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。     

Al代α-Ni（OH）2的结构与电化学性能

采用化学共沉积法制备了Al代α-Ni(OH)2并对其结构和电化学性能进行了研究。采用XRD，IR，SEM和TGA等方法研究了其结构特征和热稳定性，采用循环伏安法研究了所制备的α-Ni(OH)2的电化学性能。结果表明：采用25mol％的Al取代的方法得到的晶体结构为α-Ni(OH)2，且试样可以在碱性溶液中稳定存在。与β-Ni(OH)2相比，其具有较大的扩散系数，电极反应受扩散控制。     

电沉积法制备掺杂钴的氢氧化镍电极材料及其容量特性

采用电化学共沉积技术在泡沫镍基体上制备了掺杂氢氧化钴的氢氧化镍电极,研究了其容量特性。结果表明：0．5mol／LNi（NO3）2和0．25mol／LCo（NO3）2溶液以体积比Ni（NO3）2：Co（NO3）2=8．5：1．5混合作为沉积溶液时,所得掺钴的氢氧化镍电极性能最佳。XRD和SEM分析表明：所得产物为掺杂α-Co（OH）2的α-Ni（OH）2,晶粒尺寸为2-10nm,其粒子形貌呈球状,粒径在0．5～2μm之间。将其组装成C／Ni（OH）2模拟超级电容器,在充放电电流为5mA的条件下,循环40次后比电容为460F／g,其比电容数值随循环次数增加逐渐趋于稳定。     

Al代α-Ni（OH）2充电效率的研究

利用LAND充放电测试仪考察了1种新型的镍氢电池正极材料α-Ni(OH)2充电过程中析出O2量的变化，对α—Ni(OH)2的充电效率进行了研究。结果表明Al代α-Ni(OH)2的充电效率高于β-Ni(OH)2。随着合成温度的升高，α—Ni(OH)2的充电效率增加到一定值后趋于稳定。环境温度升高，充电效率增加。电流密度增加，充电效率几乎没有变化，说明α-Ni(OH)2电极的大电流性能很好。     

不同Al含量α-Ni（OH）2的制备及电化学性能研究

采用均相沉淀法制备了不同Al含量的α-Ni（OH）2，用XRD和FT-IR对其结构进行了表征，用热重分析方法测试了其热稳定性。并用恒流充放电方法研究了不同Al含量取代样品的电化学性能。结果表明：用均相沉淀法，在Al的添加量为5％～20％（摩尔分数，下同）范围内均可制备得到稳定的α-Ni（OH）2：Al的添加量为0时，制备得到的样品为与α-Ni（OH）2相结构相同的碱式盐。ICP结果表明Al的添加量与产品中Al的实际含量之间有较大差别，且这种差别随Al的添加量的减小而增加。随着Al的添加量降低，样品中实际Al含量也降低，样品的放电比容量先升高，后降低；充电电压先降低后升高，而放龟电压开始变化很小然后迅速下降。当Al的添加量为5％～20％时，样品经过50次循环后衍射峰向高衍射角方向偏移，但仍保持α-Ni（OH）2相结构。而Al的添加量为0时，经过50次循环后转化为α-Ni（OH）2，但α相结构受到很大破坏。     

溶液pH控制合成Ni(OH)_2花状微球

以氢氟酸为溶液中镍离子配位剂,然后加入氨水,调节溶液pH值的同时,作为镍离子补充配位剂,制备了由纳米片花瓣组成的Ni(OH):花状微球.Ni(OH)2花状微球的晶型和微观结构的调控可以简单通过改变溶液pH值来实现.当溶液在7.5≤pH≤8.8范围时,能够得到大量、均匀的Ni(OH)2花状微球.当溶液在7.5≤pH≤8.0范围时,Ni(OH)2微球为a-Hi(OH)2晶型;当溶液在8.0＜pH≤8.8范围时,Ni(OH)2微球为a-Ni(OH)2和β-Ni(OH)2的混合晶型.Ni(OH)2花状微球直径在0.6～1.3μm范围内随溶液pH值的变化而变化.Ni(OH)2花状微球由几十个相互连接的纳米片状花瓣组成.纳米片花瓣厚度约60 nm,长度在80～230 nm之间随溶液pH值的变化而显著变化.     

废镍催化剂回收制备纤维状氢氧化镍

研究从废旧镍催化剂中回收镍以制备氢氧化镍。采用酸浸法,在90℃下用1mol／L硫酸浸没废镍催化剂,从中提取镍。向净化后的含镍溶液中加入NaOH,分别采用3种不同的方法,即尿素水解、传统方法和水热方法制得3种不同的氢氧化镍,分别命名为Ni（OH）2-U,Ni（OH）2-C和Ni（OH）2-H。与传统方法相比,采用水热方法制得的氢氧化镍具有更好的结晶度。Ni（OH）2-C和Ni（OH）2·H都含有β-Ni（OH）2与a-Ni（OH）2·0．75H20的混合相,而Ni（OH）2．U只含有a-Ni（OH）2．0．75H20相。TEM观察显示Ni（OH）2-U样品具有棒状结构。在这3种样品中,Ni（OH）2-U表现出最好的电化学活性。     

均匀沉淀法制备片状结构α-Ni(OH)2

采用均匀沉淀法制备20%Al取代的α-Ni(OH)2,研究表面活性剂、镍盐浓度、pH值等因素对α-Ni(OH)2微结构和电化学性能的影响。结果表明:控制合适的合成条件,可以获得片厚约为10~20 nm、具有片状微观结构的α-Ni(OH)2粉末;采用CoO作为添加剂时,优化条件下合成的α-Ni(OH)2的放电容量接近390 mA?h/g;与β-Ni(OH)2相比,合成的片状α-Ni(OH)2具有充电电压低、放电电压高及放电容量大的特点。循环伏安测试表明,α-Ni(OH)2电极具有更好的可逆性。     

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。     

干燥温度对纳米β-氢氧化镍团聚程度和循环伏安性能的影响①

采用沉淀转化法制备出纳米级Ni(OH)2，研究了干燥温度对材料团聚程度和电化学循环伏安性能的影响。XRD和TEM测试结果表明：所制备的材料为纳米级β-Ni(OH)2，晶粒尺寸在10～100nm之间。干燥温度对纳米级Ni(OH)2的团聚程度有较大影响，并可以在一定程度上控制材料的密度。循环伏安测试表明：适当团聚的纳米级Ni(OH)2比微米级的具有更优越的电化学循环伏安性能，其质子扩散系数也较大。     

干燥温度对纳米β-氢氧化镍团聚程度和循环伏安性能的影响

采用沉淀转化法制备出纳米级Ni(OH)2 , 研究了干燥温度对材料团聚程度和电化学循环伏安性能的影响. XRD 和TEM 测试结果表明: 所制备的材料为纳米级β -Ni(OH)2 , 晶粒尺寸在10～100 nm之间. 干燥温度对纳米级Ni(OH)2的团聚程度有较大影响, 并可以在一定程度上控制材料的密度. 循环伏安测试表明: 适当团聚的纳米级Ni(OH)2 比微米级的具有更优越的电化学循环伏安性能, 其质子扩散系数也较大.     

复合掺杂稀土Ce和Al的α-Ni(OH)_2电极材料的性能及作用机理研究

采用化学反应共沉淀法制备出稀土Ce和金属Al复合掺杂的α-Ni(OH)2粉体样品,利用XRD,EDS,TG-DTG和IR手段对样品的结构进行了表征,并用循环伏安法和多次充放电研究了样品的电化学性能并讨论了其相应作用机理.结果表明:掺杂稀土铈和铝的α-Ni(OH)2具有较大的层间距,晶格层间有较多的结晶水分子.同时掺杂10mol%的Al和5mol%的铈制备的α-Ni(OH)2样品,在强碱溶液中陈化一个月仍保持稳定的α型结构;电化学测试结果表明:电极反应具有较好的可逆性,放电比容量达到363.2 mAh·g-1.     

B掺杂对NiO/Ni(OH)_2电极材料电容性能的影响

通过化学镀再电化学氧化的方法在铜片表面制备出带有微米微坑和微米微球的均一NiO/Ni(OH)_2和B掺杂的NiO/Ni(OH)_2(B)2种电极材料,采用扫描电镜/能谱(SEM/EDS)、X射线衍射(XRD)仪、X射线光电子能谱(XPS)和电化学技术对所制备的2种电极材料进行表征和电化学性能测试。SEM、XRD和XPS的测试结果表明,所制备的2种电极材料由Ni、NiO和Ni(OH)_2组成,并且NiO/Ni(OH)_2(B)中B的掺杂量可达14.6%(质量分数)。循环伏安测量和恒电流充放电试验表明,2种电极材料均具有较高的电化学活性和可逆性;在1A/g的充放电电流密度下,NiO/Ni(OH)_2和NiO/Ni(OH)_2(B)电极材料经历10 000次充放电循环后分别给出了1380和1930 F/g的比电容,显示出较高的比电容特性和良好的电化学稳定性;电化学阻抗谱表明,NiO/Ni(OH)_2(B)电极材料较NiO/Ni(OH)_2电化学反应电阻降低了约2个数量级;Ragone曲线揭示了所制备的2种电极材料具有较高的功率密度和较低的能量密度。B的掺杂使得NiO/Ni(OH)_2(B)电极材料表面氧化物含量增大并且形成微米微球形貌,增大了电极表面积以及与电解液的接触和润湿作用,降低了电极材料表面能带带隙能,从而导致电化学反应电阻较小和电导率提高,这是其显示优异赝电容性能的主要原因。     

Electrochemical performance of multiphase nickel hydroxide

The high density nano-crystalline multiphase nickel hydroxide containing at least three doping elements was synthesized and its electrochemical characteristics were studied. The electrochemical behavior of the high density spherical multiphases α-Ni（OH）2 were also investigated. The results show that the structure of the material is a mixed phase of α-Ni（OH）2 and β-Ni（OH）2, which has a the same stabilized structure as α-Ni（OH）2 during long-term charge/discharge process. High density spherical multiphases α-Ni（OH）2 have a much better redox reversibility, a much lower oxidation potential of Ni（ Ⅱ） than the corresponding oxidation state in the case of β-Ni（OH）2, and a much higher reduction potential. They exchange one electron during electrochemical reaction and have a higher proton diffusion coefficient. The mechanism of the electrode reaction is proton diffusion, and the proton diffusion coefficient is 5.67×10^-10 cm^2/s. Moreover, they reveal a higher discharge capacity than β-Ni（OH）2/β-NiOOH because they exchange one electron per nickel atom during charge/discharge process.     

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.     

Al与Zn复合取代α—Ni（0H）2的结构和电化学性能

采用络合沉淀、并行低速加料法制备了A1取代和A1与Zn复合取代α—Ni(OH)2样品，研究了其结构、表面形貌和电化学性能。结果表明：用该种方法制备的α—Ni(OH)2颗粒呈规则的球形且表面粗糙；与A1单独取代α—Ni(OH)2相比，A1与Zn复合取代α—Ni(OH)2颗粒的球形度和活化性能有所降低，放电电位和循环稳定性有所提高。α—Ni(OH)2的红外光谱、X射线衍射及样品电极的电化学阻抗谱测试结果表明，复合添加A1和Zn提高了氢氧化镍的结构稳定性，降低了颗粒的微晶尺寸和电极反应的电荷转移电阻。     

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。     

Cl-和Zn2 阴阳离子复合掺杂α-氢氧化镍的结构与电化学性能

采用化学共沉淀法,制备出Cl-和Zn2 阴阳离子复合掺杂α-Ni(OH)2粉体.样品材料利用XRD、EDS、SEM、IR、DSC-TG和粒度测试仪进行结构形态及物理特性表征分析.同时以其为活性物质合成镍正极材料并组装MH-Ni电池,测试其充放电、循环可逆特性和交流阻抗等电化学性能.实验结果表明,在掺杂物质摩尔比为Cl-:Zn2 =1:3时,Cl-和Zn2 复合掺杂α-Ni(OH)2为层状结构,结晶水含量较高,热分解温度低.其MH-Ni电池在以80 mA/g恒流充电5 h,40 mA/g恒流放电至终止电压为1.0 V的充放电制度下,电化学极化阻抗较小,放电比容量为354.08 mAh/g,放电平台平稳、中值电压高达1.313 V,且经过多次充放电循环后,其电极活性物质仍然保持α-Ni(OH)2状态,电极过程结构稳定,循环可逆性较好,具有较高的电化学活性.     

B参杂对NiO/Ni(OH)2电极材料电容性能的影响

通过化学镀再电化学氧化的方法在铜片表面制备出带有微米微坑和微米微球的均一NiO/Ni(OH)₂和B参杂的NiO/Ni(OH)₂(B)两种电极材料,采用扫描电镜(SEM/EDX)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和电化学技术对所制备的两种电极材料进行表征和电化学性能测试。SEM、XRD和XPS的测试结果表明, 所制备的两种电极材料由Ni、NiO和Ni(OH)₂组成,并且NiO/Ni(OH)₂(B)中B的参杂量可达14.6wt%。循环伏安测量和恒电流充放电试验表明,两种电极材料均具有较高的电化学活性和可逆性;在1 A/g的充放电电流密度下, 两种NiO/Ni(OH)₂和NiO/Ni(OH)₂(B)电极材料经历10000次充放电循环后分别给出了1380 和1930F/g的比电容, 显示出较高的比电容特性和良好的电化学稳定性;电化学阻抗谱表明NiO/Ni(OH)₂(B)电极材料较NiO/Ni(OH)₂电化学反应电阻降低了约2个数量级;Ragone曲线揭示了所制备的两种电极材料具有较高的功率密度和较低的能量密度。B的参杂使得NiO/Ni(OH)₂(B)电极材料表面氧化物含量增大并且形成微米微球形貌,增大了电极表面积以及与电解液的接触和润湿作用,降低了电极材料表面能带带隙能,从而导致较小的电化学反应电阻和电导率的提高是其显示优异赝电容性能的主要原因。     

Ammonia-Alkali Solution Coordination-Precipitation Route for Preparation of β-Ni(OH)2 Nano-Particles

在室温条件下,以NiCl2·6H2O,NH3·H2O和NaOH为原料,通过滴加氢氧化钠溶液到[Ni(NH3)6]2+配合物离子溶液中,经氢氧根离子取代氨分子与镍离子结合,实现可控合成氢氧化镍纳米晶粒。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR),综合热分析(TGA-DTG)仪,X射线衍射(XRD)仪和扫描电子显微镜(SEM)等测试技术对实验样品性质进行分析。结果表明:氨-碱均匀沉淀技术制备的样品为β-Ni(OH)2,平均粒径约为100 nm,且β-Ni(OH)2含有较多的镍成分和很少的层间离子,有利于提高β-Ni(OH)2的电化学性质。