Al取代α-Ni（OH）2的研究进展

Al取代α-Ni(OH)2具有高的放电比容量和质子扩散系数,成为近几年的研究热点。从Al取代α-Ni(OH)2的稳定化机理、制备方法和掺杂改性等方面综述了其研究进展,最后展望了Al取代α-Ni(OH)2的应用前景。     

锌镍电池及其α-Ni(OH)_2正极材料的研究

综述了化学均相沉淀法合成α-Ni(OH)_2的方法,在适宜的温度、p H值、镍盐浓度及添加相关的活性剂下能够得到容量高、电压大、循环性能好的α-Ni(OH)_2材料。另外,通过掺杂不同的金属盐来改变其性能,并添加Zn盐、Al盐、Mn盐、铁盐、稀土金属盐等化合物,改良α-Ni(OH)_2结构。其中掺杂Al盐得到的α-Ni(OH)_2性能最好。综述了化学沉淀法以外的一些其它合成α-Ni(OH)_2的方法。     

nAl:nNi值对掺Al α-Ni(OH)2结构及性能的影响

在不同nAlnNi(摩尔比)条件下,采用化学共沉淀法合成制备了掺Al α-Ni(OH)2,对其进行了X射线衍射表征和扫描电镜、比表面积及电性能等分析测试.结果表明,掺Al α-Ni(OH)2的晶格参数(d003)、比表面积、粒径均随着nAlnNi的增加而减小;nAlnNi增至20%时,制品呈现出单一的α-Ni(OH)2结构;晶格参数(d003)小、结晶规整有序的α-Ni(OH)2具有很高的放电容量(0.2 C放电容量为350 mAh·g-1)及稳定的电化学循环性能.     

亚微米级球形α-Ni(OH)2的制备、结构及性能

采用均匀络合共沉淀法,用Al部分替代Ni,选择合适的成球剂,合成分子式为Ni0.8Al0.2(OH)2@(n-x)H2O@xNH3的亚微米级球形α-Ni(OH)2.并采用X射线衍射(XRD)、差热技术、扫描电镜和傅立叶变换红外(FTIR),对其结构以及相组成进行研究.电化学测试表明:制得的亚微米级球形α-Ni(OH)2与普通的α-Ni(OH)2和球形β-Ni(OH)2相比,具有电化学比容量高、活性物质利用率高和循环可逆性好等优点.     

Al掺杂量对纳米Ni(OH)_2结构及电化学性能影响

采用微乳液法制备Al掺杂纳米Ni(OH)2粉体,并对其结构及电化学性能进行X射线衍射光谱法(XRD)、透射电子显微镜法(TEM)、选区电子衍射(SAED)、合金表面元素组成分布(EDAX)分析及充放电性能测试。研究结果表明:随着Al掺杂含量的提高,纳米Ni(OH)2粉体由β-Ni(OH)2逐步转变为α-Ni(OH)2,其形貌由细针状逐渐转变为球形颗粒后向不规则块片状转变。随着Al含量增加,样品的放电比容量先下降后上升再下降。当Al含量为15%时,所制备的粉体为球形纳米α-Ni(OH)2,其放电比容量高达302.25 mAh/g,且放电平台高,充电电压较低。     

覆钴型氢氧化镍的结构及电化学性能

采用化学沉淀法制备了不同覆钴量的铝掺杂氢氧化镍[覆Co(Ⅱ)-Ni/Al(OH)x]电极材料,并用X射线衍射光谱法(XRD)和粒度分布仪表征了其晶体结构和粒度分布,用恒流充放电实验测试了以其为正极活性物质组装成MH-Ni试验电池的充放电性能.结果表明:覆Co(Ⅱ)-Ni/Al(OH)x样品具有α-Ni(OH)2型的晶体结构,覆钻量为2%～5%的Ni/Al(OH),具有最佳的充放电性能和较高的放电容量保持率.     

覆Co(Ⅱ)-Ni/Al(OH)x的制备、结构与电化学性能

采用化学沉淀法制备了覆Co(Ⅱ)-Ni/Al(OH)x电极材料,并用XRD、SEM和粒度分布仪研究了材料的晶体结构、表观形貌和粒度分布,以恒流充放电实验测试了以其为正极活性物质组装的MH/Ni试验电池的充放电性能.结果表明:覆Co(Ⅱ)-Ni/Al(OH)x样品具有α-Ni(OH)2型晶体结构,采用覆Co(Ⅱ)-Ni/Al(OH)x电极材料制备的MH/Ni试验电池的最高放电比容量为424.53 mAh/g,600次循环后的放电比容量(395.24 mAh/g)仍为其最高放电比容量的93.1%.     

n_(Al)∶n_(Ni)值对掺Al α-Ni(OH)_2结构及性能的影响

在不同nAl∶nNi(摩尔比)条件下,采用化学共沉淀法合成制备了掺Al琢-Ni(OH)2,对其进行了X射线衍射表征和扫描电镜、比表面积及电性能等分析测试。结果表明,掺Al琢-Ni(OH)2的晶格参数(d003)、比表面积、粒径均随着nAl∶nNi的增加而减小;nAl∶nNi增至20%时,制品呈现出单一的琢-Ni(OH)2结构;晶格参数(d003)小、结晶规整有序的琢-Ni(OH)2具有很高的放电容量(0.2C放电容量为350mAh·g-1)及稳定的电化学循环性能。     

掺杂金属离子的氢氧化镍的电化学性能

通过共沉淀结合水热处理法,合成了不同金属离子(Ar+、Zn2+)掺杂的正极材料氢氧化镍[Ni(OH)2].用XRD测试分析样品的结构,用恒流充放电、循环伏安及交流阻抗等测试研究样品的电化学性能.单独掺杂Zn2+,得到以β-Ni(OH)2结构为主的电极材料;单独掺杂Al3+或共同掺杂Ar+和Zn2,可以获得α-Ni(OH)2的结构.共同掺杂Al3+和Zn2+的Ni(OH)2,循环稳定性好,单个镍原子交换的电子数多,最大为1.93个,且电荷转移和质子扩散阻力小.     

正极材料α-Ni(OH)2的研究进展

α-Ni(OH)2与球形β-Ni(OH)2相比,具有电化学容量高、活性物质利用率高、循环可逆性好、可使活性物质中的Ni含量降低约30%等优点,具有环境、经济和社会意义.采用掺杂技术制备出的双氢氧化合物(LDH)具有与α-Ni(OH)2相同的结构和特性,并且稳定性好,可作为电极材料使用.综述了国内外近年来LDH的制备方法、结构及性能方面的研究进展.     

高活性Ni(OH)_2的制备及电极性能

本文主要研究制备高活性Ni(OH)_2的工艺条件(如反应温度、pH等),加入添加剂对Ni(OH)_2活性的影响。实验表明,复合添加剂能大大提高Ni(OH)_2的活性;在Ni(OH)_2多种晶型中,β-Ni(OH)_2活性高于α-Ni(OH)_2;Ni(OH)_2的活性与其结晶水的含量,晶型结构有关。     

MH-Ni电池用β-Ni(OH)2的表征和综合评价

介绍了表征MH-Ni电池用β-Ni(OH)2的X射线衍射(XRD)方法.利用这些方法测试和分析不同来源的β-Ni(OH)2样品.结果表明:不同制备方法和不同工艺所得β-Ni(OH)2的晶粒形状、大小和层错几率明显不同;初始β-Ni(OH)2的微结构参数与充放电性能有一定的对应关系;初始β-Ni(OH)2的微结构参数在充放电过程以及循环过程都发生变化,这种变化的进程还受充放电条件和循环条件的影响.阐明了综合评价β-Ni(OH)2的必要性和重要性,最后提出综合评价β-Ni(OH)2的宏观参数和微观参数.     

MH-Ni电池用b-Ni(OH)_2的表征和综合评价

介绍了表征MH-Ni电池用β-Ni(OH)2的X射线衍射(XRD)方法。利用这些方法测试和分析不同来源的β-Ni(OH)2样品。结果表明:不同制备方法和不同工艺所得β-Ni(OH)2的晶粒形状、大小和层错几率明显不同;初始β-Ni(OH)2的微结构参数与充放电性能有一定的对应关系;初始β-Ni(OH)2的微结构参数在充放电过程以及循环过程都发生变化,这种变化的进程还受充放电条件和循环条件的影响。阐明了综合评价β-Ni(OH)2的必要性和重要性,最后提出综合评价β-Ni(OH)2的宏观参数和微观参数。     

添加剂及其对镍电极的作用机理

本文综述了添加剂对镍电极的活性物质利用率、放电电位、使用寿命和宽温度范围内使用性能的影响及其作用机理。总结归纳了α-Ni(OH)_2的制备与稳定性机理、物理与化学性能、以及α-Ni(OH)_2/γ-NiOOH作为镍电极活性物质的可行性。最后还简述了添加剂的载入方式。     

掺杂α-Ni(OH)2制备及其电化学性能研究

α-Ni(OH)2具有较高的比容量。采用掺杂技术制备得到的样品具有与α-Ni(OH)2相同的结构和特征,放电比容量达到315m Ah/g,纯N i(OH)2比容量达到420m Ah/g,且所得样品以0.3C循环100次容量保持92%左右,适宜于作为碱性蓄电池的活性物质。     

Ni、Co、Fe基复合材料及在超级电容器中的应用——评《Ni、Co、Fe基复合材料的制备及其电化学性能研究》

随着科技的发展,传统的电容器已不能满足人们的需求,因此,超级电容器应运而生.闫慧君等著的《Ni、Co、Fe基复合材料的制备及其电化学性能研究》一书聚焦超级电容器的研究,首先对超级电容器的设计原理、电极材料、应用领域及分析方法等进行介绍;再给出超级电容器电极材料[如分等级β-Ni(OH)2花状微球、分等级β-Ni(OH)2空心微球、石墨烯/Ni(OH)2复合物、层状α-Ni(OH)2/还原氧化石墨烯(RGO)复合物、三维(3D)Co3O4/石墨烯气凝胶(GA)复合物和α-FeOOH/石墨烯(FeG)复合物等]的制备方法;最后,利用相应测试手段进行分析,验证物理性能和电化学性能.     

混合晶相氢氧化镍的合成和性能研究

氢氧化镍存在两种晶体形态,α-Ni(OH)2由于其有较好的比容量而受到人们的关注,但其不稳定性制约了它的应用.采用共沉淀的方法制备钴锰掺杂的氢氧化镍,对其进行X射线衍射(XRD)、红外光谱(lR)和扫描电子显微镜(SEM)分析可以看出,掺钴锰制备的氢氧化镍样品同时存在α-Ni(OH)2和β-Ni(OH)2,为微米级混合晶相氢氧化镍,层问存在较多的阴离子和结晶水.氢氧化镍的充放电测试表明混合晶相的氢氧化镍放电容量明显高于普通氢氧化镍的放电容量,膨胀率明显降低,是一种前景非常广阔的镍电极正极材料.     

覆钴Ni(OH)2电极在充放电循环过程中的结构变化

β-Ni(OH)2在高倍率充电或过充电时容易转化为γ-NiOOH,引起电极膨胀、变形,从而影响电池的性能和寿命.在β-Ni(OH)2微粒表面化学覆钴后能改善电极的性能,通过X射线衍射(XRD)研究发现,化学覆钴后的β-Ni(OH)2电极在充放电循环过程中其γ-NiOOH的产生能得到明显抑制;扫描电子显微镜(SEM)测试发现充放电循环后β-Ni(OH)2微粒的粉化明显减少.     

氢氧化镍活性、堆积密度、形貌与结构研究

由于制备条件和工艺的不同,电极材料氢氧化镍Ni(OH)_2的活性可在130～250mAh/g、堆积密度可在1.1～2.2g/cm~3之间变动,高低悬殊相差1倍.扫描电镜(SEM)下观察到的Ni(OH)_2外部形貌可分为球形、类球形和近于无定形三类.X射线衍射(XRD)研究指出高活性氢氧化镍晶体结构特征为整体有序,局部缺陷.红外光谱(IR)研究认为高活性高堆积密度Ni(OH)_2是α-Ni(OH)_2和β-Ni(OH)_2的混合物.     

掺杂Co、Zn、Y氢氧化亚镍的合成与性能

采用均匀沉淀法制备了掺杂钴、锌、钇高比表面氢氧化亚镍,对该材料进行了SEM、XRD等结构测试及分析。测试了采用该氢氧化亚镍材料的氢镍电池性能。所制备的氢氧化亚镍为α-Ni(OH)2和β-Ni(OH)2的混合物,颗粒粒径为亚微米级。将该材料掺杂在普通球形氢氧化亚镍中作为碱性二次电池的正极材料制成氢镍电池,电池在容量、高功率性能、高温性能等方面都有所提高。