钨酸钠对铝基α-Ni（OH）2电极材料高温性能的影响

以固相共沉积法合成了α-4[Ni0.809 A10.191(OH)2.1-2x(CO3)x]·3H2O,通过外掺不同量的Na2WO4,用作氢镍电池的正极材料,设计、比较了不同温度、不同倍率充放电下的放电比容量和充放电曲线以及微电极CV实验等.结果表明,在不同倍率充放电下,掺1.2wt%Na2WO4时铝基α-Ni(OH)2电极的放电比容量虽然20℃时略降低了,但60℃时提高了11.7%～24.4%,同时提高了高温放电电位.掺Na2WO4提高铝基α-Ni(OH)2正极材料高温比容量主要是通过提高析氧电位改善充电效率实现的.     

α-Ni_(0.8)Co_xAl_(0.2-x)(OH)_(2.2-0.5y)(CO_3)_y·zH_2O配位沉淀法合成和电化学性能

为了改善铝代α-Ni(OH)2的电化学性能,用共沉淀法合成了含不同配比Al3+、Co3+的Ni(OH)2.样品经CT、XRD、FTIR、SEM等表征为α-Ni0.8CoxAl0.2-x(OH)2.2-0.5y(CO3)y.zH2O.恒电流充放电和微电极CV等测试表明:Co3+的摩尔分数在0.02~0.04时,合成的样品作为氢镍电池的正极材料,在放电比容量、电极可逆性和稳定性等方面均得到改善.Co3+发挥了稳定α相结构、增强导电性等多重作用.     

掺铝Ni(OH)_2的制备及其电化学性能

利用化学共沉淀方法制备出充放电性能良好的低掺铝量氢氧化镍,并用XRD和IR分析了掺铝氢氧化镍的结构特征.实验结果表明:在氢氧化镍制备过程中适量掺铝可制得比能量较高的α相和β相共存的混合晶型Ni(OH)2,掺铝后α-Ni(OH)2的形成、β-Ni(OH)2相晶粒度的细化及含水量的增加均有利于提高电化学活性.     

Ni(OH)2添加剂对碱性介质中MnO2电极可充性的影响

采用球形Ni(OH)2作为正极添加剂,使MnO2电极在7 mol／L KOH溶液中的可充性得到显著改善.对Ni(OH)2和曾广泛研究的Bi2O2添加剂修饰的MnO2电极的循环伏安图谱进行了对比性分析,初步明确了Ni(OH)2的作用机理.模拟电池恒流充放电实验证明,Ni(OH)2添加剂在实际可充碱锰电池中作用效果明显优于Bi2O3.     

铝钴掺杂对Ni（OH）2结构的影响

以NiSO4、Al2(SO4)3、CoSO4为原料,采用化学沉淀法分别制备铝、钴单独掺杂和复合掺杂的Ni(OH)2样品,利用XRD、EDS和SEM对产物的晶型结构、化学成分和微观形貌进行表征.结果表明:掺杂离子种类、数量及掺杂方式等因素对Ni(OH)2粉体的晶型结构、微观形貌均有较大影响.在掺铝量较低时样品为β-Ni(OH)2、α-Ni(OH)2混合相,当铝掺杂量(摩尔分数)大于10%时样品为单相的α-Ni(OH)2,微观形貌呈类球形;钴掺杂的样品为单相β-Ni(OH)2,微观形貌为纳米片构成的花瓣状微球,空隙清晰;Al/Co复合掺杂的样品为不规则层叠状结构的α-Ni(OH)2.     

层状结构α-Ni(OH)_2/膨胀石墨纳米复合材料及其电化学性能

以层状膨胀石墨为模板,采用化学浴沉积法首次制备了α-Ni(OH)2/膨胀石墨(α-Ni(OH)2/EG)层状结构的纳米复合材料,分别利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射测试其表面形貌及结构.利用热重分析来检测α-Ni(OH)2在复合材料中的负载量.使用循环伏安和恒流充放电测试等表征其电化学性能.结果表明,制备的α-Ni(OH)2/EG纳米复合材料表现出了优异的电化学性能:在6mol/L KOH电解质溶液中的比电容达到1 180F/g(0.5A/g的电流密度),对应的有效α-Ni(OH)2比电容高达1 920F/g;同时,该复合材料在10A/g的大电流密度下依然能保持较高的比电容(585F/g).优秀的循环稳定性能进一步保证了其成为超级电容器电极材料的合适选择.     

Y_2O_3对α-Ni_(0.8)Co_(0.05)Al_(0.15)(OH)_(2.2-0.5y)(CO_3)_y·xH_2O高温电化学性能的影响

为了改善α-Ni(OH)_2的高温性能,采用共沉淀法合成了α-Ni_(0.8)Co_(0.05)Al_(0.15)(OH)_(2.2-0.5y)(CO_3)_y·xH_2O并用XRD、FTIR、SEM和CT等进行表征。样品掺加了不同量的Y_2O_3后,作为正极材料制备MH/Ni模拟电池,在不同温度下用恒电流充放电、CV测定其电化学性能。结果表明:60℃时在0.2、1、5 C充放电下,掺加Y_2O_30.4%～1.2%能使α-Ni_(0.8)Co_(0.05)Al_(0.15)(OH)_(2.15-0.5y)(CO_3)_y·xH_2O的放电比容量分别提高24.4%、17.5%和20.5%,并改善了高温放电电位。     

Ni(OH)2电化学性能改进研究的现状和展望

氢氧化镍是重要的电池正极材料,其电化学性能的优劣直接决定电池的放电和存储性能。本文介绍了氢氧化镍的充放电机理,简要综述了球形β-Ni(OH)：的改性、纳米Ni(OH)2的开发和掺杂α—Ni(OH)2等的研究现状,并指出鉴于目前β-Ni(OH)2的开发已接近极限,纳米Ni(OH)2及α—Ni(OH)2材料的研究和开发前景将会十分广阔。     

正极钴添加方式对MH/Ni电池性能影响的研究

高温性能和倍率性能的改善是混合动力车用MH/Ni电池实用化中的关键问题. 采用目前3种广泛使用的β-Ni(OH)2制造了容量为6 Ah的D型电池,对比研究了3种电池在常温及60 ℃下的充放电性能,同时结合材料的微结构分析得出包覆4.5%Co(OH)2的β-Ni(OH)2综合性能较佳.     

镍-氢电池充放电过程中的化学物理现象及机制

用X射线衍射等方法分析了MH/Ni电池电极过程中电极活性材料β-Ni(OH)₂和AB5合金的精细结构和微结构的变化,并把其与电池性能联系起来,从而揭示了充放电过程的物理现象和物理机制.分析发现：MH/Ni电池的物理导电机制是氢离子在正负极间的定向迁移和运动,氢离子是由氢原子离开和β-Ni(OH)₂来提供,而不是由β-Ni(OH)₂→β-NiOOH的相变来提供.     

化学共沉淀法制备铝掺杂α-Ni(OH)2的控制条件

采用化学共沉淀法制备掺杂Al的α-Ni(OH)2,用正交实验研究pH值、掺杂Al的含量、陈化时间、反应温度等制备因素对活性物质放电比容量的影响,并用极差法分析各制备因素影响的显著性。结果是,制作性能优良的掺杂Al的α-Ni(OH)2的最佳条件为:反应温度40~50℃,掺杂10%摩尔含量的Al,陈化12~16h,pH值7.5~9.5;各因素对活性物质放电比容量影响的显著性顺序为:掺杂Al的含量>pH值>反应温度>陈化时间,在选择合成条件下制备的样品电极具有较好的充放电效率和活性物质利用率,电化学阻抗较小,最大放电比容量为345.2mAh·g-1。     

α-Co（OH）2的制备及其电化学性能研究

以CoCl2·6H2O和NH3·H2O为原料,室温下采用直接沉淀法成功制备了α-Co(OH)2.用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)表征了产物的结构和形貌;用循环伏安、恒电流充放电等测试方法对其性能进行了研究.结果表明,该产物表现出优良的电化学性能,单电极比电容可达890 F·g-1,有望成为超级电容器的电极材料.     

C/KOH/Ni（OH）2非对称电容器活化过程电极行为

通过对电极和电极材料的电化学性能测试,分析了C/KOH/Ni(OH)2非对称电容器在活化过程中的正、负电极行为.实验结果表明,表现双电层电化学行为的活性炭负极活化过程相对快速,30周循环后电极性能稳定;Ni(OH)2正极的活化是影响非对称电容性能的关键因素,活化过程中Ni3 在电极上积累,在添加剂的共同作用下,活性物质表层组成发生改变,电极的析氧电位升高,导电性改善,容量性质和快速充放电性能提高.     

超级电容器材料MnO2在有机电解液中的电化学性能

采用固相合成法制备了MnO2超级电容器材料,并用X射线衍射(XRD)、循环伏安、交流阻抗、恒流充放电及循环寿命测试等方法对所制得的MnO2电极材料的结构和电化学特性进行了研究.结果表明所制备的MnO2为无定形结构,该电极材料在有机电解液1.0 mol·L-1 LiClO4/AN中比在1.0 mol·L-1 LiClO4/EC+DMC中有更好的电化学性能,电位窗口为0.1～1.1 V(vs.Ag),比电容达171.2 F/g,并具有良好的准电容特性.在1.0 mol·L-1 LiClO4/AN有机电解液中,该电极以1.0 mA/cm2充放电电流密度循环5 000次衰减仅为1.3%,显示了良好的循环寿命.     

β-Co(OH)_2的制备及其电化学性能的研究

在室温条件下,采用固相反应法以CoCl2·6H2O和NaOH为原料合成了Co(OH)2,采用XRD和热重分析对反应产物进行的结构分析表明,得到的Co(OH)2为单一相的β-Co(OH)2.电化学测试分析表明,Co(OH)2作为电极材料的放电容量达到466 mAh/g,远远高于商品AB5合金.目前存在的主要问题是β-Co(OH)2电极电位偏高(达-783 mV,vs.Hg/HgO电极)和在充放电循环时放电容量波动较大.     

MnO_2/竹炭超级电容器电极材料的性能

采用机械球磨法将竹炭和MnO2按不同比例复合,得到一系列不同配比的MnO2/竹炭电容器电极复合材料,对其进行扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)和热重分析(TG-DSC),并进行循环伏安和电化学充放电测试。结果发现,当MnO2在复合材料中的质量分数为1%时,电极比容量可以达到338 F/g,100次循环后维持在260 F/g,显示很好的电化学性能。     

碱性纳米MnO2/AC混合超级电容器

采用低热固相反应法制备出纳米MnO2活性材料.循环伏安测试结果表明,在6 mol.L-1KOH电解液中,MnO2电极在-0.3~0.6 V(vs.Hg/HgO)的电压范围内表现出较好的超电容特性.恒流充放电结果表明,以MnO2为正极、活性炭(AC)为负极组成的碱性MnO2/AC混合电容器在比电流为100 mA.g-1、充放电电压范围为0~1.5 V条件下的放电比电容可达66.2 F.g-1.同样条件下,MnO2与活性炭质量比为80∶20的复合正极与活性炭负极组成的(MnO2 AC)/AC混合电容器的比电容可达78.2 F.g-1.     

ZrxCe1-xO2的制备及其氢氧化物前驱体的热分解过程研究

采用共沉淀法制备了不同铈锆比的ZrxCe1-xO2(x=0,0.1,0.3,0.5,0.7,0.9,1.0)固溶体.利用热分析方法研究了Zrx(OH)4x.Ce1-x(OH)4(1-x)体系的热分解过程,并运用XRD对其热分解产物进行了表征.实验表明Zrx(OH)4x.Ce1-x(OH)4(1-x)在空气中的热分解是一步完成的,随着锆含量的增加分解温度逐渐提高.应用微分法和积分法相结合对该分解过程的分解机理进行了推测,得出了一系列分解反应的表观活化能E和指前因子A.发现其热分解反应遵循Zhuralev-Lesokin-Tempelman三维扩散机理,其动力学方程为:f(α)=3/2(1-α)4/3[(1-α)-1/3-1]-1;g(α)=[(1-α)-1/3-1]2,其表观活化能大小与样品中的锆含量有关.     

Ni(OH)_2-VS_2纳米复合材料的制备及在超级电容器上的应用

采用水热法合成Ni(OH)_2-VS_2纳米复合材料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对复合材料物相及形貌进行表征.将所得的复合材料用作超级电容器电极材料,通过循环伏安法、恒电流充放电法以及交流阻抗法对Ni(OH)_2-VS_2纳米复合材料的电化学性能进行评价.同时探讨了Ni(OH)2与VS2的不同质量比对复合材料电化学性能的影响.结果表明:Ni(OH)2与VS2的质量比为5∶1时所制备的Ni(OH)_2-VS_2纳米复合材料具有更优异的电化学性能.在电流密度为1A/g时,比电容最高可达到4021F/g,且在电流密度为5A/g下进行500次充放电测试,电容保持率仍在80%以上.     

凝胶聚合物电解质MnO2/AC电容器的研究

采用液相氧化法制备了MnO2超级电容器电极材料,以MnO2为正极材料,活性炭(AC)为负极材料,丙烯腈作聚合物单体,碳酸二甲酯(DMC)与碳酸乙烯酯(EC)的混和液作增塑剂,高氯酸锂为支持电解质,采用内聚合法制备PAN基凝胶聚合物电解质MnO2/AC混合电容器.通过循环伏安、交流阻抗、恒流充放电等测试方法对混合电容器的电化学性能进行了测试.结果表明:混合电容器的工作电压为2.5 V,比容量为27.3 F/g(i=0.5 mA/cm2),比同电解质体系的AC/AC电容器提高约48.21%.