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纳米氢氧化镍电极材料的研究

比能量高,性能优良的金属氢化物镍电池(MH-Ni)在电子、通讯、计算机等行业的应用相当广泛,在电动汽车领域也将得到广泛应用。作为正极活性物质,氢氧化镍的性能是决定MH-Ni电池整体性能的关键。本文从以下四方面对纳米氢氧化镍进行了全面的研究:第一,分别采用手工、球磨机对微米级氢氧化镍进行研磨,以制备纳米氢氧化镍,并利用X射线衍射仪,扫描电镜,透射电子显微镜和循环伏安曲线测试装置研究研磨对氢氧化镍结构和性质的影响。研究表明:在研磨过程中,氢氧化镍晶体在切应力的作用下沿(0001):滑移系滑移而破碎,使其沿c轴方向的晶粒尺寸不断减小。当机械研磨强度不大时,随着时间的延长,氢氧化镍晶胞的晶格常数c值逐渐减小,而在高强度的机械研磨下,不但氢氧化镍的晶格常数c值随时间发生改变,而且,a值也随之减小。高强度的机械研磨导致晶格产生畸变,增加Ni(OH)_2材料的电化学活性。随着研磨的进行,样品的晶粒尺寸和颗粒尺寸减小,材料的比表面积增大,质子H  (本文共142页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉大学
武汉大学

氢氧化镍材料的合成、修饰及其电化学性能研究

化石能源危机和环境危机所产生的双重压力促使电动车(包括纯电动车和混合动力电动车)得到极为广泛的重视。在电动车中,高功率蓄电池占有非常重要的地位。具有“高比能绿色电池”之称的金属氢化物一镍电池(MH/Ni电池)在作为混合动力电动汽车的车用电池方面具有明显的优势,也是最早作为混合动力电动车用电池进入商业化阶段的电池系统。由于MH/Ni电池在设计上采用的是正极容量限制方式,因此,其正极材料氢氧化镍综合性能的提高对电池整体性能的提升至关重要。本论文以提高氢氧化镍材料的大电流充放电性能及其质量比容量为目的,采用不同的制备方法分别合成了片状纳米氢氧化镍、纳米氢氧化镍/碳复合材料、α相纳米片状Ni-Co氢氧化物以及表面覆钻的微米球形氢氧化镍,并对它们各自的电化学性能进行了深入细致的研究。1.纳米Ni(OH)2具有特殊的结构特性,被认为具有比微米级球形氢氧化镍更好的电化学性能。但目前系统研究纳米Ni(OH)2的制备及其形貌、结构等因素与其电化学...  (本文共157页) 本文目录 | 阅读全文>>

湖南大学
湖南大学

掺杂纳米氢氧化镍的制备、结构表征及其电化学性能研究

随着纳米材料科学技术的迅猛发展,纳米材料的应用研究已逐渐扩展到化学电源领域。纳米氢氧化镍作为一种新型氢镍电池活性材料,已成为国内外竞相研究和开发的热点[1]。本文采用微乳液法通过复合掺杂Co、Zn合成纳米β-Ni(OH)2,优化工艺条件为:反应pH值、温度、掺杂剂Co、Zn的含量分别为11、50℃、4%、6%。该条件下所制备样品的振实密度和松装密度分别达2.02、1.62g/cm3;晶胞参数a=0.3093nm,c=0.4615nm;样品平均粒径大小约为80nm;样品的Raman光谱在322、451、3573 cm-1处出现了β-Ni(OH)2的特征峰,同时还在3676、3610、519cm-1处出现了与晶体结构缺陷有关的附加峰;对样品粉末微电极进行的循环伏安测试,复合掺杂Co、Zn的样品较未掺杂、单独掺杂Co或Zn的样品具有更好的循环伏安特性,其氧化峰与还原峰电位之差为83mV,析氧电位与还原电位之差为65 mV。通过优化合成...  (本文共62页) 本文目录 | 阅读全文>>

湘潭大学
湘潭大学

配位均匀沉淀法合成纳米氢氧化镍及其应用研究

本论文研究了一种制备纳米氢氧化镍及纳米氧化镍的新方法─“配位均匀沉淀法”,并用该方法制备了不同形貌的纳米氢氧化镍及纳米氧化镍粒子。采用透射电镜、X射线衍射、热重—差热分析、红外光谱、示差扫描量热分析等手段对粒子的结构及形貌进行了表征分析,并初步探讨了纳米氢氧化镍在MH/Ni电池中的应用。以氨水及硝酸镍为原料合成了纳米氢氧化镍,对制备的工艺条件进行了深入的探讨和优化,确定了最佳的反应条件。在反应过程中通过控制反应条件及添加分散剂来控制所得纳米粒子的粒径和形貌,得到了微观形貌呈球形、针形及薄片形的纳米氢氧化镍,XRD测试结果表明制得的产品均为β-Ni(OH)_2。以所制备的纳米氢氧化镍为前驱体,通过控制热分解反应的温度及时间,得到了形貌为针形、棒状及颗粒状的纳米氧化镍。以碳酸氢铵、氨水、硝酸镍为原料,采用配位均匀沉淀法制备了纳米碱式碳酸镍前驱体,干燥后煅烧得到了纳米氧化镍,在最佳反应条件下获得的纳米氧化镍粒子的平均粒径为5~12nm...  (本文共65页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

泡沫镍载Ni_(1-x)Co_x(OH)_2电极的制备及其电化学性能

镍氢电池作为一种高比能量的二次电池得到了广泛的应用。作为正极的镍电极是镍氢电池的关键部件之一,其性能的改进是提高镍氢电池整体性能的有效途径。本论文采用无模板直接生长法制备纳米片结构的Ni(OH)_2电极,为了提高其电化学性能,制备了Ni_(1-x)Co_x(OH)_2电极并通过阴离子的掺杂制备了不同形貌Ni(OH)_2电极。然后利用热重-差热(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)等手段对其进行表征,并通过循环伏安、交流阻抗等方法测试了其电化学性能。制备泡沫镍载Ni(OH)_2电极,结果表明XRD分析得出制备的活性物质是纯净的β-Ni(OH)_2,属六方晶系,达到纳米级尺寸,平均晶粒尺寸为23nm。通过SEM和TEM得β-Ni(OH)_2小球的直径在5μm左右,是由片层构成,每纳米片长约2μm,宽约230nm,厚约60nm,每个纳米片是由若干20nm左右纳米颗粒构成。循环伏安测试表明电极能够在...  (本文共75页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
吉林大学

碳—氢氧化镍复合电极材料的研究及其在非对称超级电容器中的应用

逐年递增的能源需求量、日趋严峻的环境现状、对于高效可再生清洁能源的迫切需求是目前人类社会面临的三大问题。对于能源的需求量随着人口的剧增、传统能源的几近匮乏和耗能设备的持续增加而日益加剧,其导致的直接后果是,一方面人们会对传统的能源剥夺更为激烈,另一方面会对环境造成巨大的压力。因此,急需一种解决上述问题的有效途径,从而缓解人类对于能源的大量需求,同时能够最大程度地减少人类生产和生活对环境所造成的污染和破坏。这正是新能源材料逐步成为未来社会主流能源的内在动因和推动力量。新型环保节能设备,如锂离子电池、太阳能电池、燃料电池、超级电容器等,在这一时代背景下应运而生,并在当今社会逐渐地占有一席之地。其中,超级电容器作为一种新型绿色储能装置,具有常规电容器功率密度大、充电电池能量密度高等优点,并兼具可快速充放电、使用寿命长、工作温度范围宽、便携免维护、环境友好等优异性能,因而在人类生活和生产的各个领域都有着广阔的应用前景。碳材料用于超级电容...  (本文共116页) 本文目录 | 阅读全文>>