微乳液法制备Ni(OH)_2纳米粒子与表征

采用微乳液法制备出Ni(OH)2纳米粒子,并对其形成微乳液的最佳条件和该纳米微粒的制备条件做了较细致的研究。TEM和XRD测试结果表明:Ni(OH)2纳粒是粒径在10~25nm,且分散性好的球形和椭球形的超细粒子,制备过程采用超声波震荡所得纳粒粒径更小。电导率的测定表明,Ni(OH)2纳米粒子的导电性能良好,适宜作MH-Ni电池正极活性物质。     

球形Ni(OH)2包覆钴化合物的积分进料工艺

为提高镍电极活性材料之间的导电性,在电极制作过程中需添加适量的导电剂,通过混合式工艺添加的导电剂,其利用率和分布均匀性受工艺条件的限制,得不到可靠的保证。提出了一种积分进料的工艺方法,在球形Ni(OH)2的表面包覆上了一层钴的化合物;并利用扫描电子显微技术（SEM）对包覆效果进行了分析和研究,对积分进料工艺进行了结晶学方面的分析,提出了积分进料工艺的数学模型。结果表明,包覆层分布均匀、稳定;使用改性后材料制备的镍电极,其电阻降低,活性材料的利用率提高,大电流充放电性能得到了明显的改进。     

高密度球形LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2的制备及性能

采用控制结晶法合成球形 β- Ni0 .8Co0 .2 (OH) 2 ,与L i OH.H2 O 混合 ,在 75 0℃通 O2 热处理 8h 合成球形L i Ni0 .8Co0 .2 O2 粉末。用 X光衍射和扫描电镜分析对 β- Ni0 .8Co0 .2 (OH) 2 和 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 粉末的结构进行了表征。充放电测试表明该球形 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 正极材料具有优良的电化学性能 :首次充电比容量为 2 17m A.h.g- 1 ,放电比容量为172 m A.h.g- 1 ,5 0次充放电循环后保持初始放电比容量的97.5 %。该球形 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 粉末的振实密度高达 2 .8g.cm- 3,远高于一般非球形 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 正极材料。高密度球形 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 正极材料用于锂离子电池可以显著提高电池的能量密度。     

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。     

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.     

金属Ni、FeNi包裹氧化铝复合微粉的制备

利用非均相沉淀包裹工艺,首先制备了前驱体碱式碳酸镍（NCH）包裹α-Al2O3,或碱式碳酸铝铵（AACH）微粉,然后将前驱体在500℃下经氢气还原2h,成功制备了表面较光滑、致密的金属镍包裹氧化铝球形微粉．分析了非均相沉淀过程中前驱体包裹结构形成机理及影响因素,并初步确定了优化制备条件．通过采用α-Al2O3取代AACH或同时采用FeNi合金包裹解决了金属层易脱落问题．利用SEM、XRD及TG／DSC等手段表征了前驱体及还原产物的形貌、成分以及NCH／AACH热分解过程．Ni、FeNi包裹氧化铝复合结构球形微粉可应用于制备连续金属Ni或FeNi合金相三维网络结构氧化铝／金属复合陶瓷．非均相沉淀一热还原工艺可应用于陶瓷／金属封接中金属化层材料的制备．     

化学包覆CoOOH及其性质

为了代替传统的掺杂CoO工艺，在Ni(OH)2的表面使用化学方法包覆CoOOH，并加入固化步骤，采用该工艺在球形石墨表面进行CoOOH的包覆，对所得到的CoOOH的电化学性能进行测试和研究．研究结果表明，该方法得到的CoOOH具有更好的导电性能，样品的振实密度有了很大的提高．使用该工艺包覆的球型Ni(OH)2作正极活性物质进行的测试表明，此种工艺在提高活性物质利用率和减少电池化成步骤等方面有很高的应用价值。     

球形Ni(OH)_2粒径分布对电化学活性的影响

以不同粒径球形Ni(OH)2为活性材料,以泡沫镍为导电基体,制备氢氧化镍电极,进行活性检测.结果表明,以按一定粒径比例混合的Ni(OH)2为活性物质所制备的电极,其电化学活性最高.     

球形Ni(OH)2的微结构和热分解特性与电化学性能的关系

应用统计方法,利用电子显微镜、X射线衍射仪、热重/量热分析和恒电流充放电测试手段研究了球形Ni(OH)2的形貌、结构和热分解性与电化学性能的关系.研究结果表明:随着球形Ni(OH)2表面微晶从结晶良好的粗粒片状到结晶不好的细粒状变化,其以放电容量表示的电化学性能总体上降低.样品的放电比容量与(001)面XRD的半高宽及(100)面的半高宽明显负相关,而与(001)面间距d001及(101)面的半高宽的正相关性不强,与其热分解失水量负相关,与其热分解温度正相关;球形Ni(OH)2的放电容量随其结晶性与单晶粒度的增大而提高.     

基于{Cr（OH）6Mo6O18）^3-多酸阴离子为配体的过渡金属离子配合物的合成及结构表征

以β-Anderson型{Cr（OH）6Mo6O18}^3-多酸阴离子为配体,质子化的4,4’-bpy为模板,利用电荷平衡阳离子,在水热条件下,合成了三种过渡金属Mn（Ⅱ）、Co（^3-）和Ni（^3-）的配合物：[4,4’-bpyH2]2[-Mn{Cr（OH）6Mo6O18}2]1、[4,4＇-bpyH][-Co（H2O）2{Cr（OH）6Mo6O18）]·4H2O2和[4,4’-bpyH][-Ni（H2O）2{Cr（OH）6Mo6O18}]·4H2O3．通过元素分析、单晶X射线分析、红外表征、热重分析和X射线粉末衍射等技术确定了化合物的组成和结构．在配合物1中,{Cr（OH）eMo6O18}^3-多酸阴离子作为六齿配体,Mn（Ⅱ）采用八面体配位方式,形成一维带状结构．配合物2和3互为异质同构体,{Cr（OH）6Mo6O18}^3-多酸阴离子作为四齿配体,Co（Ⅱ）或Ni（Ⅱ）采用八面体配位方式,形成二维层状结构,[4,4’-bpyH]＋填充在层间．     

对流微通道反应器制备Ni2P材料及Co掺杂改性

使用NiCl₂·6H₂O、KOH、NaH₂PO₂·2H₂O和CoCl₂·6H₂O等为反应物,在对流微通道反应器（CFMCR）中制备了Ni （OH）₂前驱体,然后在PH₃气氛中将其还原,最后经酸洗得到目标产物Ni₂P。探讨了CFMCR反应工艺条件（包括体积流量、pH和陈化时间）和磷化反应温度等对制备的Ni （OH）₂前驱体及最终的Ni₂P材料性能的影响,确定了制备Ni₂P材料的最佳工艺条件,并利用CFMCR对制备的Ni₂P材料进行了Co掺杂改性,提高了材料的充放电循环性能以及比电容。结果表明,利用CFMCR制备的Ni₂P材料最高比电容可达到1 200 F/g,500次恒流充放电循环后比电容保有率约为65%;掺杂Co元素制备的Ni-Co-P复合材料最高比电容为1 475 F/g,500次恒流充放电循环后比电容保有率约为84%。     

LiNiO_2薄膜的电化学技术制备研究

采用恒电流电化学技术,在95℃左右的条件下,于Li OH溶液中,直接在镍片上制备了结晶良好的Li Ni O2薄膜.通过XRD,SEM和XPS技术对制备的Li Ni O2薄膜进行了表征;测试结果表明制备的Li Ni O2薄膜表面致密、均匀,为六方层状结构.通过研究,作者得到了适宜的电化学制备Li Ni O2薄膜的工艺条件.     

融盐包裹法合成球形正极材料LiNi0．7Co0．2Al0．1O2

以球形Ni（OH）2为核心原料，Al（NO3）3·9HzO、Co（NO3）2·6H2O和LiNO3为包裹原料，采用融盐包裹法在空气中煅烧合成了单相固溶体LiNi0.7Co0.2Al0.1O2。用XRD研究了合成产物的物相和结构，用SEM研究了合成产物的形貌，用电池性能测试仪研究了合成产物的电化学性能。实验结果表明，合成产物具有α-NaFeO2型层状有序结构、球状形貌和良好的电化学性能。     

纳米Fe/Ni双金属的制备及其对水中2,4-二氯酚的还原效果

 采用液相还原法制备了纳米Fe/Ni双金属材料,分析了FeCl₂浓度、n（Ni）/n（Fe）和n（NaBH₄）/n（FeCl₂）物质的量之比对制得的Fe/Ni双金属还原水中2,4-二氯酚（2,4-DCP）效果的影响,明确了Fe/Ni对2,4-DCP的还原脱氯途径。结果表明：在FeCl₂浓度为3 mol/L、n（Ni）/n（Fe）=4%,n（NaBH₄）/n（FeCl₂）=1的条件下制备的Fe/Ni双金属对2,4-DCP的去除率接近100%,且其中95%被还原成苯酚。纳米Fe/Ni为球形颗粒,粒径约为50 nm,在自身磁力作用下相互链接为枝状,又通过静电稳定作用分散聚集,形成海绵状多孔结构,BET比表面积为44.8 m²/g。纳米Fe/Ni还原2,4-DCP的途径主要是苯环上的2个C-Cl键依次被加氢还原,先脱去一个氯生成2-氯酚或4-氯酚,再进一步脱氯转化为稳态的苯酚。     

熔融盐法合成球形锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2

采用热分析法对不同组成的LiOH-LiNO3二元体系进行研究,绘制了具有最低共熔点的该二元体系T-x相图,该体系的最低共熔点为175.7℃.利用低共熔混合物LiNO3-LiOH为锂盐,与前驱体球形Ni0.8Co0.2(OH)2混合烧结制备出了球形锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2.探讨了Li/(Ni+Co)摩尔比、合成温度、合成时间等因素对产品的影响.X射线衍射分析表明合成的材料具有规整的层状NaFeO2结构,SEM表明所得材料为球形.充放电测试表明在3.0~4.3的电压范围内,首次放电比容量可达170 mAh.g-1,充放电效率为95.5%.结果表明采用该工艺可以制备出电化学性能良好的LiNi0.8Co0.2O2正极材料.     

金属氢氧化物电沉积过程电极/溶液界面pH变化的原位研究

采用自制的界面pH测量复合装置,原位研究了不同沉积电位下Ni（OH）2电沉积过程中电极/溶液界面pH的动态变化.实验结果表明,阴极过电位对电极表面pH变化起着至关重要的作用,同时电极表面沉积物使得界面微化学环境更加复杂.当阴极表面施加一定电位后,电极/溶液界面pH值快速上升后达到平衡,且阴极过电位越大,达到平衡pH值的时间越短,界面pH值越高.并结合界面pH值变化和Ni（OH）2相关热力学数据,讨论了阴极表面金属氢氧化物电化学沉积机理.     

两个含2-（2-吡啶基）苯并咪唑的镍（Π）配合物的合成、晶体结构及表征

以氯化镍、2‐（2‐吡啶基）苯并咪唑为原料在酸性条件下通过自然挥发法自组装成新型的配合物[N i （PBIm）2Cl2H2O]?（C2H5OH）（H2O）1;相同的原料通过水热法自组装成新型的配合物[Ni（PBIm） Cl2（CH3CH2OH）]22（PBIm＝2‐（2‐吡啶基）苯并咪唑）。用X射线单晶衍射确定其配合物的结构,结构分析结果表明,配合物1属于三斜晶系,Pī空间群,配合物2属于单斜晶系,P21／c空间群,两个配合物都能通过氢键的作用形成一维链状结构。并对其荧光及热稳定进行了表征,结果表明,配合物2比配合物1的热稳定性好且荧光强度高。     

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.     

生物模板法制备纳米氧化镍

采用溶胶-凝胶法结合生物模板法制备纳米氧化镍。通过x射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等表征手段研究热处理温度、热处理时间、不同材料配比对产物形貌、粒径的影响。结果表明：反应配比[n（Ni2＋）／n（柠檬酸）]为1：1,焙烧温度为500℃,焙烧时间为2h,在此条件下得到了呈球形,分散性好,纯度高的立方晶系的纳米氧化镍。     

Study on the electronic structure of nickel hydroxide by quantum chemical DV-Xα calculation

The electronic structures of atom clusters NiTO12H12^2＋ and NiTO12H9^- of β-Ni（OH）2 were calculated by quantum chemical DV-Xα method. By analyzing the state densities, orbital populations, net charges and electric charge density differences of the selected clusters, it was indicated that β-Ni（OH）2was not typical ionic crystal, and the bonds between Ni and O atoms had obvious covalent characteristics. The bonds between H atom and other atoms in the crystal structure were weaker, which ensured that H atoms can easily deintercalate and intercalate into β-Ni（OH）2. The structure of β-Ni（OH）2 was not changed by moderate de-intercalation of H atoms. However, with the excessive de-intercalation of H atoms, the structure of β-Ni（OH）2 changed and the electrochemical active properties were reduced.