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Ni-MH电池作为一种高比能量的二次电池具有广泛的应用前景,目前国内外对Ni-MH电池的研究和开发都给予了极大的关注。氢氧化镍是Ni-MH电池的正极活性物质。本文用化学共沉淀法合成了掺杂α-Ni(OH)2,探讨了合成工艺条件对产品性能的影响;测定了在不同倍率的充放电制度下各掺杂镍电极的放电容量、放电平台电压和活性物质利用率;考察了各掺杂元素对掺杂α-Ni(OH)2性能的影响;通过对掺杂α-Ni(OH)2粉末微电极的电化学测试,研究了α-Ni(OH)2电极的电化学特性。测定了掺杂Cu2+、Mn2+、Zn2+、Fe2+、Co2+、Fe3+、Mn3+、Al3+和Co3+的氢氧化镍电极的充放电性能,结果表明掺杂三价金属元素普遍比掺杂二价金属元素好,因此本文选择了掺杂Al3+,并且对掺杂α-Ni(OH)2样品进行一系列的研究。 掺杂α-Ni(OH)2的合成实验结果表明:反应工艺条件中pH值对产品性能的影响很大,pH值低,产品疏松,振实密度小,pH=12时可以制备出性能优良的掺杂α-Ni(OH)2,除此之外,掺杂元素含量也是一个重要影响因素,掺杂20%以上才能得到纯α型结构的氢氧化镍,其它工艺条件如反应温度、陈化温度等等对产品性能的影响不太明显,一般容量变化只在几毫安时/克之间变化。 掺杂α-Ni(OH)2粉末微电极的循环伏安曲线表明:随着扫描速度从1mv/s到10mv/s范围内的增大,阳极峰朝正方向移动,阴极峰朝负方向移动,并且阳极峰电流中与扫描速度的平方根V1、2具有很好的线性关系。它的质子扩散系数D°为2.35×10-10,与β-球型氢氧化镍的质子扩散系数D°=3.80×10-10相接近。 不同荷电态电池的Nyqnist图表明:它们在高频端出现代表电化学极化阻抗的圆弧,低频端出现代表扩散过程Warburg阻抗的直线。并采用Boukamp的EQUIVCRT.PAS软件对阻抗谱图进行数据处理。