镍氢电池正极活性物质制备及电化学行为研究

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1、河北工业大学硕士学位论文镍氢电池正极活性物质制备及电化学行为研究姓名：毕亚东申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：韩恩山2003.3.1河北工业大学硕士学位论文镍氢电池正极活性物质制备及电化学行为研究摘要本文对镍氢(MHf，Ni)碱性二次电池中所普遍使用的正极活性物质Ni(0H)2的制备和电化学行为进行了研究，对于进一步研制和开发综合性能优良的镍电极具有一定的实际意义。本文在晶体生长理论的基础上，采用配位沉淀法实现了对Ni(0H)2结晶过程的有效控制。在研究加料方式，氨水的加入量，反应时间、体系pH值、反应温度、搅拌、陈化等主要工艺条件对Ni(

2、0H)2结晶过程和物理性能影响的基础上，确定了较优的工艺参数，制备出了堆积密度和结晶致密程度较高、流动性较好的球形Ni(0H)2。研究了化学共沉积掺杂co、zn等元素对N“0H)2性能的影响。并对Ni(0H)2产品的堆积密度、表面形貌、粒度及粒度分布及流动性等物理性质进行了表征。采用扫描电子显微镜(sEM)观察，x射线(xI①)衍射分析，热重分析(TGA)，能量散射谱分析仪(EDS)等物理测试手段对不同制备工艺条件得到的Ni(OH)2产品的晶体和化学结构特征进行研究。结果表明，本文中制备的Ni(0H)2产品为p．Ni(OH)2，晶体结构有序。而采用

3、化学共沉积法掺杂Co、zn等元素可以使Ni(0H)2晶体结构的有序性降低。利用恒流充放电实验等电化学测试方法研究了不同掺杂元素及掺杂方式对泡沫镍电极的影响作用，对机械混合掺杂和化学共沉积掺杂进行了比较。掺杂Co可以明显提高泡沫镍电极的放电比容量，提高Ni(OH)2的活性物质利用率和充放电循环性能。随着co掺杂量的增加，镍电极的放电比容量明显提高，机械混合掺杂5％Co时镍电极的放电比容量为225mAⅣg，活性物质的利用率达到78％，循环性能比较稳定。掺杂zn可以抑制镍电极在充放电循环过程中的膨胀，防止电极过充时T．Ni00H的生成，提高镍电极的使用寿

4、命。关键词：氢氧化镍，电池材料，配位沉淀法，制备，晶体结构，恒流充放电镍氢IU池正极活性物质制各及电化学行为研究STUDYoNPREPARATIoNANDELECTROCHEMICALPERFORMANCEoFPoSITIVEACTIVEMATEIUALINNi／】ⅥHBATTERYABSTRACT’Ihepreparationandelecn_ochemicalperfbmanceOfnickeIhydmxideaSapositiVeactiVematerialfort11ellighcapacityMH／Nialkalinerechargeab

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