有機(jī)溶劑中α型氫氧化鎳的合成、結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能.pdf

1、Ni(OH)<,2>是在Ni-Cd、Ni-Zn和Ni-MH等堿性可充電池中已廣泛應(yīng)用的正極活性物質(zhì).它有α-和β-Ni(OH)<,2>兩種形態(tài),目前實(shí)際應(yīng)用的是β-Ni(OH)<,2>.但β-Ni(OH)<,2>的理論電化學(xué)容量偏低,制約了Ni-MH電池綜合電化學(xué)性能的提高.α-Ni(OH)<,2>雖具有較高的電化學(xué)容量,但在強(qiáng)堿性介質(zhì)中不夠穩(wěn)定,易轉(zhuǎn)變?yōu)棣滦?近年來(lái),人們采用化學(xué)共沉淀法在其中摻雜金屬離子,得到取代的α-Ni(OH)<

2、,2>,提高了穩(wěn)定性,但在水溶液體系中得到的產(chǎn)品密度偏低,導(dǎo)致其體積比容量低,難以達(dá)到實(shí)用化的要求.為了解決這一問(wèn)題,該文首次在有機(jī)溶劑體系中采用化學(xué)共沉淀法制備了Al取代的α-Ni(OH)<,2>.經(jīng)XRD和FTIR表征確認(rèn),在有機(jī)溶劑體系中采用化學(xué)共沉淀法合成得到了Al取代的α-Ni(OH)<,2>.所得產(chǎn)品不僅堆積密度大(1.5~1.7 g·cm<'-3>),電化學(xué)容量高(~300mA·h·g<'-1>),而且具有與一般α-Ni(

3、OH)<,2>同樣的易活化、放電中點(diǎn)電位高、放電平臺(tái)平坦等優(yōu)點(diǎn),其綜合電化學(xué)性能明顯優(yōu)于商品β-Ni(OH)<,2>.采用有機(jī)溶劑法制備了不同Al含量的取代Ni(OH)<,2>,用XRD和FTIR手段測(cè)試了上述樣品的相結(jié)構(gòu),研究了它們?cè)?.0 molL<'-1>KOH中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,并探討了結(jié)晶度對(duì)電化學(xué)性能的影響.結(jié)果表明:Al含量7.5﹪(摩爾百分比)的樣品為α-Ni(OH)<,2>和β-Ni(OH)<,2>的混合結(jié)構(gòu),Al含量13

4、.2﹪和17.2﹪的樣品則為純?chǔ)料嘟Y(jié)構(gòu):在6.0 molL<'-1>KOH中陳化時(shí)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性隨著Al含量的增加而增加,Al含量17.2﹪的樣品在室溫陳化30天時(shí)結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定;隨著Al含量的增加,樣品的結(jié)晶度增加,電極極化減小,放電中點(diǎn)電位升高,電化學(xué)容量增大.研究了有機(jī)溶劑中不同價(jià)態(tài)金屬離子Zn<'2+>、Bi<'3+>和Ti<'4+>分別與Al<'3+>對(duì)Ni(OH)<,2>的復(fù)合取代.電化學(xué)性能測(cè)試結(jié)果表明:當(dāng)Zn、Al取代量分別