α-Ni(OH)_2活性物质的初步探索

ＭＨ－Ｎｉ电池的性能在很大的程度上决定于正极,本文初步研究了新型正极材料体系α－Ｎｉ（ＯＨ）２／β－ＮｉＯＯＨ体系的性能,提出了制备在碱液中稳定的α－Ｎｉ（ＯＨ）２的必要条件。ＸＲＤ测试表明材料具有水滑石结构,电极充放电实验表明其大电流放电性能优良,放电电压平台高于β－Ｎｉ（ＯＨ）２电极。     

高密度高活性球形Ni(OH)_2的制备研究

采用“受控中和水解法”进行了金属氢化物－镍电池用的高密度高比容量球形Ｎｉ（ＯＨ）２的制备研究，讨论了ｐＨ值、添加剂、加氨量等操作条件对Ｎｉ（ＯＨ）２堆积密度及电活性等性能的影响。实验结果表明：用本文论述的方法可以制得高密度高比容量球形Ｎｉ（ＯＨ）２颗粒，振实密度在２．０ｇ／ｃｍ３以上，比表面积在１５～２０ｍ２／ｇ。添加氨水后可以改变Ｎｉ（ＯＨ）２的结晶程度，采用复合添加剂比单一添加剂更能有效地提高Ｎｉ（ＯＨ）２的活性和改善镍电极的性能。使用该Ｎｉ（ＯＨ）２作为活性物质的电极，其容量可达到２６０ｍＡｈ／ｇ。这种Ｎｉ（ＯＨ）２特别适合于用作金属氢化物－镍电池的正极活性材料。     

充放电过程中球型氢氧化镍结构变化的研究

ＭＨ－Ｎｉ电池的发展需要有高性能的正极,而正极的性能又与球型氢氧化镍的结构、性质有关。本文着重介绍了泡沫镍正极中球型氢氧化镍在充放电过程中的结构变化。随着充电量的增加,β－Ｎｉ（ＯＨ）２逐渐转变为β－ＮｉＯＯＨ和γ－ＮｉＯＯＨ;Ｎｉ（ＯＨ）２中Ｚｎ的加入可抑制γ－ＮｉＯＯＨ的生成,这对减少正极的膨胀是有利的;另外,充电制式的不同,也会影响正极中Ｎｉ（ＯＨ）２晶型的变化。     

镍电极在充放电过程中的XRD原位观测

Ｎｉ（ＯＨ）２在不同的充放电条件下会发生多种晶型转变,这些变化与ＭＨ－Ｎｉ电池的性能有关。尤其是过充或大电流充电时生成的γ－ＮｉＯＯＨ可造成镍电极膨胀、开裂甚至失效,严重影响镍氢电池使用寿命。由于γ－ＮｉＯＯＨ不稳定,易自放电,常规研究方法很难定量考察充电过程中生成γ－ＮｉＯＯＨ的准确数量。Ｘ射线衍射原位测量技术可有效地在充放电过程中对氢氧化镍正极结构变化进行观测。本文采用该实验技术对氢氧化镍正极活性物质结构变化进行了动态研究。研究表明Ｎｉ（ＯＨ）２晶格缺陷和晶体结构无序化导致Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）谱线宽化,具有ＸＲＤ谱线宽化特别是（１０１）谱线宽化特征的镍正极有较高的电化学活性。添加ＺｎＯ可抑制充电时生成γ－ＮｉＯＯＨ的数量,并运用ＸＲＤ定量分析γ－ＮｉＯＯＨ含量的方法计算了此时镍电极在充电状态下γ／（γ＋β）的比值为１４．２％。     

镍氢氧化物研究进展

综述了不同晶型镍氢氧化物的研究和发展概况,分析了现有电极材料存在的问题。提出合成高电子转移数（ＮＥＥ）的正极活性物质以降低高密度球形β－Ｎｉ（ＯＨ）２电极的膨胀,提高镍电极和氢镍电池的整体性能。本文阐述了哈尔滨工业大学在电子转移数约为１．３的α－Ｎｉ（ＯＨ）２和更高电子转移数镍氢氧化物的合成、精细结构、稳定性和电化学行为方面的研究。与高密度β－Ｎｉ（ＯＨ）２电极相比,自制的α－Ｎｉ（ＯＨ）２电极具有良好的机械性能,较正的电极电位,较高的充电效率和较低的电极／溶液界面电荷转移阻抗。与同容量的高密度β－Ｎｉ（ＯＨ）２电极相比,使用高电子转移数的镍氢氧化物的电极还可以使活性物质中镍含量降低约３０％,具有环境、经济和社会意义。     

正极材料Li_xNi_(1-y)Co_yO_2的制备及其性能

通过固态反应制得固溶体ＬｉｘＮｉ１－ｙＣｏｙＯ２,Ｘ射线衍射分析表明产物为层状结构。研究了反应预处理方式、气氛、温度和时间等因素对合成的影响,并加以比较,优化制备条件。以ＬｉＯＨ、Ｎｉ（ＯＨ）２和Ｃｏ３Ｏ４作为原料,在氧气气氛及６００℃～９００℃的温度范围内,制备出３种化学计量物质ＬｉＮｉ０７Ｃｏ０３Ｏ２、ＬｉＮｉ０５Ｃｏ０５Ｏ２和ＬｉＮｉ０３Ｃｏ０７Ｏ２,作为锂离子电池的正极材料。合成粉末的物性被表征。电化学行为的研究表明,３种产物的电化学性能都比较好,充放电容量均接近ＬｉＣｏＯ２的充放电容量。     

高密度高活性球形氢氧化镍的制备与性能控制

采用控制结晶法制备了高密度球形Ｎｉ（ＯＨ）２。研究了制备条件及产品的晶体结构与其电化学活性的关系。结果表明，要制备出高密度高活性的Ｎｉ（ＯＨ）２产品，不仅要严格控制反应和结晶的工艺条件，还要依靠专门的反应器，以便造成一个合适的流体力学条件。本实验所制备的产品具有晶粒细小、比表面积大（大于２５ｍ２·ｇ－１）和堆积密度高（大于２．１ｇ·ｃｍ－３）的特点。Ｎｉ（ＯＨ）２的晶体结构与其电化学活性关系密切，实验结果表明，（００１）晶面和（１０１）晶面的Ｘ光衍射峰半高宽分别大于０．７°和０．８°的产品，具有活性物质利用率高和大倍率充放电性能好的优点。     

泡沫镍正极添加剂的研究

采用循环伏安法（ＣＶ）及交流阻抗法（ＥＩＳ）对氢氧化镍材料中的共沉积Ｃｏ、Ｚｎ元素的影响进行了探讨,结果表明,以共沉积方式加入的Ｃｏ元素可以有效改善Ｎｉ（ＯＨ）２电极的初期活化性能,共沉积加入的Ｚｎ元素明显提高了ＮｉＯＯＨ／Ｎｉ（ＯＨ）２电对的还原电位,且在一定范围内,随Ｚｎ元素含量的增加,此效果更明显。文中采用ＮＬＳＦ方法对交流阻抗谱图进行了模拟解析,提出了氢氧化镍泡沫正极的等效电路图构成,并分析了循环过程中主要过程参数的变化趋势。还讨论了不同和浆工艺对泡沫镍正极电化学性能的影响。     

MH-Ni 电池中正极材料的应用基础研究

主要研究了含钴添加剂对Ｎｉ（ＯＨ）２活性及结构的影响。对Ｎｉ（ＯＨ）２进行Ｘ射线衍射结构分析（ＸＲＤ）表明，含添加剂Ｎｉ（ＯＨ）２的晶体有序性差，含更多的晶格缺陷。由热重分析（ＴＧＡ）表明，含添加剂的Ｎｉ－（ＯＨ）２晶格中含有结晶水，其电化学活性的提高与此有关。用循环伏安法对粉体Ｎｉ（ＯＨ）２电极在ＫＯＨ水溶液中进行了研究，结果表明，添加剂能改善电极反应的可逆性。     

碱性电解液中的还原剂对MH-Ni电池性能的影响

系统研究了碱性电解液中的还原剂对ＭＨ－Ｎｉ电池电化学性能的影响。实验使用典型ＡＢ５型合金ＭｍＮｉ３．５５－Ｃｏ０．７５Ｍｎ０．４Ａｌ０．３泡沫镍负极及Ｎｉ（ＯＨ）２泡沫镍正极,制成ＡＡ型电池,并注入２．６ｇ６．８ｍｏｌ／ＬＫＯＨ＋０．５ｍｏｌ／ＬＬｉＯＨ＋０．００５ｍｏｌ／ＬＫＢＨ４溶液,封口静置。参照电池的电解液则为２．６ｇ６．８ｍｏｌ／ＬＫＯＨ＋０．５ｍｏｌ／ＬＬｉＯＨ。在电池化成后,参照电池没有喷爬碱,而实验电池却高达３０％。在２５０个充放电循环以后可较明显看出实验电池的寿命差于参照电池。在充放电循环过程中,实验电池的放电平台逐渐低于参照电池的放电平台。实验电池的内压略高于参照电池的内压。实验电池注同量碱液的时间比参照电池延长大约５倍,并造成封口模具腐蚀加重。本研究结果表明部分厂家在碱液中添加微量还原剂的方法对电池综合性能及其规模生产都是不利的。     

高比容量中空纤维镍电极的研究

用传统工艺方法制备出含有中空纤维的多孔镍基板,基板孔率由72%～76%增加到85%～88%(含骨架).借助电化学浸渍法制得性能良好的含纤维镍正极,其中浸钴电极比容量可达173.7mAh/g、555.8mAh/cm~3和41.7mAh/cm~2.     

金属氢化物镍电池的研究进展

综述了金属氢化物镍电池现有的贮氢合金负极和镍正极的改性研究及对电极新材料的探索，并从提高电池容量，改善大电流充放电特性，延长循环寿命等几个方面对电池综合性能的提高进行了探讨，章认为，MH－Ni电池虽已进入商品化阶段，介还有许多工作需要完善，MH－Ni电池将有广大的应用市场。     

高密度球形Ni（OH）2的表面修饰

为提高镍电极的导电性 ,在电极制作过程中需添加一定量的导电剂 ,通过混合添加的导电剂 ,受工艺条件的限制 ,其均匀性和利用率不是十分理想。通过化学方法 ,利用动态积分进料工艺在Ni(OH ) 2 的表面包覆上了一层钴的化合物 ,经SEM分析观察 ,包覆层分布均匀 ,与基体结合牢固、稳定。采用包覆钴化合物的Ni(OH ) 2 制备的镍电极 ,经 0 .3C及 1.0C充放电测试表明 ,其充电电压低 ,放电平台高 ,比容量大 ,大电流充放电效率及活性材料的利用率得到了明显的改进。     

泡沫镍电沉积Co-Ce合金镍电极的性能

为了提高动力MH/Ni电池的高倍率充放电性能,在泡沫镍骨架表面电沉积具有针状结构、高比表面积的Co-Ce合金,Ce含量为0.19%,用其作镍电极的基板.实验结果表明:600次循环中,镍电极10 C充电接受能力平均提高36%,放电比容量平均提高42%.XRD分析显示:Co-Ce合金基板表面生成的CoOOH是增加基板与活性物质界面电子导电能力的主要因素.     

镍碳复合型超级电容器镍电极的制备工艺研究

通过镍电极工艺的研究，探索研究镍电极技术参数对超级电容性能影响关键因素，比较不同工艺技术路线对性能的影响，优化了镍电极的制备工艺参数，优选了极片性能指标检测评价方法。     

泡沫镍镀钴提高镍正极性能

研究了泡沫镍基体电镀钴对镍正极的放电容量尤其是大电流放电性能的影响,结果表明:泡沫镍基体的镀钴层能改善基板与活性物质间的导电网络,减小活性物质与基体间的接触电阻,提高镍正极的大电流放电性能和快充快放性能.     

纳米结构氢氧化镍粉末对镍电极的改性作用

采用水溶液化学沉淀法直接合成了具有纳米结构特征的氢氧化镍粉末,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、BET比表面积等方法对其结构特征进行了表征。将纳米结构氢氧化镍粉末以一定比例添加到商用球形氢氧化镍粉末中作为活性材料制备发泡式镍电极,采用恒电流充放电测试、循环伏安(CV)及交流阻抗分析(EIS)等方法对镍电极的电化学性能进行了研究。结果表明,纳米结构氢氧化镍粉末的添加可以使镍电极在充电效率、放电比容量、活性物质利用率、放电电压、抗膨胀能力及高速率放电性能等方面得到明显改善和提高。添加有纳米结构粉末的镍电极具有更高的反应活性及更小的电化学反应阻抗,充电时氧气析出电位也比较高,因而表现出优良的电化学性能。     

脉冲镀镍

采用直流、方波脉冲和叠加脉冲三种不同方式,比较它们自瓦特镀镍液和光亮镀镍液中电沉积时的沉积效率和光亮镍层的光亮性。结果表明:脉冲电镀的沉积效率较直流电镀的高,且叠加脉冲电镀效果更为显著;在添加剂含量相同的光亮镀镍液中,采用脉冲电镀所得的光亮性好。结果还表明,脉冲电镀时的脉冲参数选择适当,可减少添加剂或光亮剂的用量而不影响镀层的光亮性。     

泡沫镍的制备工艺及性能参数

介绍了泡沫镍的制备方法及性能参数；论述了电沉积制备泡沫镍的方法和泡沫镍本身性能对电池性能的影响，泡沫镍的性能直接关系到电极制造的工艺，成本及工业化生产的可靠性，连续化带状泡沫镍生产是我国电池行业未来发展的趋势。     

镀镍软铜线制造工艺的改进——氨基磺酸盐镀镍

本文阐述了硫酸盐镀镍制造镀镍软铜线的不足之处 ,介绍了氨基磺酸盐镀镍制造镀镍软铜线的优点 ,并论述了氨基磺酸盐镀镍的工艺、设备和废水处理 ,建议对于要求特高的耐高温电缆所用的镀镍铜线采用氨基磺酸盐镀镍比较合适