铝钴复合掺杂的氢氧化镍的制备及其电性能

低热固相反应;氢氧化镍;电化学性能;复合掺杂     

绒球状β-氢氧化镍微米球的可控合成及其电化学性能

首次报道通过一种聚苯乙烯磺酸钠(PSS)和三嵌段共聚物(P123)辅助的水热法,以Ni(NO3)2为原料,合成了新颖的绒球状β-氢氧化镍微米球(P1),其结构和形貌经X-射线衍射、扫描电镜和透射电镜表征。电化学测试结果表明:P1具有良好的电化学性质,在1 A·g-1电流密度下,电容量达1 214 F·g-1,经过1 000次循环后其容量可保持90%以上。     

无模板剂液相合成Ni(OH)2花状微球

采用一种简单的无模板剂液相合成方法制备了Ni(OH)2花状微球. 该Ni(OH)2花状微球由几十个相互连接的纳米片组成, 为α-Ni(OH)2和β-Ni(OH)2的混合晶型. 当溶液的其它条件固定时, Ni(OH)2花状微球的微观形貌随Ni(Ⅱ)浓度的变化而显著变化. 当溶液中Ni(Ⅱ)浓度为0.03 mol/L时, 花状微球粒径分布较均匀, 平均粒径约为2 μm, 微球由花瓣长度约为400 nm、厚度约为60 nm的纳米片花瓣组成. 通过观察反应过程中Ni(OH)2花状微球的微观形貌的变化, 提出了Ni(OH)2花状微球的纳米团聚-表面生长-表面溶解的形成机制.     

铒对氢氧化镍电极高温充放电性能的影响

覆Co(Ⅲ)球镍具有优良的电化学性能,是镍氢动力电池较理想的活性材料,然而其高温性能仍待提高.本文研究了通过不同方式在覆Co(Ⅲ)球镍中添加铒改善镍电极的高温性能.结果表明,采用机械混合在球镍中添加1%(原子分数)Er2O3以及表面化学沉积方式在球镍表面包覆1%Er(OH)3的电极70℃时1C充/放电效率分别比无添加的电极提高11.7%和12.6%.循环伏安测试表明,铒的添加提高了镍电极在高温下的析氧过电位,明显提高了电极在高温环境下的充电效率.     

Determination of Proton Diffusion Coefficient in Spherical Nickel Hydroxide Using Potential Step Measurement on Single Beads

The Potential step measurements are carried out on single beads of nickel hydroxide and the results are interpreted with a dual structure model featuring fast and slow diffusing components The intrinsic diffusion coefficients for the two components are found to be in the order of magnitude 10^-7 and 10^-13-10^-14 cm^2s^-1, respectively, with an apparent value for the slow component in the order of 10^-10 cm^2s^-1.     

掺钇α-Ni(OH)2的研究

采用均匀络合共沉淀法，首次合成出了掺杂钇基α-Ni(OH)2，并采用XRD，FTIR和SEM分析技术，对其结构及形貌进行了研究，电化学测试表明，所制得的掺杂钇基α－Ni(OH)2与掺铝的α－Ni(OH)2和球形β－Ni(OH)2相比，敲实密度1．6g/cm2，电化学比容量330mA.h/g以上，活性物质利用率大于95％，循环可逆性好等优点。     

石墨烯氧化程度对Ni(OH)2赝电容性能的影响

基于密度泛函理论(DFT)设计了一系列不同氧化程度的还原氧化石墨烯片(rGNOs)并研究了其表面的氧化缺陷与吸附的氢氧化镍(Ni(OH)₂)之间的相互作用. 结果发现,rGNOs表面的含氧基团与Ni(OH)₂之间的吸附能与含氧基团的氧化程度相关. 在吸附Ni(OH)₂后,rGNOs的原子间距和电荷分布的变化也都受rGNOs表面的含氧缺陷的氧化程度影响. 理论计算的结果与实验观察的结果一致并能给出合理的解释.我们用简单的恒电位电化学沉积法有效地在rGNOs表面制备了粒径只有5 nm的Ni(OH)₂纳米粒子. 在Ni(OH)₂/rGNOs制备过程中,氧化石墨烯的电化学还原是关键步骤. Ni(OH)₂上吸附的Ni(OH)₂因具有更高的吸附能而使其与在镍膜表面直接吸附的Ni(OH)₂(在5 mV·s^-1下比电容为656 F·g^-1)相比具有更高的比电容值(在5 mV·s^-1下为1591 F·g^-1).rGNOs在吸附Ni(OH)₂后构型和电荷分布的变化导致Ni(OH)₂具有更低的等效串联电阻和更佳的频率响应.Ni(OH)₂/rGNOs优异的赝电容特性表明其有潜力成为新型赝电容器材料.     

晶面选择性生长对球形氢氧化镍形貌及电化学活性的影响

在相同的物理化学条件、不同晶化时间的条件下,采用化学沉淀法制备球形氢氧化镍晶体并应用SEM技术分别考察制得样品的形貌。研究表明：在相同的物理化学条件下,随着晶化时间的增加,样品的微观形貌由不规则状晶体变为完整的球状晶体。结合XRD表征结果分析得出：（001）晶面在晶化时间达到3 h时生长到了一个稳定的状态,并不随着晶化时间的增加而有明显的变化,但（100）与（101）晶面随晶化时间的增加继续生长,当晶化时间达到12 h时氢氧化镍的相对结晶度最大,（100）与（101）衍射峰强度高且峰形尖锐,说明氢氧化镍晶体的结构规整性增强。本文还讨论了氢氧化镍生长结晶过程中晶面选择性生长对晶体形貌及电化学性能的影响。     

Effects of Doped Elements on Electrochemical Performance of Ni（OH）2 Materials

High energy ball milling(HEBM)method was applied to synthesize Ni(OH)2 with different doped elements substitution for Ni2 .The morphology,structure and electrochemical behavior of prepared powders were studied.The results reveal that all the synthesized Ni(OH)2 particles were in sub-micron sizes and greatly agglomerated.Co-,Mg-,Fe-or Mn-doped Ni(OH)2 was of β-phase with 0.400-0.500 nm crystal interlayer distance,while Al-and Zn-doped products displayed α-phase with larger crystal interlayer spaces.The electrochemical mechanisms of synthesized Ni(OH)2 electrodes were discussed by EIS spectra.The specific capacity of Co-doped Ni(OH)2 is 245 mA·h·g-1,i.e.,60 mA·h·g-1 higher than that of Al-doped electrode,which has the highest discharging platform of a mid-voltage of 1.30 V.     

氢氧化镍超级电容器电极材料电流变化规律研究

用水热法制备了氢氧化镍超级电容器材料,对它的充放电电流强度随时间的变化进行测试分析,确定变化规律的解析式.在此基础上,应用速度反应理论,得到放电电流强度的半衰期tm、衰减常数β随温度等的变化关系.结果表明:充放电过程中的电流强度随时间的变化均具有指数形式,材料放电过程的电流随时间的变化按负指数规律减小,其半衰期、衰减常数,除与反应常数以及生成物与底物的化学势有关外,还与反应室的温度有关:升高反应室的温度,会使半衰期增大.理论与实验结果基本符合.