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氢氧化镍电极材料的制备及改性研究

专 业: 物理化学
关键词: 镍氢电池 氢氧化镍 共沉淀 包覆 微乳液法
分类号: TM2  TM911
形 态: 共 57 页 约 37,335 个字 约 1.786 M内容
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内容摘要


镍氢电池作为一种高比能量的二次电池得到了广泛的应用。

作为正极的镍电极是镍氢电池的关键部件之一,其性能的改进是提高镍氢电池整体性能的有效途径。

采用微乳液法合成氢氧化镍,透射电子显微镜TEM照片分析表明该氢氧化镍颗粒呈椭球形,粒径为20~30nm,团聚现象严重。

X射线衍射XRD图谱证明合成的NiOH<,2>粉末为β-NiOH<,2>,具有六方晶体结构,晶体中存在着明显的晶格畸变和缺陷。

采用循环伏安法研究了不同制备条件对镍电极性能的影响,得出显著影响氢氧化镍性能的因素依次是pH值、温度、合成搅拌强度、合成搅拌时间,并讨论了制备工艺条件对氢氧化镍颗粒粒度的影响,得出优化后的制备工艺在一定程度上可改善氢氧化镍的结构,提高镍电极的可逆性,改进电极的充放电性能。

通过不同的掺杂方式制得不同含钙量的镍电极,研究了不同的钙掺杂方式和添加量对镍电极性能的影响。

XRD、交流阻抗、循环伏安和恒电流充放电测试结果表明:

微乳液法合成的掺钙氢氧化镍仍是具有六方晶体结构的β-NiOH<,2>,但其晶粒度小;Ca的添加能减小该体系的电荷传递电阻R<,et>和欧姆电阻R<,o>;添加钙后,镍电极可逆性增加、氧化电位降低,表明钙添加剂能不同程度地提高镍电极电化学性能。

其中以合成前加入1%CaCO<,3>的镍电极性能最佳……

全文目录


文摘
英文文摘
1前言
1.1镍电极活性物质的结构及物理化学性质
1.2氢氧化镍的制备方法
1.2.1化学沉淀法
1.2.2粉末金属法
1.2.3电解法
1.3氢氧化镍电极热力学与动力学研究
1.3.1热力学研究
1.3.2动力学研究
1.4添加剂对镍电极性能的影响
1.4.1钴及其化合物
1.4.2 Zn及其化合物
1.4.3Al
1.4.4其它元素及其化合物
1.5镍氢电池失效原因
1.6制作工艺对镍电极性能的影响
1.7论文的主要研究内容和方法
2实验部分
2.1材料的制备
2.1.1试剂及设备
2.1.2微乳液法合成NiOH2
2.1.3 NiOH2的改性
2.2镍电极的制备
2.2.1泡沫镍基体
2.2.2刮浆法载入活性物质
2.2.3镍电极的压片成型和后处理
2.3充放电电池体系
2.3.1电池隔膜
2.3.2模拟电池体系
2.4电化学测试
2.4.1循环伏安法
2.4.2充放电测试
2.4.3交流阻抗
2.5物理测试
3实验结果与讨论
3.1制备工艺条件对NiOH2性能的影响
3.1.1氢氧化镍粉末的形态分析
3.1.2氢氧化镍粉末的X射线衍射特征
3.1.3不同制备条件NiOH2电极的循环伏安特性
3.1.4充放电性能
3.1.5交流阻抗测试
3.1.6粒度分布
3.1.7小结
3.2钙系化合物对镍电极性能的影响
3.2.1掺钙氢氧化镍粉末的形态分析
3.2.2掺钙氢氧化镍粉末的结构分析
3.2.3钙的添加量对镍电极性能的影响
3.2.4钙的掺杂方式对镍电极性能的影响
3.2.5小结
3.3锌添加剂对氢氧化镍结构和性能的影响
3.3.1掺锌氢氧化镍粉末的形态分析
3.3.2掺锌氢氧化镍粉末的结构分析
3.3.3锌的掺杂量对镍电极性能的影响
3.3.4锌的添加方式对镍电极的影响
3.3.5交流阻抗测试
3.3.6 小结
3.4铜对镍电极性能的影响
4结论与展望
4.1结论
4.2展望
参考文献

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中图分类: > TM2 > 工业技术 > 电工技术 > 电工材料
其他分类: > TM911 > 工业技术 > 电工技术 > 独立电源技术(直接发电) > 化学电源、电池、燃料电池

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