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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>>

《电源技术》2007年05期
电源技术

纳米级氢氧化镍电极材料的研究进展

氢镍电池因其成本低,应用越来越广泛,但与锂电池相比容量较低。目前,传统的微米级球形氢氧化镍的比容量已接近289mAh·g-1的理论值,而纳米氢氧化镍电极材料具有比表面大,质子扩散快,且扩散路径短,电化学活性大[1,2]等诸多优点,正受到研究者的青睐。以下简要回顾和比较了纳米氢氧化镍的制备方法、工艺条件与粉体的组成、晶相结构、形貌以及与电化学性能的关系等方面的研究进展,提出了进一步研究的一些看法。1纳米级氢氧化镍的制备方法据制备原理的不同粗略可分三类。1.1提高过饱和度以增大分散度等的原理据Von Weiman经验公式:V=K·(Q-S)·S-1,分散度V与沉淀开始时的瞬间过饱和度(Q-S)成正比,比例系数K与沉淀物的性质、介质和温度等有关,式中S为溶解度。由于Ni(OH)2等金属氢氧化物属无定型晶体,V大,粒径小,易形成纳米级晶体。以此原理制备的纳米级Ni(OH)2有形式多样的水热法。田周玲[3]等用水热直接法时,详细讨论了温度...  (本文共4页) 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

纳米氢氧化镍(钴)电极材料的制备及其电化学性能研究

过渡金属氧化物或氢氧化物能在电极/液面间产生高度可逆的氧化还原反应,由此产生的法拉第赝电容远远高于碳基材料所产生的双电层电容,其优异的电容性能使过渡金属氧化物电极材料备受关注。然而,RuO2、IrO_2这种典型的过渡金属氧化物由于其价格昂贵,不适合广泛地推广应用。本论文通过不同方法制备了不同微观形貌的纳米氢氧化镍(钴)、石墨烯/氢氧化镍(钴)复合材料并将其用作超级电容器电极材料,通过XRD、SEM、TEM、Raman、XPS等测试手段对其微观结构和形貌进行了分析,通过循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等测试方法对其电化学性能进行了研究。本文采用水热法制备了棒刺状Co(OH)_2及石墨烯(GNS)/Co(OH)_2复合材料,实验结果表明,GNS的加入有效改善了Co(OH)_2的导电性,在2mV·s~(-1)的扫速下,其比容量由261F·g~(-1)上升到370F·g~(-1);虽然GNS的加入可以有效改善Co(OH)_2的导电性,但G...  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>

《稀有金属材料与工程》2007年09期
稀有金属材料与工程

非晶态纳米氢氧化镍电极材料物理特性与电化学性能(英文)

1 Introduction Amorphous material is a novel disorder material with a short range order, it contains a lot of coordination unsaturated atoms and abounds with reactivity, and can be reacted easily. Ovshinsky[1] et al reported that the disorder of a material can improve its electrochemical activity. In addition, amorphous material can prevent the collapse of crystalline structure and restrain the deterio- ration of cha...  (本文共4页) 阅读全文>>

《电源技术》2004年05期
电源技术

Al~(3+)、Zn~(2+)替代镍离子的纳米氢氧化镍电极材料

氢氧化镍是镍电池的正极活性材料,有α相和β相两种存在形式,通常认为前者的容量是后者的1.5倍以上,但其在强碱中不能稳定存在,还没有实用化。从结构上看,β相氢氧化镍为NiO层有序堆积而形成的,层间距约0.46~0.48 nm;而α相Ni(OH)2是NiO层间含有水分子的带正电的结构[Ni(OH)2-x (H2O)x ]x +(x约为0.2),其中还含有碱金属离子和阴离子,层间距达0.7 nm。在强碱液中,NiO层间的阴离子逐步被OH-取代,水分子容易失去,从而使α相Ni(OH)2转变成β相Ni(OH)2。采用其它金属离子替代镍离子形成双氢氧化物(LDH,Layered Double Hydroxide)的方法可以提高α相氢氧化镍的稳定性,其作用机理在于通过提高NiO层间正电荷数,增加阴离子在NiO层间的键合力,保证阴离子、水分子不流失和晶格常数的稳定。金属离子取代方式有两种:(1)Al3+等三价离子取代Ni2+,生成[Ni1-x ...  (本文共6页) 阅读全文>>

《过程工程学报》2011年03期
过程工程学报

非晶态氢氧化镍复合碳纳米管电极材料的电化学性能

1前言Ni(OH)2作为氢镍电池正极活性材料具有高比容量、良好的耐过充放电性能及安全和对环境友好的优异特性,其研究开发与应用十分引人关注[1?6].非晶态材料具有许多不同于晶态材料的微结构与特殊的物理和化学性质[7],作为氢镍电池正极活性材料比目前已应用的β-Ni(OH)2的电化学放电比容量和电化学活性[8?11]明显提高.但非晶态Ni(OH)2电极材料的大电流充放电及循环稳定性仍需有效解决.因此,改善电极材料组成结构及其在电极反应过程中的导电性能,提高活性物质的利用率是使其实现应用的关键.研究[12?15]表明,碳纳米管(Carbon Nanotubes,CNTs)具有优异的电子导电特性、极高的强度和韧性、较高的比表面积及在强碱性电解液中很好的化学稳定性,比镍电极材料生产中所用的石墨、乙炔黑等添加剂有明显的优势.本研究以非晶态Ni(OH)2为活性物质,复合CNTs合成镍电极材料,研究其组成结构及电化学性能,获得了电荷转移电阻有...  (本文共4页) 阅读全文>>