混合價(jià)態(tài)氫氧化鎳的形貌和電化學(xué)性能研究.pdf

1、鎳氫電池具有高功率、高能量密度等優(yōu)點(diǎn),是動(dòng)力汽車和混合動(dòng)力汽車用動(dòng)力電池的最佳選擇之一。而鎳電極材料電化學(xué)性能的提高己成為鎳氫電池發(fā)展的關(guān)鍵。
　　 本研究通過化學(xué)氧化法制備的納米片狀化學(xué)氧化NiOOH作為添加劑摻雜到球形β-Ni(OH)2中得到了新型鎳電極材料Ni(OH)x。采用絡(luò)合滴定、XRD、SEM、TEM、SAED等手段表征了樣品的鎳平均氧化態(tài)、形貌及結(jié)構(gòu),并考察了其作為鎳氫電池正極活性材料的電化學(xué)性能。結(jié)果表明:納米片

2、狀化學(xué)氧化NiOOH隨機(jī)的分布在球鎳表面,形成了一層外觀不規(guī)整的三價(jià)NiOOH包覆層;摻雜后樣品中鎳平均氧化態(tài)為2.03～2.10;摻雜納米片狀化學(xué)氧化NiOOH對(duì)提高材料放電性能有顯著效果,其中鎳平均氧化態(tài)為2.05的樣品容量可達(dá)300 mAh·g-1(0.2 C),5 C放電倍率下亦可達(dá)253 mAh·g-1,大電流(2 C)充放電條件下表現(xiàn)出優(yōu)良的電化學(xué)性能,200次循環(huán)后,容量保持率為96％。經(jīng)過充放電循環(huán)后的Ni(OH)x(x

3、=2.05)樣品的XRD、TEM及SAED結(jié)果表明,在充放電過程中,化學(xué)氧化NiOOH的存在使得樣品的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化,從而使樣品在不同倍率下都具有非常好的放電性能。
　　 采用配位沉淀法合成了具有納米片狀結(jié)構(gòu)的混合晶型Ni(OH)2,將化學(xué)氧化NiOOH作為添加劑摻雜到片狀Ni(OH)2中,得到了樣品中鎳平均氧化態(tài)介于2.03～2.09的新型電極材料片狀Ni(OH)x。采用XRD、SEM手段表征了樣品的物相特征,結(jié)果表明化學(xué)氧化

4、NiOOH隨機(jī)的分布在片狀Ni(OH)2表面。摻雜納米片狀化學(xué)氧化NiOOH對(duì)提高材料放電性能有顯著效果?；旌暇蚇i(OH)2在0.2 C充放電條件下其放電比容量可達(dá)306 mAh·g-1,片狀Ni(OH)x(x=2.07)樣品為326 mAh·g-1,在大電流(2 C)充放電條件下首次放電比容量可達(dá)305 mAh·g-1,200次循環(huán)后其放電比容量仍可達(dá)278 mAh·g-1。
　　 通過化學(xué)氧化法對(duì)制備的Al-α-Ni(O

5、H)2樣品表面進(jìn)行氧化,制備了新型鎳電極材料Al-α-Ni(OH)x,不同處理程度的樣品中鎳平均氧化態(tài)為2.02～2.15。XRD、FT-IR、SEM、TEM、SAED等測(cè)試結(jié)果表明氧化處理過程中Al-α-Ni(OH)2表面形成了一層結(jié)晶度較低的γ-NiOOH包覆層,樣品呈現(xiàn)出核殼式結(jié)構(gòu)。以不同樣品為正極活性物質(zhì)的鎳氫模擬電池在不同充放電條件下進(jìn)行充放電測(cè)試。結(jié)果表明,一定程度下的氧化處理對(duì)提高電極放電容量有顯著效果,其中鎳平均氧化態(tài)為