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镍氢电池正极材料氢氧化镍的制备及电化学性能

本文对泡沫式和纤维式Ni/MH电池正极材料氢氧化镍的制备、结构及性能进行了研究,在此基础上对氢氧化镍的制备工艺条件、物理和电化学性能这几者之间的关系进行了探讨。论文采用络合沉淀法的二种不同氨水的加料方式制备球形氢氧化镍,系统研究了反应pH值、氨水量、反应时间及反应温度等主要工艺条件对Ni(OH)_2结晶过程和性能的影响。两种加料方式得到Ni(OH)_2的样品振实密度≥2.0g/cm~3、活性≥220mAh/g。并流加料方式的优化工艺条件为pH=11.0;n(NH_3)/n(Ni~(2+))=7.3:1;反应温度控制在40~70℃;反应时间为12h;混合加料方式的优化工艺条件为pH=11.5;反应温度在60~65℃;反应时间为12h;V(NH3)/V(NaOH)=0.3。以添加剂的形式在电解液中加入F~-、CI~-、Br~-、CO_3~(2-)、SO_4~(2-)、PO_4~(3-)和NO_3~-,通过恒电流充放电和循环伏安测试技  (本文共66页) 本文目录 | 阅读全文>>

中南大学
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镍氢动力电池正极材料β型氢氧化镍表面改性制备技术及其高温与高倍率电化学性能研究

镍氢电池在几年前已经成功应用于电动车和混合电动车中。但是,动力型镍氢电池需要其正极材料具有高比能量、高比功率和长寿命等特性,因此提高镍氢电池正极材料的上述特性至为关键。作为动力电池的正极材料球形氢氧化镍的高温性能和高倍率充放电性能已经成为制约其应用于MH-Ni动力电池的重要因素。本论文围绕MH-Ni动力电池中正极材料制备技术和改性技术进行研究,实验结果总结如下:采用控制结晶法制备了高密度β-Ni(OH)_2,研究了制备条件及产品晶体结构与其电化学性能的关系。在β-Ni(OH)_2的合成后期,通过改变反应pH值,扫描电镜观察发现β-Ni(OH)_2的微结构发生明显变化,在β-Ni(OH)_2表面的产生了新的纳米Ni(OH)_2晶,XRD结果表明:处理后的β-Ni(OH)_2的FWHM_(001)和FWHM_(101)增大。存在纳米Ni(OH)_2晶粒的β-Ni(OH)_2样品具有更高的比容量,材料在50℃,0.2C充放电达到额定容...  (本文共109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>>

内蒙古科技大学
内蒙古科技大学

Ni(OH)_2/RGO复合材料的制备及其电化学性能研究

镍氢电池作为一种高能量电池,具有容量高、寿命长、功率大、可快速充放电、无污染等特点,已经成为竞争研究的对象,并且是二次电池的发展的重要方向之一。Ni-MH电池的正极是以Ni(OH)2作为电极活性材料,以各种稀土储氢合金作为负极电极活性材料,近几年,由于Ni-MH电池的负极活性材料稀土储氢合金的发展越来越迅速,负极的容量在很大程度上被提高,如今已经达到了1600mAh·g-1,然而作为正极材料的β-Ni(OH)2理论容量只有289.4mAh·g-1,因此正极材料严重制约了镍氢电池容量的提高。本论文针对镍氢电池正极材料的发展现状和存在的问题,以及还原石墨烯在电极材料中的应用,对镍氢电池正极材料的合成方法进行了改进,着重研究了以碳材料还原石墨烯为基体复合氢氧化镍电极材料的制备方法,并通过改变氧化石墨与氢氧化镍质量比、水热反应温度、沉淀剂和还原剂一系列因素,探究其对Ni(OH)2/RGO复合材料电化学性能的影响。首先采用Hummers方...  (本文共65页) 本文目录 | 阅读全文>>

内蒙古科技大学
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基于镍氢电池的Ni(OH)_2电极材料的制备及性能研究

氢氧化镍电极材料在应用上还存在放电容量有限、大电流充放电和宽温度范围内的使用性能不佳和使用寿命不够长等缺陷。究其原因,主要是对影响氢氧化镍微结构的因素、晶体结构特征与电化学性能之间、电化学性能各参数之间关系的研究比较少。因此,本论文以氢氧化镍的微结构研究为重点,对氢氧化镍的制备、结构和电性能之间的关系进行了较全面的研究。本文利用控制结晶晶体生长法及水热合成法来制备氢氧化镍,通过改变反应合成条件得到结构特征各异的氢氧化镍。研究结果发现:随着水热合成温度的升高和Ni/NH3摩尔比的增加,氢氧化镍的结晶性越来越好,晶体内吸附水的含量逐渐减小。电化学性能测试结果表明25℃下,0.2C和1C倍率的放电容量随着氢氧化镍结晶度的升高而都呈上升的趋势。为了进一步制备出结晶性更好的氢氧化镍,对水热合成的反应条件的实验进行较深入的研究。控制水热合成反应温度为170℃,改变水热时间和溶剂及其与金属的摩尔比来制备氢氧化镍,X射线衍射分析发现:水热时间对...  (本文共68页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京化工大学
北京化工大学

球形纳米结构氢氧化镍的合成及其电化学性能研究

本论文通过可控络合沉淀法分别制备了具有球形纳米结构的β-Ni(OH)2和α-Ni(OH)2,并对样品进行了XRD、FSEM、IR等表征,同时研究了样品的电化学性能。另外,我们还提出了一种新的合成α-Ni(OH)2的工艺路线。具体内容如下:(1)我们采用络合沉淀发制备了球形纳米结构的β-Ni(OH)2,并通过正交实验和单因子实验确定了氢氧化镍制备过程中的最佳反应条件和各因素对球形β-Ni(OH)2电化学性能影响的顺序,即最佳条件:CNH3=3.0 mol/l、pH=11.45、cNi2+=1.2mol/l、cOH-=2.4mol/l、T=50℃;影响顺序:CNH3:pHcNi2+T。XRD和FSEM的分析结果表明产物为粒径在8-20μm之间的p型氢氧化镍。在电化学性能方面,我们通过比较不同电流密度下样品的放电比容量,决定将2000 mA/g作为研究高倍率充放电性能的电流密度。恒流充放电测试表明,样品在2000 mA/g高电流密度下...  (本文共86页) 本文目录 | 阅读全文>>