探索镍氢电池正极材料氢氧化镍的制备及电化学性能

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1、河北工业大学硕士学位论文镍氢电池正极材料氢氧化镍的制备及电化学性能姓名：张林森申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：韩恩山20040301河北T业大学硐士学位论文镍氢电池正极材料氢氧化镍的制备及电化学性能摘要本文对泡沫式和纤维式N弧{H电池正极材料氢氧化镍的制备、结构及性能进行了研究，在此基础上对氢氧化镍的制备工艺条件、物理和电化学性能这几者之间的关系进行了探讨。论文采用络合沉淀法的二种不同氨水的加料方式制备球形氢氧化镍，系统研究了反应pH值、氨水量、反应时间及反应温度等主要工艺条件对Ni(OH)2结晶过程和性能的影响。两种加料方式得到Ni(OHh的样品振实密度>t2．09,／cm3

2、、活性>一220mANg。并流加料方式的优化工艺条件为pH=11．0；n(NH3)／n(Ni”)=7．3：1；反应温度控制在40-．706C；反应时间为12h：混合加料方式的优化工艺条件为pH=11．5；反应温度在60．--65℃；反应时间为12h；V(NH3)／V(NaOH)=0．3。以添加剂的形式在电解液中加入F。、Cr、Bf、c03。、S042‘、p043‘和N03’，通过恒电流充放电和循环伏安测试技术，考察它们对Ni(OH)2正极性能的影响。电解液中添加适量的Cl。、Br‘、SO。2’、P043‘能大幅度提高镍电极的还原电位，从而可提高镍电极的放电性能和可逆性；S042。、N03

3、的加入使还原电流有较大幅度的提高。采用机械载入的方式在泡沫镍电极中掺杂Al、ce、Co、Mg、Mn、Zn、Ba和Ca等金属元素，用循环伏安法研究添加剂对泡沫镍电极性能的影响，同时探索了添加剂对泡沫镍电极电化学性能的作用机理。通过循环伏安法研究表明，镍电极反应是受固相质子扩散控制的。在镍电极还原电位方面，Al、Co、Mg、Mn、Zn、Cd是有益的添加剂；在还原电流方面Ce、Co、zn、Ba、Ca、Cr、Cu、Pb、Sn、Ti是有益的添加剂。在阴极过程中Ce、Co、Ba、Ca、Sn和Zn都可明显提高镍电极的固相质子扩散系数，而综合考虑co、zn、Ce、Ba、Ca和Sn为比较好的添加剂。关键词

4、：镍电极，氮氧化镍，制备，振实密度，循环伏安测试堡墨塞兰垂堡塑墼圣量些堡墼型量墨塞丝兰篁璧PreparationandElectrochemicalPerformanceofNickelHydroxideForNi／MHBatteryABSTRACTThepreparation，structionandpropertiesofnickelhydroxideasanodematerialforthefoamandfibrousNi／MHbatteriesweresystematicallystudied．Thepaperinvestigatedtherelationsbetweenthep

5、reparationtechnologyconditions，physicalandelectroclemicalpropertiesofnickelhydroxide．SphericalNi(0Hhwaspreparedwiththetwoammoniafeedingmodesofcomplexationprecipitationmethodrespectively．TheeffectsofmainpreparationtechnologyconditionssuchaSreationpHvalue，NH3’H20，time，temperaturewerestudiedindetail

6、．Withthetwofeedingmodes，sphericalNi(OHhwithhightappingdensity(≥2．O酢m3)，highelectrochemicalactivity(／>220mAh／g)wereprepared．Thenitgotthescopesofoptimumtechnicalconditionswithdifferentfeedingmodes．Inthemergingmode，thereationpHwas11．O；theratioofNH3andNi2+yeas73：l：thereationtemperationWaS40～70"C；ther

7、eationtimewas12hours．Inthemixingmode，thereationpHwas11．5；thevolumeratioofNH3andOH。WasO-3；thereationtemperationwas65"C；thereationtimewas12hours．hlthc也esis，meeffectsofF’，Ct’，Br"，C032。，S042-，P043’andN03+，whichworkedasthee