新型Ni(OH)x電極材料的制備及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、采用化學(xué)氧化法制備了堿性二次電池用正極材料Ni（OH）x。采用FT-IR，SEM，TG-DSC，TEM，XRD等手段表征了樣品的形貌及物相特征，測定了樣品的平均氧化態(tài)，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：經(jīng)過氧化處理的球形Ni（OH）2表面形成了β-NiOOH，呈現(xiàn)出明顯的核殼式結(jié)構(gòu)，不同處理程度的樣品中Ni平均氧化態(tài)介于2.01～2.42，Ni3+/TNi摩爾分?jǐn)?shù)為1％～42％；以Ni（OH）x樣品為正極活性物質(zhì)

2、的鎳氫模擬電池在0.2C下進(jìn)行充放電測試，結(jié)果表明一定程度下的氧化處理對提高電極放電容量有顯著效果，電極放電容量為275±10mAh·g-1，接近于β-Ni（OH）2理論容量289mAh·g-1；大電流（1C）充放電條件下表現(xiàn)出很好的電化學(xué)性能，300個循環(huán)后，容量保持率為98％以上。 多種手段對氧化修飾的鎳電極低平臺放電性能的考察發(fā)現(xiàn)：在1.0V放電截止電位下，經(jīng)過氧化修飾的鎳電極具有更小的電荷傳遞電阻、更快的質(zhì)子擴(kuò)散速度；△

3、Ea，c小于未處理樣品70mV，電化學(xué)可逆性優(yōu)于未處理樣品；未經(jīng)過氧化修飾的鎳電極需要在放電截止電壓進(jìn)一步降低后才能釋放出剩余容量，一二段平臺放電末期容量分別為245mAh·g-1、303mAh·g-1；氧化修飾處理的電極無明顯的二次放電平臺，在第一放電平臺末端時，放電基本完全，容量達(dá)到302mAh·g-1，有效地抑制了二次放電平臺現(xiàn)象。 對鎳電極的電化學(xué)過程阻抗測試表明：鎳電極的電化學(xué)還原過程主要可分為兩個階段，一是從放電開始

4、到電極表面未形成完整Ni（OH）2包覆層前的階段，二是從電極活性物質(zhì)表面被還原產(chǎn)物Ni（OH）2完全包覆之后開始到進(jìn)一步發(fā)生還原反應(yīng)的階段。氧化處理過的Ni（OH）x材料在球鎳表面形成了利于質(zhì)子傳輸?shù)牡陌步Y(jié)構(gòu)，增加了電極的缺陷程度，第二階段Ni（OH）2絕緣層固相擴(kuò)散控制作用出現(xiàn)晚于未修飾電極，改進(jìn)了電極反應(yīng)的動力學(xué)特征。 對鎳電極高溫性能測試表明：氧化修飾后的鎳電極高溫下表現(xiàn)出比覆鈷鎳電極優(yōu)良的放電性能，60℃下放電容量高出