电化学混合电容器用新型β-Ni(OH)_2/CNTs纳米复合物

采用水热合成法制备出一种新型β-Ni(OH)2/碳纳米管(CNTs)纳米复合物,Ni(OH)2微晶粒径控制在50～80nm之间,与CNTs直径相当,CNTs与Ni(OH)2质量比为1∶15.将纳米复合物应用于活性炭(AC)/NiOOH电化学混合电容器,电化学测试表明:在0.4A/g电流条件下,其放电比容量达279mAh/g,是β-Ni(OH)2理论容量的96.5%;当电流密度从0.4A/g增加至8A/g时,电容器的容量保持率在76.5%以上,高倍率充放电特性优异.此外,纳米复合物良好的电化学可逆性使AC/NiOOH电化学混合电容器更易活化,并具有较高的充放电效率和良好的循环稳定性能.

β-Ni(OH)_2的制备及电化学性能

用低热固相反应法制备-βNi(OH)2样品,用XRD和SEM研究了样品的晶体结构和表面形貌;采用恒流充放电和循环伏安测试研究了样品的电化学性能,结果表明:低热固相反应法合成的-βNi(OH)2样品比化学沉淀法制备的样品可逆性好,放电比容量更大(最高分别为266 mAh/g和236 mAh/g),放电电压平台更高。

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。

不同镍盐合成的球形β-Ni(OH)_2结构变化规律——充放电过程中的特性

采用均匀络合共沉淀法 ,利用不同的镍盐合成出了球形 β Ni(OH ) 2 ,并首次研究了不同镍盐合成出的球形β Ni(OH) 2 电化学性能的差异及存在这些差异的原因。通过对其充放电特性及循环伏安特性的研究 ,发现由不同镍盐合成的Ni(OH) 2 其电化学性能有较大差别 ,用NiSO4 制得的Ni(OH) 2 放电比容量较高 ,循环寿命较好 ,平台电位也高于用Ni(NO3 ) 2 合成的Ni(OH) 2 。分别对其原粉和放电中、后期样品进行X射线衍射 (XRD)和傅立叶变换红外 (FTIR)图谱分析 。

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～ 4 0 nm,且热分解温度比普通球镍低 10°C左右 ,摩尔分解热比普通球镍低 4～ 7k J,从理论上分析了产生此现象的原因。

纳米β-Ni(OH)_2掺杂Al(OH)_3和Co(OH)_2的电化学性能

在一定温度下,采用NiC2O4·2H2O和NaOH进行固相反应,制备出纳米级β Ni(OH)2粉末。样品按一定比例掺杂Al(OH)3和Co(OH)2制备复合电极,详细讨论Al(OH)3和Co(OH)2含量对掺杂复合电极电化学性能的影响。同时,利用XRD法研究了复合电极充放电前后的结构形态变化。结果表明,β Ni(OH)2纳米粉体加入含量5%的Al(OH)3、10%的Co(OH)2和10%的镍粉,并以泡沫镍为集流体在10MPa压力下压制出镍正极材料,其掺杂粉体的振实密度大于1.35g/cm3,结构稳定,开路电位达0.768V,电极以25mA/cm2电流充电,以4mA/cm2放电,终止电位为0.2V(相对于HgO/Hg电极)时,放电时间高于8.67h,电极放电电位平稳,容量较大,活性明显增强。

β-Ni(OH)_2纳米粉末制备方法的改进

研究了纳米级β Ni(OH) 2 粉末的制备方法 ,使纳米粉末的产率提高了近 5倍 ,达到了 85 % ,并保持纳米粉末的尺寸在 5 0～ 80nm。制备的 β Ni(OH) 2 纳米粉末可以提高镍电极容量的 10 %～ 12 %。

分等级β-Ni(OH)_2花状微球的制备及其电化学性能研究

以L-精氨酸(L-Arginine)为结构导向剂,利用水热法合成由纳米片组装成的分等级β-Ni(OH)_2花状微球。采用XRD、SEM、TEM及N_2吸附脱附对样品的微观结构、表面特性及比表面积进行了表征,深入分析其合成机理,并通过循环伏安、充放电、交流阻抗等测试考察了该电极材料的电化学性能。结果表明,分等级β-Ni(OH)_2花状微球具有优异的电化学电容特性,在电流密度为5 m A/cm^2时,β-Ni(OH)_2的比电容值高达1 048.5 F/g,500圈充放电循环后,其比电容仅衰减了9.2%,可见所制得样品是一种理想的超级电容器电极材料。

纳米β-Ni(OH)_2复合LiOH和Co(OH)_2的电化学性能

一定温度下,用NiC2O4·2H2O和NaOH进行固相反应,制备出纳米级β Ni(OH)2粉末。样品按一定比例掺杂LiOH和Co(OH)2制备复合电极,讨论LiOH和Co(OH)2含量对掺杂复合电极电化学性能的影响。结果表明:β Ni(OH)2纳米粉体加入含量10%的LiOH、10%的Co(OH)2和5%的镍粉、5%的乙炔黑,并以泡沫镍为集流体在6MPa压力下压制出镍正极材料,其结构稳定。电极以380mA/g电流充电,76mA/g放电,终止电压为0 6V时,比容量达280mAh/g,放电电位平稳,活性明显增强。

β-Ni(OH)_2/石墨烯复合纳米材料的制备及其电化学性能研究

以NaBH4为还原剂,采用成核晶化隔离法和氧化还原法相结合低温下制备了Ni（OH）_2/石墨烯纳米复合材料,并以此为电极研究了其电化学性能。实验发现：六方形片状结构的β-Ni（OH）_2成功地分散在石墨烯载体表面,石墨烯片层结构没有发生团聚及严重的堆垛现象,提高了电极的稳定性。当石墨烯与Ni（OH）_2的质量比为5∶5时,显示了最佳的电化学性能：在0~0.47V的电位窗口,1A/g的电流密度下,比电容高达922F/g。

水热法合成花瓣和纳米片β-Ni(OH)_2及其表征

以硝酸镍为镍源,浓氨水为沉淀剂,水热法合成了花瓣状β-Ni(OH)2球和β-Ni(OH)2纳米片,该合成方法简单易行。利用XRD和SEM分别对合成试样进行物相和形貌分析。研究结果表明:当pH值和反应时间均相同时,低温有利于合成花瓣状β-Ni(OH)2球,高温有利于合成β-Ni(OH)2纳米片。当反应时间为48.0h和pH值为9.0时,180℃下合成了花瓣状β-Ni(OH)2球;240℃下合成了β-Ni(OH)2纳米片。通过考察水热条件对产物形貌的影响,探讨了花瓣状β-Ni(OH)2球和β-Ni(OH)2纳米片的形成机制。

花瓣状和纳米片β-Ni(OH)_2的水热法合成及其生长机制研究

以硝酸镍为镍源,浓氨水为沉淀剂,以水热法合成花瓣状β-Ni(OH2)球和β-Ni(OH)2纳米片,方法简单易行。利用X射线衍射(XRD)和热场发射扫描电子显微镜(SEM)分别对合成试样进行物相和形貌分析,结果表明,在pH为9.0、反应时间为48.0h条件下,低温(180℃)有利于合成花瓣状β-Ni(OH)2球,高温(240℃)有利于合成β-Ni(OH)2纳米片。通过考察水热条件对产物形貌的影响,探讨了花瓣状β-Ni(OH2)球和β-Ni(OH2)纳米片的形成机制。

纳米级 β-Ni(OH)_2掺杂Al(OH)_3的电化学性能

通过制备纳米级的 β-Ni(OH) 2 粉体然后按一定比例掺杂 Al(OH) 3和 Ni粉制成复合电极 ,研究其电化学性能 .实验结果表明 ,其电极结构稳定 ,活性增强 .开路电位达 2 .5 V,放电电位平稳 ,放电容量明显增大 .电极经 3 .0× 1 0 - 3A/cm2 恒电流充电 5 h后以 0 .7× 1 0 - 3A/cm2 恒电流放电可达到 1 6h.

β-Ni(OH)_2纳米材料的水热制备及性能研究

介绍了采用水热法制备氢氧化镍纳米材料的方法;采用透射电子显微镜、X射线衍射分析、比表面积测试等对产品进行了表征。结果表明:制备的β-Ni(OH)2呈类球形,直径约50～80nm。通过循环伏安和恒流充放电测试研究了材料的电化学性能。结果表明:样品以0.2C放电,最高比容量达191mAh/g。

β-Ni(OH)_2/C混合超级电容的电极行为

分别利用 β -Ni(OH) 2 和活性炭作为正、负极活性物质 ,通过循环伏安和双电极恒流充放电测试考察了镍正极与碳负极组合成混合超级电容电极在KOH电解液中的电极行为 .结果表明 ,镍正极的法拉第电化学反应过程和碳负极非法拉第双电层过程可以很好的结合起来 ,体现出超级电容的充放特性 .对于碳电极对 ,由于正极容量的限制 ,使得工作电压仅为 1V左右 ,双电极比容量为 39.6F/ g ,而镍正极 /碳负极组合工作电压可高达 1.5V ,双电极比容量能达到 90 .7F/ g .在相同电流下进行充放电 ,镍 /碳电极对功率密度可达到碳电极对的 2～ 3倍 ,能量密度可高达 10倍 .

二维层状Ni/β-Ni(OH)2纳米复合材料的制备及其摩擦学性能研究

采用水热反应制备出β-Ni(OH)2,然后通过水热还原得到Ni/β-Ni(OH)2纳米复合粉体材料,采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的相结构、成分及形貌进行表征分析。采用四球摩擦磨损试验机评价制备的Ni/β-Ni(OH)2作为润滑油添加剂的摩擦学性能,基础油为PAO6。摩擦试验后,采用SEM分析典型试验钢球磨斑的表面形貌,利用能谱仪(EDS)研究磨斑表面化学元素的组成,探讨Ni/β-Ni(OH)2纳米复合润滑添加剂的减摩抗磨机制。结果表明:Ni/β-Ni(OH)2纳米复合材料作为润滑添加剂具有极好的减摩抗磨性能,显著优于基础油PAO6和未负载纳米Ni的二维β-Ni(OH)2层状材料;与基础油相比,添加0.1%质量分数Ni/β-Ni(OH)2添加剂的油样的摩擦因数和磨斑直径分别降低了17.6%和41.5%;Ni/β-Ni(OH)2纳米复合粉体综合了纳米Ni及层状β-Ni(OH)2两部分结构特性,在摩擦过程中,复合材料中的纳米金属粒子Ni与层状结构材料β-Ni(OH)2能够相互增强起到协同润滑作用。

β-Ni(OH)_2和NiO单晶纳米结构的水热合成与TEM表征

用水热法合成了β-Ni(OH)2单晶纳米薄片,并用透射电子显微镜观察其显微结构。发现这些纳米薄片呈六边形,横向尺寸45 nm^140 nm,厚度20 nm^50 nm。六边形纳米片的上下表面是(001),六个侧面可确定为(100),(110)或(0 10),紧邻侧面夹角120°。六角结构的β-Ni(OH)2呈六边形时系统能量最低。β-Ni(OH)2纳米薄片经500℃热分解即转化为NiO单晶纳米卷、纳米槽和纳米片。NiO纳米结构的外缘尺寸为25 nm^120 nm,纳米卷内空尺寸10 nm^24 nm,纳米槽凹坑尺寸10 nm^20 nm。β-Ni(OH)2纳米薄片中可能存在缺陷、微孔或结晶较差的区域,这些区域的热分解速率快,有利于形成NiO纳米卷。

炭布基底上β-Ni(OH)2纳米片的水热合成及电化学性能

以硝酸镍、尿素及氟化铵为原料,采用水热法在炭布(CC)表面生长β-Ni(OH)_2纳米片。XPS结果表明酸处理后的炭布(ACC)上含有更多活性官能团,有利于β-Ni(OH)_2纳米片在炭布上的生长。XRD结果表明,炭布表面的β-Ni(OH)_2纳米片结晶良好,晶格完整。通过分时采样的SEM照片,研究炭布表面β-Ni(OH)_2的生长过程。反应初始阶段,炭布表面生长微小β-Ni(OH)_2颗粒或片。随着反应进行,炭布表面的纳米片不断团聚生长。当反应时间为6 h时,炭布表面均匀布满β-Ni(OH)_2纳米片,直径约为1μm,厚度约为10 nm。随着反应的继续进行,β-Ni(OH)_2纳米片堆叠。反应时间为12 h时,炭布表面均匀分布多层的β-Ni(OH)_2纳米片,厚度约为200 nm。反应时间为6 h时所得样品具有优异的超级电容器性能,电流密度为1 A·g^(-1)时,比电容为815.67 F·g^(-1)。循环次数达到4 000次时,比电容仍保留98.1%。

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。

混合颗粒尺寸Ni(OH)_2正极的制备及其充放电性能

将沉淀转化法和无水乙醇法相结合,制备出绿色球形Ni(OH)2粉末.利用扫描电镜、X射线衍射仪及充电电池测试装置,对Ni(OH)2粉末的表面形貌、相结构和充放电性能进行了表征.扫描电镜形貌分析表明Ni(OH)2晶粒存在一定程度的微团聚,颗粒尺寸介于3～6μm之间,小于生产用氢氧化镍的8～12μm;X射线衍射结果表明Ni(OH)2的衍射峰强度降低、半高宽(FWHM)增大,晶型结构为β型;将该Ni(OH)2颗粒按3%(质量分数)与生产用氢氧化镍混合掺杂,所制备的混合颗粒Ni(OH)2正极的充电电位降低、放电电位升高,Ni(OH)2的平均比容量提高约20 mA·h/g.