Cl^-和Zn^(2+)阴阳离子复合掺杂α-氢氧化镍的结构与电化学性能

采用化学共沉淀法,制备出Cl-和Zn2+阴阳离子复合掺杂α-Ni(OH)2粉体。样品材料利用XRD、EDS、SEM、IR、DSC-TG和粒度测试仪进行结构形态及物理特性表征分析。同时以其为活性物质合成镍正极材料并组装MH-Ni电池,测试其充放电、循环可逆特性和交流阻抗等电化学性能。实验结果表明,在掺杂物质摩尔比为Cl-:Zn2+=1:3时,Cl-和Zn2+复合掺杂α-Ni(OH)2为层状结构,结晶水含量较高,热分解温度低。其MH-Ni电池在以80mA/g恒流充电5h,40mA/g恒流放电至终止电压为1.0V的充放电制度下,电化学极化阻抗较小,放电比容量为354.08mAh/g,放电平台平稳、中值电压高达1.313V,且经过多次充放电循环后,其电极活性物质仍然保持α-Ni(OH)2状态,电极过程结构稳定,循环可逆性较好,具有较高的电化学活性。

锌离子电池锰基正极材料研究进展

可充电水系锌离子电池是一种环保且电化学性能优异的二次电池,但锰基正极材料在充放电过程中结构易坍塌、导电率低、稳定性差等缺点严重制约了水系锌离子电池的发展。笔者首先阐述了锰基正极材料中锌离子的储存机理,主要有Zn^(2+)嵌入/脱出机理、H+/Zn^(2+)共嵌入/脱出机理和化学转化反应机理。Zn^(2+)嵌入/脱出机理包括无相变反应和新相生成反应。而新相生成反应又分为可逆相变和不可逆相变。然后,基于锰基正极材料面临的问题,讨论了改善其储锌性能的主要方法。目前可采用的方法包括缺陷工程、与导电材料复合、离子掺杂、表面修饰技术等。用以上方法改进后的锰基正极材料表现出了更加优异的性能。