覆钴型氢氧化镍的制备和研究

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球型Ni(OH)2作为正极材料被广泛运用于Cd-Ni,MH-Ni等二次循环充电电池,由于Ni(OH)2是一种P型半导体,正极内部氢氧化镍粒子之间产生较大接触电阻,导致活性材料在充放电过程中不能充分反应,影响活性材料的有效利用和镍电极的放电容量。为了最大化正极活性材料的利用率,一般向球型氢氧化镍中添加一定量的添加剂或是利用化学沉积法在Ni(OH)2表面均匀的包覆一层Co或者Co的化合物,以提高镍电极的电化学性能。本文在以下几个方面进行了研究:1.通过了正交法考察CoOOH的包覆量、体系pH值、反应温度和氨水溶液浓度四个因素对覆钴球型Ni(OH)2电化学性能的影响进行研究,采用循环伏安测试比较了不同工艺条件下Ni(OH)2电化学可逆性,确定了最佳的包覆条件:CoOOH的质量分数为2.5%,体系pH值为11,反应温度为60℃,氨水溶液浓度为2.5mol.L-1,实验结果证明反应体系在最佳包覆条件下CoOOH均匀包覆在了球型Ni(OH)2表面,有效提高了球型Ni(OH)2的电化学性能。2.在最佳工艺条件下采用化学沉积法在球型氢氧化镍表面包覆不同质量分数的CoOOH,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对包覆后Ni(OH)2的表面形貌和晶体结构进行表征。结果表明:包覆后Ni(OH)2的晶型仍为β-Ni(OH)2,包覆质量分数2.5%的CoOOH包覆层在球型氢氧化镍表面形成了均匀,规则的导电网络。3.采用恒流充放电技术、循环伏安测试、电化学阻抗测试对不同包覆量的Ni(OH)2进行研究。结果表明:包覆质量分数2.5%的Ni(OH)2具有较高比容量和较好循环寿命稳定性,电化学性能较好;包覆质量分数2.5%的Ni(OH)2最大程度提高了电极反应的可逆性并强化了镍电极的析氧极化,使镍电极综合性能最好,适宜作为动力电池的正极材料。
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