佳化学镀钴工艺。试验发现影响化学镀钴的几个主要因素分别是ｐＨ值、温度、搅拌速度及镀液中钴含量。用化学镀钴后的球型氢氧化镍制成的粘接式氢氧化镍电极具有优良的性能,如高的氧化还原可逆性,更大的放电容量。结果表明表面化学镀钴是改进氢氧化镍电极性能的一条有效途径     

影响MH/Ni电池正极放电容量的因素

综述了影响MH/Ni电池正极放电容量的各种因素,如集流体、电解液、隔膜、活性物质、添加剂、导电剂、粘结剂、成型压力、化成工艺等.各种因素中,正极性能好坏的决定因素是氢氧化镍的性质.现已普遍采用高活性的球形氢氧化镍;其次是添加剂,钴、稀土、锌、锰等元素的合理添加,能够有效提高氢氧化镍比容量,增大电极反应的可逆性和电池的其它性能,其中钴元素的掺杂方式对正极放电容量的影响极大.此外,集流体、隔膜、导电剂、粘结剂、制片工艺和化成制度也影响MH/Ni电池正极的放电容量.     

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。     

MH/Ni电池内压和内阻的研究

研究了正负极中加入添加剂对MH/Ni电池内压和内阻特性的影响 ,结果表明负极中添加金属钴及其氧化物和氢氧化物可有效降低电池的内压 ,正极中加入锰、镉、钴及它们的氧化物和氢氧化物可明显提高电池内部气体的复合性能 ,同时这些添加剂也可减小电池内阻