电池用正极材料纳米Ni_OH_2的研究进展.pdf

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1、·138·材料导报2006年5月第20卷专辑Ⅵ3电池用正极材料纳米Ni(OH)2的研究进展闫建英,陈为亮,戴永年,孟德龙,伍贺东(昆明理工大学材料与冶金工程学院,昆明650093)摘要综述了电池正极材料Ni(OH)2的几种主要制备方法,介绍了各种制备方法的工艺条件及主要特点,描述了制备Ni(OH)2过程中的影响因素,指出氢氧化镍作为电池正极材料具有光明的前景,但对生产技术还需进一步研究。关键词正极材料氢氧化镍制备方法ResearchProgressonNanometerNickelHydroxideUsedasCathodeMaterialYANJianyi

2、ng,CHENWeiliang,DAIYongnian,MENGDelong,WUHedong(FacultyofMaterialsandMetallurgicalEngineering,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650093)AbstractThispaperintroducesthemainpreparationmethodsofnickelhydroxideusedaspositivepolemate2rial,aswellasthetechnologicalconditionsand

3、majorcharacteristicsofthemethods.ThemainfactorswhichaffectthepreparationofNi(OH)2aredescribed.Thenickelhydroxidehasabrightfuturetousedaspositivepolematerial,butitspreparationtechnologyneedsfurtherstudy.Keywordscathodematerial,nickelhydroxide,preparationtechnology自从19世纪末Cd/Ni碱性蓄电池被瑞

4、典人发明以来,镍会有所提高。系列碱性蓄电池(MH2Ni)不论从种类或是从性能等方面都有该方法产量高,工艺简单,所得产品具有高熔点的特性,易了很大的发展。近年来,镍系列碱性蓄电池不断向高比容量、高于工业化生产,但晶粒的大小难控制,尺寸也不均匀,还易引入[1]功率方向发展,Ni(OH)2研究成果是促成其性能发展的一个杂质,而且制备的氢氧化镍的电化学性能不高。重要因素,Ni(OH)2是镍电极的活性物质,其性能直接影响镍1.2低温固相反应法电极的性能和相应电池的质量[2,3],因此,其制备方法和应用特[8,10]该法是配制一定浓度的NiCl2溶液和草酸溶液,混合后性

5、引起了众多研究者的兴趣和关注。究其化学原理,Ni(OH)2不断搅拌,得到NiC2O4·2H2O沉淀,将沉淀过滤、洗涤、干燥。的生成很简单,但要将其制备成能实际应用,具有高电化学活其后将固体NiC2O4·2H2O和NaOH在研钵中充分研磨,待颜性、高堆积密度的Ni(OH)2材料却并非易事,制备过程中的微色稳定不变后,用蒸馏水洗涤数次,再用无水乙醇洗涤,最后置小变化都会导致材料结构和性能的巨大差异。传统制备于烘箱中干燥,得到纳米Ni(OH)2。此法具有无需溶剂、无污[11]Ni(OH)2的方法一般是经过1个水解反应过程和1个固相析染、产率高、反应条件易控制、易形

6、成晶体缺陷等优点,但是出过程。近些年,国内外已有多家研究机构通过不同方法制备沉淀洗涤困难。就固相法而言,工艺相对简单,有利于工业化生Ni(OH)2纳米粉,研究结果表明,与普通微米氢氧化镍相比,纳产,但这类方法存在不可避免的缺点:①粉体原料需要长时间的米Ni(OH)2具有更高的质子迁移速率、更小的晶粒电阻、更快研磨混合,混合均匀程度有限;②产品在组成、结构、粒度分布等[4～6]的活化速度。而制备纳米Ni(OH)2的关键在于合成过程中方面存在较大的差异;③材料的电化学性能不易控制。因此,固严格控制反应中的各项参数,使最终合成纳米级粒径,并具有较相法制备氢氧化镍的

7、工业生产不常见。窄的粒径分布。下面就近年来文献上介绍的一些主要制备纳米2液相法Ni(OH)2的方法作一综述。[12]液相法的基本原理是:选择1种或多种合适的可溶性金1固相法属盐类,按所要制备的材料组成计量比后配制成溶液,使各元素1.1高能球磨法呈离子态,再选择1种合适的沉淀剂,使金属离子均匀沉淀出高能球磨法是一种物理方法,是利用球磨机的转动或振动来,最后将沉淀加热得到超微粉末。液相法的主要优点是对于使硬球对原料进行强烈的撞击、挤压、重复地发生变形、断裂、焊复杂的材料也可以获得化学均匀性很高的粉末,大致分为以下合,原子间相互扩散或进行固态反应形成纳米粉。彭成红

8、等[7]几种方法。用此法制备了粒径为70～80nm的