第9章微晶尺寸试卷.ppt

* 试样编号 晶粒尺寸 D / nm 晶格畸变 e / % 306-1 7.6 0.35 307-1 8.3 0.28 308-1 10.2 0.17 309-1 14.1 0.09 301-2 15.0 0.08 302-2 14.8 0.07 303-2 15.1 0.08 304-2 15.2 0.07 305-2 15.3 0.07 306-2 16.7 0.06 307-2 29.8 0.05 308-2 45.1 0.10 球形Ni(OH)2XRD线谱与制备工艺的关系 大多数采用硫酸镍与氢氧化钠化学共沉淀法制备．符合晶体成该与长大规律，但随结晶条件：pH值、氨镍比、温度、搅拌效果及添加剂等的不同，结晶粒度在一个范围内变化，其XRD线谱呈不同程度的选择性宽化，这种现象是由于这种微结构特征尤其是含层错缺陷的结构性对球形Ni(OH)2化学性能有着重要的影响。 Ni(OH)2 XRD线谱特征与制备条件的关系 b—Ni(oH)2粉末的XRD线谱的基本特征是谱线的各种异性宽化，特别是对球形Ni(OH)2电化学性能有着主要关系的(001)峰、(101)峰和(102)峰的异性宽化。这表明球形Ni(0H)2在制备过程中晶体的生长的确存在着缺陷结构。各向异性谱线宽化特征与球形Ni(OH)2在沉淀结晶过程中的pH值、氨镍比、温度、搅拌效果和添加剂这几种因索的变化都不同程度影响到球形Ni(OH)2在沉淀过程中的结晶程度。 从微晶结构特征的观点来看， b—Ni(oH)2粉末是由许多带微孔的微晶组成。而XRD线谱的D值、半高宽和峰强度是最能表征b—Ni(oH)2粉末颗粒的微结构特征，如反映层状结构厚度方向状态的（001)蜂和表征长度方向状态的(100)峰以及包含两者状态的(101)峰和(102)峰的谱线宽度，可以用于建立球形Ni(oH)2 的制备、微结构与电化学性能之间的关系。 球形Ni(oH)2制备条件与电化学性能的关系－－PH值 经过大量实验证明pH值变化时，球形Ni(oH)2的XRD线谱(101)晶面的半高宽和C轴较急剧地发生变化；而(100)峰的XBD强度却迅速向反向变化，但a轴却变化不大。由此可以推断：在一定的pH值下，球形Ni(oH)2在结晶过程中沿C轴方向产生含缺陷的堆积结构缺陷、而沿a轴方向的结晶较完整、晶核的长大受到抑制。 图l (101)峰半高宽(a)和D值(b)与pH值的关系 由于MH／Ni电池中正极反应的实质是电极／电解液界面的质子迁移过程．因此Ni(OH)2晶体层间质于的迁移对电极的活性和利用率有重要的影响。 球形Ni(oH)2制备条件与电化学性能的关系－－氨镍比 氨镍比是球形Ni(oH)2生产中重要参数，它是指单位时间内住反应釜中加入氨的海尔数和镍的摩尔数之比。氨镍比大，晶核形成速度迅速减慢，晶核长大的速度明显加快，球形变大，堆积容量降低，反映在XRD线谱上为(101)峰异性宽化明显缩小，(001)蜂D值也在4.64左右，球形氢氧化镍的结晶明显完善。反之，氨镍比过小，晶核形成速度过快，晶核很难长大．难于成球，反映到XRD线谱上为(101)峰异性宽化更加明显，但(001)峰的D值却迅速变小，利用率明显下降，层间变小，结果如图2所示。 球形Ni(oH)2制备条件与电化学性能的关系－－与温度的关系 体系的温度直接影响到Ni2+与NH3的结合能力，从而影响晶核的形成和生长过程，下表是温度与XRD线谱中(101)峰半高宽，(001)峰D值的实验结果。 temp 30 40 50 60 (101)FWHM 0.5 0.71 0.75 0.73 (001)D 4.5421 4.6545 4.6512 4.6467 由上表可见温度变化对(001)峰D值的影响并不大，而对(101)峰半高宽的影响很大，由此可见．温度的变化对XRD线谱中(101)峰的异性宽化影响非常大。换句话说、也就是温度的变化直接影响到球形Ni(oH)2结晶度．即温度降低，晶核的形成速度变慢．而晶核的生长速度变快，结晶度大：温度升高，晶核的形成速度快．晶核生长速度馒，结晶度小。 半高宽和活性物质利用率的关系 实验证明(101)的半高宽与活性物质利用率的关系见图 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * * * 苏 玉 长 微晶尺寸与晶格畸变