论文部分内容阅读
本论文开展了氢氧化镍、二氧化锰一维纳米电极材料的制备、表征及其在电池中的应用基础研究。主要内容包括：
(1)以阳极氧化铝为模板，通过简单的化学沉积法制备了高纯度的Ni(OH)2纳米管。在成功制备Ni(OH)2纳米管的基础上，采用类似的方法制备了Y(OH)3、Ca(OH)2、Co(OH)2包覆Ni(OH)2复合纳米管。并用XRD、EDS、SEM、TEM等测试技术对所得纳米管样品进行了组成、结构和形貌的表征。
(2)考虑到Ni(OH)2纳米材料在镍基电池中的潜在应用，将所制备的Ni(OH)2系列纳米管组装成模拟电池，对其电化学性能进行了初步的探讨。循环伏安测试表明，与普通球形Ni(OH)2相比，纳米管样品还原峰电位升高，氧化峰电位降低，析氧峰电位增加，这说明电极有较好的可逆性和抗析氧能力。在相同的充放电条件下，Ni(OH)2系列纳米管比球镍有着更高的放电容量和更好的循环性能。此外，Y(OH)3、Ca(OH)2、Co(OH)2包覆的复合纳米管都表现出突出的高温及高倍率充放电性能。
(3)通过选取不同的锰源体系，采用水热的方法，简便有效地制备了α-、β-和γ-MnO2一维纳米材料。首次详细考察了Mn(NO3)2溶液水热的反应体系：通过改变溶液的浓度、加热温度、反应时间以及初始溶液中HNO3的加入量等实验条件，得到了β-MnO2一维纳米线、纳米棒、纳米针、微米棒，二维六角星形和雪花型晶体，以及二维枝状分级结构。并在PEG的辅助作用下，制备出含纳米管的γ-MnO2产品。
(4)将所制备的不同晶型的一维MnO2纳米材料组装成碱性Zn-MnO2和Li-MnO2模拟电池进行电化学性能测试，发现与普通市售MnO2粉末相比，α-和γ-MnO2纳米样品的放电容量更高，高倍率放电性能尤其突出。