Al代α-Ni(OH)2+的制备和电化学性能研究.pdfVIP

B100 Al 代α-Ni(OH)2 的制备及电化学性能研究 张倩 徐艳辉 王晓琳 （清华大学化工系，北京 100084 ） 摘 要 采用化学沉淀法制备了Al 代α-Ni(OH)2 并对其结构和电化学性能进行了研究。考察了反 应温度，取代离子 Al 的含量和沉淀剂种类等对样品的物理性质及电化学性能的影响。实验中反 应温度范围为 20-92°C ；取代离子Al 的含量为 10-25m%；选择了KOH ，NaOH ，LiOH 和 CaO 为沉淀剂。采用XRD 、IR 、SEM 和TGA 等方法表征了其结构特征和热稳定性。采用循环伏安法 和恒流充放电法研究了所制备的α-Ni(OH)2 的电化学性能。结果表明：反应温度为50-65°C 时样 品的放电比容量最高。Al 取代量为 10-25m％时得到的样品均为α-Ni(OH)2 ，但随着Al 取代量降 低样品的结晶度降低，而放电比容量在 15m％Al 取代量时最大，Al 取代量为 10m%的样品经过 多次充放电循环后部分转化为β-Ni(OH)2 。样品中Al 取代量小于15m%后，随着恒流充放电循环 的进行，放电曲线中出现两个放电平台，且第二个平台的比例逐渐增加。比较采用4 种不同的沉 淀剂得到的样品的放电比容量发现采用 KOH 为沉淀剂时放电比容量最大。与 β-Ni(OH)2 相比， 本文所制备的α-Ni(OH)2 具有较大的扩散系数，电极反应受扩散控制。 关键词 α-Ni(OH)2 电化学性能 沉淀剂 引 言 Ni(OH) 被广泛用作Ni/Cd 电池和Ni/MH 电池的正极材料，而α-Ni(OH) /γ-NiOOH 循环 2 2 与β-Ni(OH)2/β-NiOOH 相比，具有扩散速率高、电极循环过程机械膨胀小、平均每个镍原子 交换电子数目多等优点[1] ，因此将α-Ni(OH)2 用于Ni/MH 电池的正极材料的研究越来越引起 人们的注意。但 α-Ni(OH) 在强碱性溶液中不稳定，很容易转化为 β-Ni(OH) ，它们之间的 2 2 转化关系如图1 所示。为了使其能稳定存在而进行了很多研究，发现采用其它金属原子取代 [1-5] [6,7] 其中的 Ni 原子是一种有效的方法 。此外，由于近年来贮氢合金 的迅速发展，镍氢电 池的容量主要受正极材料的限制，因此对镍氢电池正极材料的研究日益引起人们的关注。 charge + − β − Ni (OH ) → β − NiOOH + H + e 2 ← discharge o v e r c h