用电化学阴沉积法制备稳定α型氢氧化镍.pdf

用电化学阴极沉积法制备稳定c【型氢氧化镍 摘 要 目前镍电极中的活性物质B-Ni(OH)2的电化学容量提高的潜力很有限，为 了提高镍电极的容量，电化学工作者们作了很多努力来制各稳定的、且具有良好 电化学性能的a型氢氧化镍。但由于n型氢氧化镍晶格的层间距较大，理论密度 密度低，体积比能量不高。本论文用阴极沉积法制备了高密度的n-Ni(OH)2，它 可以在碱中稳定，并有良好的电化学性能。 在第三章中，作者先对电沉积方法的各个工艺条件对沉积产物的影响分别进 行了研究，摸索合适的工艺，并制备了密度达到1．55～1．89·cm。3的n型氢氧化 镍样品，比以往化学共沉淀法合成的同类产品密度高了许多，从而解决了目前a 型氢氧化镍研究中的最大问题，为改进镍电极的性能提供了一条好的途径。文中 比较了电化学方法和化学方法产生沉淀的方式，从晶核形成、晶体生长的角度分 析了电沉积方法能得到高密度产品的原因。 论文中从多个方面研究了所制备产品(包括不同掺铝量及复合掺杂铝和其它 金属元素的产品)的性能。 掺铝的n型氢氧化镍比较难以活化，但循环稳定性很好，并且可以达到与商 品氢氧化镍更高的体积比能量。同时，进行了不同倍率充放电，以及不同温度下 的充放电实验，表明掺铝的a型氢氧化镍的大电流性能和低温性能均优于0型的 商品氢氧化镍。良好的循环稳定性、高的体积比能量、优越的大电流与低温性能， 使得用电化学阴极沉积法制备的掺铝a型氢氧化镍成为一种很有发展潜力的电 极活性物质材料。 在掺铝的基础上还进行了复合掺杂其它金属离子的实验，包括掺杂钴、锰， 以进一步提高电极的电化学反应性能。此外还研究了热碱对样品稳定性的影响、 溶液中添加氢氧化锂对样品充放电性能的影响以及几种氢氧化镍样品在浅放深 充制度下的行为。 在第四章中，以氢氧化镍电极为研究对象，讨论了从恒流充放电曲线衍生出 的洲dE·E曲线在分析电极活性物质性质方面的应用可能。通过与常规电位．时间 零蝰傺稃、导师髓 匆垒文公希 曲线的对比、与循环伏安曲线的对比、间歇放电实验等，阐明了dt／dE．E曲线与 电极活性物质的本性有着内在的联系，可以明显地反映出活性物质的相变、易于 描述电极在循环过程中性质的变化情况。但由于多孔电极的复杂性，dt／dE．E曲 线的特征值也只能定性地描述电极物质的性质，尚无法由此得出活性物质的动力 学参数等性质。dr／dE．E曲线特别适合用于描述那些在充放电时存在几个电化学 反应的活性物质，如二氧化锰、高铁化合物等。 在第五章中，应用空穴微电极对阴极电沉积过程的反应进行了研究，发现以 铂和镍为基底进行电沉积时发生反应的先后顺序不同。使用粉末微电极对氢氧化 镍进行了循环伏安与电化学阻抗谱测试，指出由于微电极有液相传质速度高等特 点，有利于得到好的循环伏安曲线和简单的阻抗谱形式。 关键词：镍电极，a型氢氧化镍，铝取代氢氧化镍，制备方法，充放电曲线， 电化学阴极沉积法，相结构，电化学性能，振实密度， dVdE．E曲线， 粉末微电极 a-Nickel ofStable Preparation hydroxide Electrochemical by Impregnation Abstract Electrochemistshavebeen hardto stable working prepare a-Ni(OH)2 having electrochemicalbecausethetraditional has