Ni（OH）₂作为正极材料具有电化学性能优异、结构简单和对环境友好等优点,在商业储能电池领域得到广泛应用,储能电池技术具有高效、清洁的优点,复合可持续发展的方针政策。对Ni（OH）₂的改性目标主要有两个,一个是降低电极成本,另一个则是提高锌镍单液流电池的放电比容量,改善Ni（OH）₂的电化学性能,这两点都可以通过掺杂金属离子的方法达成。本文采用缓冲溶液法制备了Mn掺杂和Mn-Mg共掺杂的样品,对样品进行扫描电镜和X射线衍射分析观察其结构形貌特征,对样品进行循环伏安测试和恒流充放电测试,分析样品的放电比容量、循环稳定性等电化学性能。并从理论上对β-Ni（OH）₂的态密度及掺杂金属离子对电极电位的影响进行初步探讨。全文主要研究内容如下:（1）对β-Ni（OH）₂和β-NiOOH建立模型并采用第一性原理对其进行理论计算。计算结果表明,β-Ni（OH）₂和β-NiOOH的态密度分布均在-23 eV～10 eV之间,且β-NiOOH的态密度在-20 eV左右分裂为两个峰,这主要是因为β-NiOOH晶体结构中的两个氧原子所处环境不同;β-NiOOH态密度图中峰的强度明显低于β-Ni（OH）₂的峰强度,是因为β-NiOOH在电极反应中会失去电子。在对电极电位的分析中,发现Mg、Mn相比于Ni,电极电位数值更高,具有更强的还原能力,电极反应中更容易失去电子,电池的储能量也更高。（2）制备不同Mn含量的Ni_1-xMn_x（OH）₂（x=0.15,0.18,0.22,0.25）正极材料,研究Mn含量对β-Ni（OH）₂性能的影响。X射线衍射分析表明掺杂Mn后的样品均为β相,但x=0.18,0.22,0.25时样品中出现出现少量杂质Mn₃O₄,且含Mn样品的衍射峰半峰宽较窄,表明晶粒细化。通过扫描电镜观察得知掺杂Mn样品比商用β-Ni（OH）₂颗粒细小多孔,该现象通过比表面积测试得到证明。循环伏安测试表明,掺杂Mn后,样品的氧化还原电位差减小,电极可逆性较好。恒流充放电测试表明,含Mn样品的放电比容量随Mn含量的增加先增大后减小,当x=0.18时,样品在电流密度800 m A/g下的放电比容量为314.5 m Ah/g,相同条件下的商用β-Ni（OH）₂放电比容量为195 m Ah/g。说明掺杂Mn可较好的提高镍电极的放电比容量,并使其具有较好的大电流充放电性能。Mn含量x=0.18时,样品显示出较好的循环稳定性,使样品在同等条件下循环30圈,x=0.18时放电比容量未见衰减,而商用Ni（OH）₂衰减6.4%,其它样品分别衰减1.9%（x=0.15）、0.49%（x=0.22）、3.1%（x=0.25）。（3）基于Ni_1-xMn_x（OH）₂（x=0.15,0.18,0.22,0.25）正极材料的研究中Ni_0.82Mn_0.18（OH）₂的电化学性能最好,以Mg元素对Mn进行部分取代,制备Ni_0.82Mn_0.18-yMg_y（OH）₂（y=0.06,0.09,0.12）,研究Mn-Mg共掺杂对β-Ni（OH）₂性能的影响。X射线衍射分析中,掺杂后的Ni_0.82Mn_0.18-yMg_y（OH）₂样品与β-Ni（OH）₂衍射峰峰型一致,但峰强度较弱,表示颗粒细化。扫描电镜观察发现β-Ni（OH）₂样品是表面光滑的球形颗粒状,而Ni_0.82Mn_0.18-yMg_y（OH）₂样品的颗粒表面非常粗糙,有较多细小颗粒,这种形貌可使活性材料与电解液充分接触,提高活性物质利用率。循环伏安测试中,Ni_0.82Mn_0.09Mg_0.09（OH）₂与Ni_0.82Mn_0.06Mg_0.12（OH）₂的氧化还原峰电位差明显小于β-Ni（OH）₂,电极反应的可逆性较好。恒流充放电测试中,电流密度为150 m A/g时,Ni_0.82Mn_0.09Mg_0.09（OH）₂的放电比容量最高,为263.5 m Ah/g。同等条件下,β-Ni（OH）₂样品的放电比容量稍低于Ni_0.82Mn_0.09Mg_0.09（OH）₂样品,为252.9 m Ah/g;Ni_0.82Mn_0.12Mg_0.06（OH）₂与Ni_0.82Mn_0.06Mg_0.12（OH）₂样品的放电比容量则更低,分别为192.2 m Ah/g和225.5 m Ah/g。掺杂Mn、Mg元素后,样品的放电电位得到提高。β-Ni（OH）₂与Ni_0.82Mn_0.18-yMg_y（OH）₂（y=0.06,0.09,0.12）样品在800 m A/g电流密度下充放电循环30圈后,商用β-Ni（OH）₂放电比容量衰减7%,Ni_0.82Mn_0.12Mg_0.06（OH）₂的放电比容量衰减14%,Ni_0.82Mn_0.09Mg_0.09（OH）₂和Ni_0.82Mn_0.06Mg_0.12（OH）₂未见衰减,说明Mn-Mg共掺杂可改善锌镍单液流电池的循环稳定性。掺杂Mn有利于提高β-Ni（OH）₂的放电比容量,共掺杂Mn-Mg有利于改善β-Ni（OH）₂的循环稳定性,延长使用寿命。另一方面,掺杂后正极材料中的镍含量减少,镍电极成本得到降低。研究表明,掺杂适当含量的金属离子可有效改善氢氧化镍正极材料的电化学性能,使其具有更强的市场竞争力和更好的应用前景。