Al掺杂纳米Ni(OH)_2的结构及电性能

在超声波条件下,用化学共沉淀法合成了Al掺杂纳米Ni(OH)2。用SEM、XRD以及FTIR等技术表征了样品的粒径、晶形及红外光谱特征;用循环伏安法测试了样品的电化学性能;研究了以样品为正极活性物质制作的Cd/Ni电池的循环性能。结果显示:Al掺杂Ni(OH)2为α型,平均粒径约为10～20nm;样品中存在多类O—H键及可能存在的纳米效应,使FTIR图中存在“红移”或“蓝移”;样品具有良好的电化学性能,第10次循环的放电比容量达394mAh/g。

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。

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。

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.

掺杂Al的α-Ni(OH)_2的电化学性能

采用循环伏安、模拟电池及AA型MH/Ni实验电池对掺杂铝α Ni(OH) 2 γ NiOOH电化学过程进行了研究 .XRD分析证明掺杂Alα Ni(OH) 2 在AA型MH/Ni电池中数十次充放电循环和 1年以上放置后仍保持α Ni(OH) 2 晶体结构特征不变 ,与 β Ni(OH) 2 β NiOOH过程相比 ,其电化学行为显示出更多的优点 .

掺杂Co纳米β-Ni(OH)_2的制备及其循环伏安行为

采用共沉积方法制备出掺杂Co的纳米β-Ni(OH)2,并对Co掺杂比例与材料性能的关系进行了研究。XRD、TEM测试结果表明,利用共沉积法可以制备出不同掺杂Co比例的纳米β-Ni(OH)2,随着Co掺杂比例的增大,材料的晶格缺陷明显增多,晶格参数和表面型貌也发生相应的变化。利用微电极的循环伏安(CV)行为研究表明,掺杂后材料的循环伏安性均较掺杂前有所改善,且Co的掺杂比例对材料的氧化峰电位(EP,a)、还原峰电位(EP,c)及质子扩散系数(D)均产生影响,当Co的掺杂比例为5%时,材料的质子扩散性能相对最好。

Al掺杂Ni(OH)_2的结构及电化学性能

用化学共沉淀法合成了A l掺杂N i(OH)2,用XRD表征了合成样品的结构特征:研究了合成样品的循环伏安性能,以及用A l掺杂N i(OH)2为正极活性物质的Zn/N i试验电池的充放电性能。研究结果表明:所合成的A l掺杂N i(OH)2为具有α-型晶体结构的材料,A l掺杂N i(OH)2具有优良的电化学可逆性、良好的充放电性能和较好的电化学循环性能;A l掺杂N i(OH)2作为正极活性物质的Zn/N i试验电池等250次充放电循环容量保持率130.1%,最高放电比容量为420.5mAh/g。

复合掺杂纳米α-Ni(OH)_2的制备与性能

采用微乳液法合成了铝、钴复合掺杂纳米Ni(OH)2粉体,并对其进行XRD、TEM、IR分析,结果表明:样品为α态的Ni(OH)2,平均粒径为40nm左右,同时发现样品的晶层间存在结晶水。将所制备的样品按一定比例与石墨、乙炔黑和镍粉混合均匀,以泡沫镍为集流体制成镍正极材料,并以贮氢合金片为负极进行电化学性能测试,结果表明:其比容量高达327 9mAh/g,放电性能稳定,循环可逆性良好。

La掺杂Al代α-Ni(OH)_2电极材料的性能

采用尿素均相沉淀法制备了La掺杂Al代α-Ni(OH)2粉体材料,表征了其微观结构和形貌,并测试了样品作为MH-Ni电池正极活性材料的电化学性能.结果表明,制备的样品颗粒呈类球形,与Al代α-Ni(OH)2相比,结晶度增强,具有更大的晶格层间距,电极反应具有更好的可逆性和较小的电化学阻抗,在0.1C下放电比容量达403.04mA·h/g,放电中值电压较高并稳定于1.29V,1C下放电比容量达343.47mA·h/g,充放电循环50次容量保持率为90.31%,显示了良好的较大倍率放电性能.

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。

稀土Nd^(3+)与Cu^(2+)掺杂非晶态纳米Ni(OH)_2材料的电化学性能

晶态氢氧化镍[Ni(OH)2]在碱性电解液中易发生相变,影响其电化学性能。文中采用微乳液快速冷冻共沉淀法制备Nd3+和Cu2+复合掺杂非晶态纳米Ni(OH)2粉体材料,并对其结构形貌及物理特性进行表征分析。结果表明,制备出的非晶态Ni(OH)2样品材料,微结构含有较多结晶水,物相近似球形,粒径大小在20—30nm。对样品电极材料的电化学性能测试发现,掺杂Nd3+和Cu2+的摩尔比为2∶1时,所制备的样品材料合成镍电极,并组装成MH-Ni模拟电池,在恒电流80mA/g下充电6h,40mA/g放电,终止电压为1.0V的充放电条件下,放电比容量高达348.0mA.h/g,放电中值电压为1.2723V,同时样品电极材料的氧化还原可逆性较好,电极过程的电化学阻抗较小。电化学性能优于目前MH-Ni生产应用的晶态β-Ni(OH)2电极材料。

Mg和Al复合掺杂α-Ni(OH)_2电极材料的电化学性能

采用化学共沉淀法制备出Mg和Al复合掺杂α-Ni(OH)2,研究了碱土金属Mg和Al的掺入对材料结构和电化学性能的影响,同时将样品粉体合成镍电极并组装碱性MH-Ni模拟电池,测试其电化学性能。结果发现,与Al单独掺杂α-Ni(OH)2相比,样品材料具有更大的晶格层间距,内部微结构缺陷较多,无序性强,样品电极反应具有更好的可逆性和较小的电化学阻抗,样品电极在以0.1C充放,终止电压1.0V的制度下,其放电比容量达到358.60mAh·g-1,同时放电中值电压较高并稳定于1.30V。

Al^(3+)掺杂α-Ni(OH)_2复合CNTs电极材料的高温性能

采用化学共沉淀法制备Al3+掺杂α-Ni(OH)2粉体,将其复合碳纳米管(CNTs)制成镍电极材料并研究其在高温下的电化学性能。结果表明:以混合CNTs(w=0.5%)的Al掺杂α-Ni(OH)2样品材料为活性物质制成镍电极,由其组装的MH-Ni电池在65℃高温环境下,采用0.2和1.0 C充放电制度的放电比容量分别为391.1和366.4 mAh.g-1;经40次充放电循环,放电比容量衰减率分别为6.8%、11.98%,表现出较好的高温环境电化学性能。

Al掺杂Ni（OH）2的结构及充放电性能

为了改善Ni（OH）2的电化学性能，提高锌镍电池的充放电效率，用简便的化学共沉淀法合成了Al掺杂的Ni（OH）2。用XRD、FTIR表征了合成掺杂Al的Ni（OH）2样品的晶体结构及IR光谱特征；测试了用Al掺杂的Ni（OH）2为正极活性物质的Zn／Ni实验电池的充放电性能。研究结果表明：所合成的Al掺杂Ni（OH）2具有α-Ni（OH）2的晶体结构；Al掺杂Ni（OH）2活性物质在充放电过程中转移电子数目大于1，Al掺杂Ni（OH）2作为正极活性物质的Zn/Ni试验电池的第二次循环放电比容量为362．9mAh／g。

超声波功率和pH值对Y掺杂纳米Ni(OH)_2结构与性能的影响

采用超声波沉淀法制备了Y掺杂纳米Ni(OH)2,研究了超声波功率和溶液pH值对材料结构、粒径及电化学性能的影响。结果表明,不同超声波功率制备的样品均为α和β混合相结构,其中α-Ni(OH)2的比例随功率增大先增加后减少,粒径随功率增大先减小后增大。溶液pH值对Ni(OH)2晶相形成起重要作用,较低的pH值有利于α-Ni(OH)2生成,晶粒粒径随pH值增大而增大,但pH值对电极反应的可逆性影响不大。将样品以8%(质量分数)与工业用微米级球镍混合制成复合电极,其电极的放电比容量随功率增大先提高后下降。功率为60W,pH值为9的样品,其相应电极的充电效率最高,放电比容量最大,0.5C倍率下高达358mAh/g。

沉淀转化法制备的纳米Ni(OH)_2-C复合材料的结构和电化学性能

研究了用沉淀转化法、通过掺钴和纳米炭材料制备的Ni(OH)2-C和Ni0.96Co0.04(OH)2- C纳米复合材料的结构和电化学性能. Ni(OH)2-C和Ni0.96Co0.04(OH)2-C都是β-Ni(OH)2 晶体结构. Ni(OH)2电化学性能主要与其晶体粒径、晶体结构和导电性有关.掺入纳米导电 炭黑,可以改善Ni(OH)2的电化学性能.掺入纺锤形颗粒的SPC比片状颗粒:HGC炭黑较明 显改善Ni(OH)2的电化学性能.掺入高比表面积活性炭,不能改善Ni(OH)2电化学性能.掺 杂Co可以提高倍率放电能力和可逆性.掺杂Co和炭的Ni0.96Co0.04(OH)2-C复合材料,具有 高比容量.

用Ni(OH)_2浆化氢还原法制备纳米金属镍粉的反应机制

用Ｎｉ（ＯＨ）２浆液水热氢还原法制备了纳米金属镍粉．通过时不同反应阶段样品性质的分析．研究了巨应的机制，结果表明．在酸性条件下．通过复盐离解出的镍离子在溶液中与氢发生反应：在碱性条件下．Ｎｉ（ＯＨ）２固体颗粒直接与活性氢发生反应。

纳米Ni(OH)_2的质子扩散行为研究

用沉淀转化法制备了纳米Ｎｉ（ＯＨ）２ 超微粉，ＸＲＤ谱图显示为β（Ⅱ）相，用Ｓｃｈｅｒｒｅｒ公式估算的粒径大小为２０ｎｍ 。将Ｎｉ（ＯＨ）２ 超微粉与微米级的球形Ｎｉ（ＯＨ）２ 对照，分别作为活性物质涂填进泡沫镍基体中制成电极，研究了充放电性能，发现纳米Ｎｉ（ＯＨ）２ 微粉放电比容量要高于球形Ｎｉ（ＯＨ）２ ，而且放电电位高，充电电位低，说明纳米Ｎｉ（ＯＨ）２ 填充的电极有较小的极化。另外，采用粉末微电极技术测定了两种Ｎｉ（ＯＨ）２ 活性物质的质子扩散系数：纳米Ｎｉ（ＯＨ）２ 为１．１×１０－ １０ ｃｍ ２ ／ｓ，球形Ｎｉ（ＯＨ）２ 为３．５×１０－ １１ ｃｍ ２／ｓ。探讨了其质子扩散行为差异的原因，纳米Ｎｉ（ＯＨ）２ 的粒径小，有更大的比表面积，可以增加与电解质溶液的接触，而且纳米微粒可减小质子在固相中的扩散距离，从而提高了其质子扩散性能。

掺杂La的α-Ni(OH)_2的制备及电化学性能

用化学共沉淀法制备掺杂La的Ni(OH)2。通过X射线衍射和红外光谱对掺杂La的Ni(OH)2进行结构表征,并采用模拟电池和循环伏安法对其电化学性能进行研究。研究结果表明掺杂La的Ni(OH)2具有与α-Ni(OH)2相似的晶体结构,具有较大的层间距,有利于质子的迁移,其分子中的OH-不再处于自由构型状态,它与晶格中的水分子发生相互作用,比未掺杂的Ni(OH)2在晶格层间具有更多的水分子。当掺杂La的摩尔分数为6.32%时,掺杂La的Ni(OH)2的放电曲线比较平坦,具有较高的放电平台、较高的还原电位和析氧电位,且循环可逆性较好。

纳米掺杂Al_2O_3基等离子喷涂涂层残余应力分析

利用逐层剥离X射线衍射法,测定了纳米粒子掺杂对Al2O3+13%TiO2(AT13)等离子喷涂涂层残余应力的影响。结果证明AT13等离子喷涂涂层残余应力分布为:陶瓷涂层部分为压应力;Al Ni过渡层由陶瓷涂层到钢基体,由压应力过渡到拉应力;在距钢基体0.05mm处现拉应力峰值。随着纳米掺杂量的增大,陶瓷涂层及Ni Al过渡层残余应力绝对值降低,这对改善陶瓷涂层性质是十分有益的。