化学沉淀法制备纳米Ni(OH)2电极材料及其工艺参数的优化设计

通过化学沉淀法成功制备了纳米复合氢氧化镍粉体，测得纳米复合氢氧化镍粉体的振实密度低于球镍粉体，但其压实密度明显高于后者；相应镍电极的密度也超过常规球镍电极．实验得出了制备纳米氢氧化镍粉体的温度、氨水浓度与pH值的最佳参数．最终制备出的纳米复合电极材料的压实密度与质量电化学容量两项指标均比常规球镍高15％以上．     

化学沉淀法制备纳米Ni(OH)_2电极材料及其工艺参数的优化设计

通过化学沉淀法成功制备了纳米复合氢氧化镍粉体,测得纳米复合氢氧化镍粉体的振实密度低于球镍粉体,但其压实密度明显高于后者;相应镍电极的密度也超过常规球镍电极。实验得出了制备纳米氢氧化镍粉体的温度、氨水浓度与pH值的最佳参数。最终制备出的纳米复合电极材料的压实密度与质量电化学容量两项指标均比常规球镍高15％以上。     

纳米β-Ni(OH)2与球型Ni(OH)2的热性能比较研究

用配位沉淀法合成出纳米级Ni（OH）2，并对其进行XRD，TEM，DSC分析，分析结果表明，所得纳米β-Ni（OH）2为可用作电极材料的β-Ni（OH）2，粒径为30－40nm，且热分解温度比普通球镍低10℃左右，摩尔分解热比普通球镍低4－7kJ，从理论上分析了产生此现象的原因。     

Zn2+、Al3+替代纳米α相氢氧化镍制备正交试验研究

本文采用多离子替代制备出纳米α-Ni(OH)2电极材料。XRD测试表明其晶型为α型,TEM观察表明粒子形状不规则,大小在20-30 nm左右。通过对Zn2 、Al3 离子替代量,表面活性剂种类,阴离子种类和反应温度的正交试验优化,得出最佳的工艺参数,并合成出质量电化学容量为316 mA·h/g的电极材料(相同制备工艺得到的日本田中化学球镍电极容量仅为220 mA·h/g)。     

FeCo2S4/Ni(OH)2的合成及超电容性能研究

将多组分活性材料组合成新的结构用作电极材料是提高超级电容器性能的一种有效措施。采用典型的两步水热法与电沉积法制备了FeCo2S4/Ni(OH)2复合纳米材料,并表征其物理及电化学性能。结果表明,FeCo2S4纳米花被电沉积上的Ni(OH)2纳米片包围,形成三维互连网状结构,有利于电极材料与电解液的充分接触。所得的FeCo2S4/Ni(OH)2复合电极材料显示出极高的比电容(当电流密度为1 A·g^-1时,比电容达1588.2 F·g^-1)、优异的倍率性能及循环稳定性。此外,以FeCo2S4/Ni(OH)2为正极、活性炭为负极组装了非对称超级电容器。结果显示,非对称超级电容器具有高能量密度及良好的循环稳定性。     

纳米NiCo_2O_4电极材料的结构表征及超级电容性能研究

本文通过电沉积法在泡沫镍上沉积了绿色(Co,Ni)氢氧化物前驱体,并通过退火处理制备了纳米NiCo2O4电极材料。利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征了生长在泡沫镍上的纳米NiCo2O4电极材料的形貌特征,成分和显微结构。通过对这些样品进行恒流密度充放电以及循环伏安测试对纳米NiCo2O4电极材料进行了电化学性能评价。结果表明,电化学性能最佳的纳米Ni Co2O4生长厚度为2.80μm,纳米片长度在390~785 nm之间,该电极材料在1 m A/cm2的充放电电流密度下比容量达到了1.4 F/cm2,在30 m A/cm2电流密度下比容量依然保持了0.68 F/cm2。该样品在5 m A/cm2的充放电电流密度下循环充放电2 000次之后依然保持了94%的初始比容量,显示出了较高的循环稳定性。     

纤维复合镍电极的研究

总结了过去对镍电极容量性能研究取得的成果和存在的问题，介绍了纤维复合镍电极的制作工艺，即纤维复合镍基体成型，烧结和电化学浸渍。研究了纤维复合镍电极的电化学性能，并探讨了它的活化机理；研究结果发现纤维复合镍电极的体积比容量为１２５￣１７５ｍＡＨ／ｃｍ＾２重量比容量为２５０￣３４０ｍＡＨ／ｇ，与粉末烧结式镍电极相比，重量比容量提高６６％￣７２％，体积比容量相近，最后还介绍了理论研究用的纤维复合镍电极。     

纳米非晶态Ni(OH)_2电极材料的稀土掺杂改性研究

为了提高镍基二次电池正极材料的电化学性能,采用微乳液快速冷冻沉淀法制备出稀土Ce掺杂纳米级非晶态氢氧化镍粉体材料.采用Raman,XRD,SEM和TEM对其结构形态进行了表征分析,采用交流阻抗谱(EIS)和充放电性能对其电化学性能进行了测试.结果发现,掺入适量的Ce可以进一步增强纳米非晶态氢氧化镍的无序性并且使颗粒细化,进而使其电化学反应的电荷转移电阻降低,电化学活性明显增强.样品作为MH-Ni电池正极材料以0.2 C充放电,终止电压为1.0 V,当掺杂Ce的质量分数为4%时,其放电比容量达到336.7 mAh/g,这明显高于晶态β-氢氧化镍电极材料289 mAh/g的理论容量,说明纳米非晶态氢氧化镍作为高活性电极材料具有很好的应用前景.     

钴酸锰/泡沫镍复合电极材料的制备及其电化学性能研究

利用两步法成功制备出两种MnCo_2O_4纳米等级结构材料,研究了其电化学性能。结果证实得到的纳米片为MnCo_2O_4纳米等级结构,并均匀生长在泡沫镍基底上,电化学性质测试表明,这种纳米片/泡沫镍复合电极表现出优异的电化学性质。这种优异的性质与介孔的Mn Co2O4纳米片这一新颖的结构有密切的关系,5 A/g时的比电容值高达475 F/g。MnCo_2O_4/泡沫镍复合材料是一种非常有潜力的超级电容电极材料,MnCo_2O_4纳米材料结构和形貌对超级电容器电极材料的电化学性质有较大的影响。     

Ni(OH)2及Co(OH)2片状纳米晶体的合成与表征

使用强碱氢氧化钾为沉淀剂,通过水热法成功合成了具有六角形貌的过渡金属氢氧化物Ni(OH)2及Co(OH)2片状纳米晶.利用X射线粉末衍射仪和透射电子显微镜对样品的结构和形貌进行了表征.透射电镜观察结果显示Ni(OH)2相为规则六角纳米片,Co(OH)2相为纳米片和纳米棒的混合物.选区衍射结果指出Ni(OH)2及Co(OH)2纳米晶体均为单晶体.Ni(OH)2及Co(OH)2纳米片的产率分别达到了70%和90%.将实验结果同前人的过渡族金属氢氧化物纳米片报道进行了比较,提出了一个新的片状纳米晶的形成机制,指出在正常的沉淀条件下,Ni(OH)2及Co(OH)2纳米晶的稳定形貌总为六角片状.     

α-Ni(OH)2/石墨烯纳米复合材料的制备及其电容性能研究

近年来,石墨烯复合材料作为理想基底用于电极材料的生长,在电化学的许多领域都得到了广泛的应用。以石墨烯和六水合硝酸镍为原料,用NaBH_4作为还原剂,在90℃低温条件下制备合成了具有纳米尺寸的α-Ni(OH)_2/石墨烯复合材料。研究了石墨烯与α-Ni(OH)_2的质量比不同时复合材料的电化学性能。结果表明:当质量比为5∶5时,复合材料显示了最佳的电化学性能:在0～0.47 V的电位窗口,0.2 A/g的电流密度下,比容量高达1280 F/g;2 A/g的电流密度下循环充放电测试2000次后,比容量仍然保持88%。因此,该复合材料作为一种理想的复合电极材料,可被应用到能量转化/储存系统中。     

阻容元件

0619762氢氧化镍掺杂活性炭复合电化学电容器的研究[刊,中]／胡军／／西华大学学报(自然科学版)．-2006,25 (3)．-35-37,40(G)在活性炭中掺入一定量的Ni(OH)2作为电化学电容器的正极活性物质,通过恒流充放电测试考察了掺入Ni(OH)2的活性炭正极与纯活性炭负极组成的复合     

氧化改性Ni(OH)2的电化学电容特性研究

为获得高比电容量电极材料,制备出氧化改性Ni(OH)2,并对样品进行了XRD和XPS分析,通过恒流充放电测试分析了氧化改性Ni(OH)2/活性炭非对称型电化学电容器的电容特性,讨论了活性炭与氧化改性Ni(OH)2质量比对比电容量的影响。结果表明,氧化改性Ni(OH)2电容器性能稳定,稳定工作电压可达1.60V;在活性炭与氧化改性Ni(OH)2质量比约为2.7时,比电容量高达93.78F/g。     

自组装NiO/还原氧化石墨烯复合材料及其超级电容性能研究

通过水热法制备得到α-Ni(OH)₂,在甲酰胺溶剂中,通过机械振荡结合超声对其进行剥离,得到厚度约为1.1 nm的Ni(OH)₂纳米片,与氧化石墨烯(GO)悬浮液混合后,静电自组装得到Ni(OH)₂/GO,经高温热处理获得NiO/还原氧化石墨烯(rGO)复合材料。同时研究了NiO/rGO的结构、形貌及其用作超级电容器电极材料的电化学性能。形貌表征显示NiO/rGO呈层-层形貌,N₂吸-脱附实验表明复合材料存在介孔结构。在KOH电解液中,1 A/g电流密度下NiO/rGO的比容量为1564 F/g,远高于初始Ni(OH)₂和单纯的NiO;组装的NiO/rGO//石墨烯水凝胶(GH)非对称超级电容器(ASC)器件,充放电电位窗口为0～1.6 V,10 A/g电流密度下经1000次充放电循环的比容量保持率达84.2%。     

二维硫化铋复合泡沫镍正极材料的制备及在Li-O_2电池中的应用

采用水热合成法制备了二维硫化铋复合泡沫镍电极材料,避免了使用传统碳材料和粘结剂在充放电过程中有害放电副产物的生成。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线粉末衍射(XRD)对该复合材料的形貌和物相进行了表征,采用循环伏安法、恒流充放电法研究空气电极的电化学性能。结果表明,二维硫化铋复合泡沫镍作为空气电极的电池在充放电过程中具有降低过电位的效果,在100次循环内充电电压低于3.82 V。     

膜厚对泡沫镍负载TiO2纳米薄膜附着度和光电响应的影响

采用溶胶-凝胶法与高温水热法相结合的复合方法制备了以泡沫镍为基底的不同膜层厚度的TiO2纳米薄膜光电极,并用场发射扫描电子显微镜（SEM）与电化学工作站对样品进行了表面形貌表征与光电性能测试。结果表明,膜层厚度为10层的TiO2纳米薄膜光电极的材料附着度最高,且具有最强的光电响应。研究结果为进一步优化泡沫镍负载TiO2纳米薄膜光电极的制备提供了有益参考。     

Zn~(2+)和PO_4~(3-)复合掺杂α-Ni(OH)_2的结构及电化学性能

采用化学反应共沉淀法制备出Zn2+和PO43-阴阳离子复合掺杂的α-Ni(OH)2粉体材料.通过对其微结构表征和电化学性能的测试分析结果表明,随着阳离子Zn2+含量相对增加,阴离子PO43-含量相对减少,晶胞参数α和C逐渐增大,当把掺入Zn2+,PO43-的摩尔百分比为23.4%,5.21%时的α-Ni(OH)2样品作为MH-Ni电池的正极活性材料时,电化学阻抗和扩散电阻较小,电池在以80 mA/g恒电流充电5 h,40 mA/g恒电流放电,终止电压为1.0 V的充放电制度下,具有1.34 V较高的放电中值电压,放电比容量为335.31 mA·h·g-1,而且在强碱溶液中稳定存在,30次充放电循环后没有相变化,放电比容量保持率为94%.     

锂离子电池负极材料SnO2的制备及其性能研究

以NaOH为沉淀剂,聚乙二醇400(PEG400)为分散剂,采用改进的化学沉淀法制备了前驱体粉末Sn(OH)2,在不同温度下煅烧得到了SnO2纳米颗粒.运用X射线衍射、扫描电镜、恒流充放电、循环伏安法等手段对所制材料的结构、表面形貌和电化学性能进行了研究.结果表明:采用改进的化学沉淀法可以得到平均粒度为80nm左右的SnO2纳米颗粒,其中700℃下煅烧合成的SnO2性能最佳,其首次放电比容量和充电比容量分别为1576.3mAh/g和836.7mAh/g,首次库仑效率为53.1％.经过20次循环充放电后,其比容量仍有411.4mAh/g.     

Ni(OH)2及Co(OH)2片状纳米晶体的合成与表征

使用强碱氢氧化钾为沉淀剂,通过水热法成功合成了具有六角形貌的过渡金属氢氧化物Ni（OH）2及Co（OH）2片状纳米晶.利用X射线粉末衍射仪和透射电子显微镜对样品的结构和形貌进行了表征.透射电镜观察结果显示：Ni（OH）2相为规则六角纳米片,Co（OH）2相为纳米片和纳米棒的混合物.选区衍射结果指出：Ni（OH）2及Co（OH）2纳米晶体均为单晶体.Ni（OH）2及Co（OH）2纳米片的产率分别达到了70%和90%.将实验结果同前人的过渡族金属氢氧化物纳米片报道进行了比较,提出了一个新的片状纳米晶的形成机制,指出在正常的沉淀条件下,Ni（OH）2及Co（OH）2纳米晶的稳定形貌总为六角片状.     

锂离子电池富镍三元正极材料研究进展

作为锂离子电池正极材料,富镍三元材料Li(Ni,Co,Mn)O2(NCM)具有较高的可逆容量、结构稳定性、热稳定性,成为电动汽车领域最具前景的锂离子电池正极材料之一。本文在综述三元正极材料结构基础上,总结Ni-Co-Mn比例对正极材料放电比容量、热稳定性和容量保持率的影响,指出当前富镍三元正极材料是三元正极的重要发展方向,并综述目前富镍三元正极材料存在的主要问题,及其合成方法、掺杂改性与表面改性的研究进展,最后对富镍三元正极材料的发展前景进行了评价和展望。