α-Ni（OH）2三维花状纳米结构构建及其电化学性能研究

通过水热合成实现三维花状纳米结构α-Ni(OH)2和正多面体结构Ni(HCO3)2的制备,研究其特殊形貌对电极材料充放电性能的影响。结果表明:三维花状纳米结构的电极材料比电容较高,电流密度为2.0A·g^-1时,比电容最高为1212.12F·g^-1,电流密度为1.0A·g^-1时循环10000次后的容量保持率为76%。由于α-Ni(OH)2三维花状结构中较薄的纳米片厚度,极大的增加了活性物质与电解液的接触面积,为电解液中离子顺畅进出材料内部提供了便利,使得赝电容反应更加充分,有利于电化学性能的迅速提升。

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NaBH4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。

均相沉淀法制备α-Ni(OH)_2及其电化学性能研究

采用均相沉淀法制备了可以在强碱性溶液中稳定存在的 Al 代 α-Ni(OH)2。X 射线衍射和扫描电子显微镜测试表明,试样结晶度很高,形貌为细小颗粒的团聚。采用恒流充放电测试方法研究了所制备的 α-Ni(OH)2的放电比容量。结果表明,试样的放电比容量较高,可以达到 290 mAh/g,而且充放电的极化程度小。

α-Ni(OH)_2的研究进展

本文综述了-αNi(OH)2在碱液中稳定存在的影响因素,对保持Ni(OH)2的alpha型结构所需条件及解决措施做了阐述;介绍了国内外-αNi(OH)2电极的最新研究进展,着重叙述了Al3+、Mn3+和Zn2+替代Ni2+的-αNi(OH)2的制备、稳定性和电化学性能以及尿素热分解制备的-αNi(OH)2的特性;展望了纳米级α-Ni(OH)2的研究及应用前景。

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。

体相掺钇、铝的α-Ni(OH)2的固相合成和高温电化性能

固相法合成含不同Y^3＋的铝基α-Ni（OH）2样品的组成、晶相结构、表面形态等用XRD，SEM，FT-IR，AAS和CT等表征。用此材料组装成氢镍模拟电池。在不同温度下做了恒流充放电研究。结果表明，在30℃时Y^3＋使铝基α-Ni（OH）2电极材料的放电比容量稍有下降。而60℃时，在各实验倍率充放电情况下以掺Y（OH），摩尔含量1．2％为合适比例，它比不掺钇的铝基α-Ni（OH）2放电比容量要高出17％～29％。高温放电电位也有所改善。对电极材料的高温性能改善的机制也做了探讨。

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。

掺铝、钴纳米α-Ni(OH)_2的固相合成及电化学性能研究

固相法合成了不同铝、钴配比的纳米α-Ni0.8CozAl0.2-z(OH)2.2-z-0.5y(CO3)y.xH2O。采用XRD、FTIR、SEM、CT和恒电流充放电等对其组成、晶相结构和电化学性能进行表征和测定。实验表明,掺Co的物质的量分数在5%～8%时有较高的放电比容量、较好的循环稳定性和电极可逆性,发挥了Co3+增强导电性、稳定α相结构的多重作用。为α-Ni(OH)2的应用提供有益的参考。

掺杂α-Ni(OH)_2的电化学性能研究

氢氧化镍是碱性蓄电池的正极活性物质 ,为了改善镍系列电池的性能 ,对掺杂α Ni(OH ) 2 的合成工艺和电极的电化学性能进行了研究。将氢氧化镍制成镍正极 ,与贮氢负极制成MH Ni电池 ,通过与其它几种球型氢氧化镍在 0 .2C、1C率放电性能的比较 ,讨论了此材料的优势。结果表明此掺杂α Ni(OH ) 2 具有较高的放电平台 ,且放电曲线非常平坦 。

复合掺杂稀土Ce和Al的α-Ni(OH)_2电极材料的性能及作用机理研究

采用化学反应共沉淀法制备出稀土Ce和金属Al复合掺杂的α-Ni(OH)2粉体样品,利用XRD,EDS,TG-DTG和IR手段对样品的结构进行了表征,并用循环伏安法和多次充放电研究了样品的电化学性能并讨论了其相应作用机理。结果表明:掺杂稀土铈和铝的α-Ni(OH)2具有较大的层间距,晶格层间有较多的结晶水分子。同时掺杂10mol%的Al和5mol%的铈制备的α-Ni(OH)2样品,在强碱溶液中陈化一个月仍保持稳定的α型结构;电化学测试结果表明:电极反应具有较好的可逆性,放电比容量达到363.2mAh·g-1。

掺杂钇和铝的α-Ni(OH)_2电极材料的结构及电化学性能

采用化学反应共沉淀法制备出金属Al及Y-Al复合掺杂的α-Ni(OH)2粉体样品,采用XRD,TG-DTG,EDS和IR手段对样品的结构进行了表征,并测试了样品作为电极活性材料的电化学性能。结果发现,与掺10%Al样品相比,复合掺杂5%Y和10%Al的α-Ni(OH)2具有更大的层间距,晶格间有较多的结晶水,电极反应具有更好的可逆性和较小的电化学阻抗,样品电极材料组成的MH-Ni电池,在以80mA.g-1恒电流充电6h,20mA.g-1恒电流放电,终止电压为1.0V的充放电制度下,放电比容量达到388.01mAh.g-1,同时放电中值电压较高并稳定于1.29V。

钴的添加方式对α-Ni(OH)_2电化学性能的影响

采用化学共沉淀法制备了可以在强碱性溶液中稳定存在的α-Ni(OH)2,比较了物理添加Co粉、晶格掺杂Co2+以及表面包覆Co(OH)2等Co的不同添加方式对α-Ni(OH)2电化学性能的影响。利用X射线衍射(XRD)对电极循环过程中的结构变化进行了表征,采用恒流充放电测试方法研究了所制备的α-Ni(OH)2在不同电流密度下的放电比容量。结果表明3种方式添加Co都可以在一定程度上提高样品的循环稳定性和大电流放电比容量,其中以表面包覆Co(OH)2的方式效果最为明显。

锰掺杂α-Ni(OH)2的合成及其电化学性能

以硫酸镍和硫酸锰为原料、聚乙二醇为结构导向剂,采用化学共沉淀的方法制备了纳米片状的锰掺杂氢氧化镍。用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)对样品的结构和形貌进行了表征;用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和热重分析(TG)手段对样品的成分进行了测定;用循环伏安、恒电流充放电等测试方法对其电化学性能进行研究。研究结果表明,采用该方法制备的样品,其电化学性能随锰含量的增加而变化;锰含量为30%时性能最佳,其比容量可达330mAh/g,有望成为Ni/MH电池的正极材料。

均匀沉淀法制备片状结构α-Ni(OH)_2

采用均匀沉淀法制备20％Al取代的α-Ni（OH）2，研究表面活性剂、镍盐浓度、pH值等因素对α-Ni（OH）2微结构和电化学性能的影响。结果表明：控制合适的合成条件，可以获得片厚约为10～20nm、具有片状微观结构的α-Ni（OH）2粉末；采用CoO作为添加剂时，优化条件下合成的α-Ni（OH）2的放电容量接近390mA·h/g,与β-Ni（OH）2相比，合成的片状α-Ni（OH）2具有充电电压低、放电电压高及放电容量大的特点。循环伏安测试表明，α-Ni（OH）2电极具有更好的可逆性。

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。

纳米α-Ni(OH)_2膜的合成及其超级电容性质研究

采用化学沉淀法在室温下合成了一种α-Ni(OH)_2纳米薄膜,探讨了合成温度及表面活性剂的影响。采用XRD、SEM、TEM和BET对材料进行表征。结果表明,合成温度及表面活性剂的种类对产物组成和形貌有较大影响,室温下,样品为厚度约2 nm的薄膜,带有较多的褶皱,比表面积206.8 m^2/g;50℃下合成的产物表面褶皱开始消失,且不均匀,有颗粒状物质生成,80℃下的产物褶皱状结构消失,主要为团聚在一起的颗粒组成。同时,将α-Ni(OH)_2纳米膜制成单电极,循环伏安和恒电流充放电测试表明,α-Ni(OH)_2纳米膜具有较好的电化学性质,当充放电电流密度为1 A/g时,电极材料的比容量达到539.6 F/g。

超声波对α-Ni(OH)_2电极结构及电化学性能的影响(英文)

分别采用共沉淀法和超声波共沉淀法制备Al/Co复合掺杂α-Ni(OH)2样品A和B,用XRD和激光粒度仪表征样品的晶相结构和粒度分布。结果表明,样品B比样品A具有较多的晶格缺陷和较小的平均粒径。循环伏安特性及电化学阻抗谱测试显示,样品B比样品A具有更好的电化学性能:较好的反应可逆性、较低的电荷转移电阻和较高的循环寿命等。样品B的质子扩散系数为1.96×10-10cm2/s,约为样品A(9.78×10-11cm2/s)的2倍。充放电测试显示,样品B的放电比容量达到308mA·h/g,比样品A的放电比容量高25mA·h/g。

掺杂纳米α-Ni(OH)_2的制备及性能

采用微乳液法合成了掺杂Fe(OH)3的纳米-αNi(OH)2粉体,利用XRD和TEM对样品粉体的结构、形态进行表征。对样品电极进行充放电性能和循环伏安特性测试。结果发现:所合成的样品粉体结构稳定,循环可逆性好。样品电极以10 mA/cm2恒电流充电4 h,以0.1C放电,终止电压为1.0 V时,工作电压平稳于1.232 V,首次放电比容量达364 mAh/g。

Y_2O_3对铝代α-Ni(OH)_2电极材料高温性能的影响

固相法合成的样品,经X-射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、电感螯合等离子体发射光谱(ICP-AES)、比表面积(BET)、热重分析(TGA)和滴定法(CT)等表征为α-Ni0.81Al0.19(OH)2.19-2y(CO3)y·xH2O(x=1.1～1.2,y=0.10～0.12)。为了改善其高温性能,样品经混掺不同量Y2O3后作为氢镍电池的正极材料,做了不同温度恒流充放电、微电极循环伏安(CV)和交流阻抗谱(EIS)测定。结果表明,60℃时掺Y2O30.4wt%～1.2wt%,能提高样品不同倍率放电比容量达18.1%～42.0%,同时也改善了高温放电电位。

Cl^-和Al^(3+)复合掺杂α-Ni(OH)_2的电化学性能

采用化学反应共沉淀法制备出Cl-和Al3+阴阳离子复合掺杂的α-Ni(OH)2粉体材料。对其进行了微结构表征分析和电化学性能测试,结果表明:样品材料具有较多的微结构缺陷,用作MH-Ni电池的正极活性材料时,在充放电过程中电化学阻抗较小、质子迁移能力强。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,其放电比容量达344.3 mAh/g,且放电工作电压稳定,循环可逆性较好,表现出较高的电化学活性。