混合纳米氢氧化镍的球镍电极材料的电化学活性研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第3期无机化学学报Vo1．19．No．32003年3月CHINESEJOURNALOFIN0RGANICCHEMISTRYMar．，2003混合纳米氢氧化镍的球镍电极材料的电化学活性研究韩喜江谢小美徐崇泉周德瑞张慧姣(哈尔滨工业大学应用化学系，哈尔滨150001)采用配位沉淀法制备出了Ni(OH)样品，经XRD测试为Ni(OH)，TEM测试结果表明其为平均粒径50nm左右的不规则的颗粒。将所制备的纳米Ni(OH)2按8wt％的比例在球镍中混合后制成电极，可使正极的比容量提高11％左右。热分析

2、表明，纳米Ni(OH)的电化学活性高于球镍的电化学活性。激光拉曼光谱的测试结果说明了8wt％混合后制成的纳米电极确实有较好的放电容量，同时也证实了用拉曼光谱可以表征电极材料的充放电性能。关键词纳米氢氧化镍拉曼光谱电化学活性分类号O614．813TB383O引言拉曼光谱、热分析及充放电实验来研究纳米氢氧化镍、混合纳米氢氧化镍的球镍的电化学活性及与纯目前使用的碱性二次电池中，镍系列电池占有球形氢氧化镍的电化学活性进行比较。很重要的地位，其中金属氢化物——镍电池的研制是热点。特别是随着移动式通讯设备与便携式电子1实验部分计算机的飞速发展，人们对

3、充放电电池的要求也越1．1实验仪器来越高。制备出高容量的正极活性材料是提高电极透射电子显微镜(日本电子TEM．1200EX透射性能的措施之一，Ni(OH)z作为MH—Ni碱性充电电电镜)，x．射线衍射仪(日本岛津XRD．6000)，示差池的主要正极活性材料，其决定MH．Ni电池的容扫描量热仪(法国SetarmDSC141)，加压式碱液喷雾量，因此，要提高电池的性能的主要途径是提高装置。Ni(OH)z的性能。其中电化学活性是影响Ni(OH)：1．2实验原材料及药品性能的重要性能之一，制备高电化学活性的六水硝酸镍，氢氧化钠，氢氧化钾，丙酮，乙

4、二Ni(OH)z电极材料一直是人们开发研究的热点。目胺，CMC(羧甲基纤维素)，FE(聚四氟乙烯)。发泡前以开发球形Ni(OH)z和包覆金属粉为重点⋯。而镍，球镍，钴粉，镍粉。以上药品除球镍为生产Cd．Ni纳米材料是8O年代以来兴起的新材料，它具有许多电池用的球形Ni(OH)z的工业品外，其余原料皆为与传统晶体或非晶体不同的性质，当前人们对纳米分析纯。材料的性能和可能的应用正在进行广泛的研究。1．3纳米氢氧化镍的合成根据文献报道及现有工作基础。采用纳米根据以前的实验基础，采用配位沉淀法制Ni(OH)z材料是提高Ni(OH)z电极比容量的有

5、效方备纳米材料[61。准确配置浓度为0．1mol·L一-的法【2】。许多研究人员采用不同的方法制备出了纳Ni(NO)z·6HzO溶液2000mL放置到玻璃容器中．米．Ni(OH)z并对其电化学性能作了大量的研然后按物质的量比[en】：[Ni】=1：1加入乙二胺．究【3-51。但对于采用激光拉曼光谱来研究纳米氢氧并用搅拌器搅拌，此时液体呈深蓝色，搅拌20min。化镍的电化学性能，还未见报道。本文采用配位沉用自制的加压式碱液喷雾装置喷加碱液，pH值等于淀法来制备纳米氢氧化镍，并采用XRD、TEM、激光12．5时停止加碱。继续搅拌1h后离心分离

6、。沉淀分收稿日期：2002．08．24。收修改稿日期：2002．1】．28。国家自然科学基金资助项目(No．20271015)，广东省新型电池重大科技专项资助项目(NoAI10201)。-k通讯联系人。E-mail：hanxijiang@263net第一作者：韩喜江，男，39岁，副教授；研究方向：电极用纳米级~-Ni(OH)的研究。维普资讯http://www.cqvip.com·248·无机化学学报第19卷别用蒸馏水、分析纯丙酮洗涤后在真空干燥箱中8Occ真空干燥24h以上，即得所需实验样品。2结果与讨论2．1微观形貌分析样品的TEM照

7、片见图1，由图可知，样品的粒径平均尺寸在5Ohm左右，较小的纳米晶只有20nm，个别偏大的晶粒，可明显的看出是小晶粒团聚所致，但晶粒大小不均，分布范围在2Ohm～60nm020304U5U6U，U8U之间，处于纳米材料范畴，晶粒为小的不规则的颗粒20／(。)状图2Ni(OH)的XRD图Fig．2XRDpatternsofNi(OH)2a：nano．phaseNi(OH)2b：sphericalNi(OH)2致密，分子中粒子之间的作用力越强，从而使得电化学反应越难于进行，充电内阻越大，进而导致样品的电容量越低"1。将纳米Ni(OH)样品，球

8、镍分别进行示差扫描量热分析，见图3、图4，结果列于表l。表1差热分析数据Table1ResultsofThermoanalysis图l样品的TEM形貌图由表1看出，球镍的分解温度较高，纳米Fi