化學(xué)氧化法制備β-NiOOH的研究.pdf

1、本文采用化學(xué)氧化法，以K2S2O8為氧化劑，以NiSO4為原料，研究了NiOOH的合成工藝，并對(duì)產(chǎn)物性能及結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。 采用化學(xué)氧化法制備β-NiOOH。氧化物和還原物的濃度比、反應(yīng)溫度、溶液pH值和反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)品的性能均有影響，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)，得出反應(yīng)的最佳工藝條件為：n(K2S2O8)：n(NiSO4)在1.3：2～1.4：2，反應(yīng)溫度25℃～35℃，反應(yīng)時(shí)間15～25h，pH控制在11～11.8。各因素對(duì)產(chǎn)物放電比容量的

2、影響程度為：濃度比＞反應(yīng)溫度＞pH值＞反應(yīng)時(shí)間。 XRD分析可知合成的樣品在21.3°、43.5°、79.5°出現(xiàn)的衍射峰分別對(duì)應(yīng)于β-NiOOH的[001]、[002]、[110]衍射面，衍射峰尖銳，表明產(chǎn)物結(jié)晶良好。對(duì)產(chǎn)物做電化學(xué)性能測(cè)試，初始放電容量為210mAh/g，在10個(gè)循環(huán)后，放電容量仍在170mAh/g，放電電壓為1.78V。 循環(huán)伏安實(shí)驗(yàn)可知，在峰值電壓1.5V左右發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程為：Ni(OH)

3、2+e-→NiOOH+H+；在1.9V左右發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程為：NiOOH+H++e-→Ni(OH)2。研究發(fā)現(xiàn)，5mV/s掃描電壓比1mV/s掃描電壓電極腐蝕嚴(yán)重，說(shuō)明當(dāng)電池以較大電流充放電時(shí)，電池極化快，因而容量衰減速度變快，循環(huán)壽命變短。 TG-DTA研究表明，β-NiOOH在230℃左右發(fā)生分解反應(yīng)，分解產(chǎn)物為NiO。用Kissinger方法和Doyle-Ozawa法計(jì)算該反應(yīng)的分解活化能分別為89.3kJ·mol-