NiMH电池高容量正极材料—Ni（OH）,2的制备和电化学性能

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1、浙江大学硕士学位论文摘要摘要本文以改善Ni／MH电池高容量性能为应用背景，通过化学共沉淀法分别制各出稳定的A1一Mn多元取代a-Ni(OH)2和含纳米Ⅸ．Ni(OH)2复相电极材料。研究了A1一Mn多元取代0[一Ni(0H)2以及含纳米旺．Ni(OH)2复相电极材料的电化学性能，提出了复相电极材料中纳米d．Ni(OH)2的最佳添加量。利用化学共沉淀法制备了稳定的A1一Mn多元取代a．Ni(OH)2，优化了试验制备条件。采用x．射线衍射(xRD)和扫描电子显微镜(SEM)对a-Ni(OH)z进行了结构和形貌表征，测试了a—Ni(On)2的振实

2、密度，利用DC．5型电池测试仪研究了A1-Mn多元取代a-Ni(OH)2的充放电性能。结果表明：AI．Mn多元取代Gt-Ni(OH)2为典型的q_市目结构，结晶良好，振实密度可以达到1．7g／cm3。充放电性能研究表明A1·Mn多元取代a—Ni(OH)2活化性能好，放电质量比容量可以高达410mAh／g，在强碱性环境下循环性能稳定，循环50次后质量比容量仍然高达300mAh／g。电极放电电压平台较高而且稳定，充电电压平台较低。在醇一水体系中利用化学共沉淀合成出Al取代纳米a．Ni(OH)2，通过XRD和SEM对粉体进行了结构和形貌表征，纳米

3、粉体为et-Ni(OH)2相结构，形貌为纳米球形颗粒，颗粒尺寸为20—30hill，大小较为均匀，颗粒分散较好。将分散性良好的纳米旺一Ni(OH)2添加到微米级球形13-Ni(OH)2中，形成两相复合电极材料。通过SEM对含纳米d-Ni(OH)2复合电极材料进行了形貌表征，结果表明适量的纳米a-Ni(O功2颗粒能够很好的填充到微米颗粒的间隙中。含10wt．％纳米旺一Ni(OH)2的复相电极材料振实密度能够达到2．3g／cm3。利用CHI一600对Ⅱ．+[3-Ni(OH)2复合电极材料进行了循环伏安性能研究，对比研究发现纳米伐．Ni(0H)2

4、的电化学活性高于p．Ni(Og)2，纳米a—Ni(OH)2的氧化电位、还原电位高于[jl-Ni(OH)2。复合电极材料存在两个氧化一还原反应过程，分别对应于p一和纳米or．．Ni(OH)2的氧化一还原反应过程。充放电循环性能研究结果表明：适量的纳米c￡-Ni(OH)2能够提高复合材料电极的放电容量，增强电极在过充情况下的循环稳定性，提高电极的放电电压平台，降低电极的充电电压平台。含10wt．％纳米a-Ni(OH)2的复合材料电极具有良好的综合电化学性能。过多的纳米a—Ni(OH)2的添加无助于复相电极材料电化学性能的提高。关键词：Ni／MH

5、电池；纳米c￡-Ni(OH)2；复相电极材料；化学共沉淀；高容量浙江大学硕士学位论文AbstractInordertoimprovetheperformanceofhigh-capacityNi／MHbakeries，thechemicalCO—precipitationhasbeenappliedtosynthesizethestabilizedelementdoped‘x-Ni(OH)2forNi／MHbakery．TheelectrochemicalpropertiesofstabilizedAI—Mnmulti-elementdop

6、eda—Ni(OH)2andbiphaseelectrodematerialswithnanosizedcc-Ni(OH)2wereinvestigated．Theoptimalratioofnanosized·x-Ni(OH)2forbiphaseelectrodeWasalsoobtained．AcertainstoichiometricratioofA1andMnwasappliedtosynthesizethestabilizeda—Ni(OH)Ethroughchemicalco-precipitationandthesynthe

7、sisconditionwasoptimized．Thestructureandmorphologyofas--prepareda-Ni(OH)2powderswerecharacterizedbyX-Raydiffraction(XRD)andscanningelectronmicroscopy(SEM)．Thetapdensityofpowderwasalsotested．ThegavalastaticperformanceofAI—Mnmulti-elementdopedⅡ-Ni(OH)2WasperformedonaDC一5batt

8、erytestinginstrument．TheA1·Mnmulti-elementdoped(z-Ni(OH)2iswellcrystallized0L-phase．Theta