Al代α-Ni(OH)2電極活性材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及性能研究.pdf

1、鎳氫電池因具有質(zhì)量比容量高、低污染、高功率等優(yōu)點(diǎn)，成為目前動(dòng)力電池的最佳選擇之一，其正極材料氫氧化鎳的電化學(xué)性能是提高鎳氫電池性能的關(guān)鍵因素。
　　 采用化學(xué)共沉淀法制備了一系列不同摻Al量的Al代Ni(OH)2。通過X-射線衍射(XRD)、傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)、熱重分析(TGA)和掃描電鏡(SEM)分析了Al含量對(duì)Ni(OH)2相結(jié)構(gòu)、組成和表面形貌的影響。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)Al含量低于5％時(shí)，樣品主要是β相，當(dāng)Al含量為

2、5％～10％時(shí)，樣品為α/β混合相，當(dāng)Al含量高于10％時(shí)，樣品為α相，隨著Al含量的增加，樣品中的水含量和陰離子含量隨之增大。采用循環(huán)伏安(CV)、交流阻抗(EIS)和充放電測(cè)試表征了樣品的電化學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)隨著Al含量的增加，樣品的氧化峰電位和還原峰電位都向高電位方向移動(dòng)，電化學(xué)反應(yīng)阻抗明顯減??；樣品的放電比容量先隨Al含量的增加而增大，當(dāng)鋁含量為20％時(shí)樣品的放電比容量最高(327 mAh·g-1)，而當(dāng)樣品Al含量高于20％時(shí)放電

3、比容量明顯降低，循環(huán)過程的容量衰減率也隨之增大。
　　 在化學(xué)共沉淀法制備層間含有NO3-的Al代α-Ni(OH)2的基礎(chǔ)上，采用離子交換的方法，合成層間分別含有Cl-、OH-、SO42-、CO32-和PO43-的Al代α-Ni(OH)2。利用XRD、FT-IR、TGA和SEM對(duì)樣品的微觀結(jié)構(gòu)和表面形貌進(jìn)行了分析。采用CV、EIS和充放電測(cè)試表征了樣品的電化學(xué)性能。結(jié)果表明，層間陰離子對(duì)Al代α-Ni(OH)2樣品的層間距大小、

4、質(zhì)子擴(kuò)散系數(shù)、電化學(xué)反應(yīng)阻抗、放電容量和循環(huán)壽命等都有影響。其中層間含有Cl-的Al代α-Ni(OH)2樣品表現(xiàn)出較好的電化學(xué)性能。
　　 用β相Ni(OH)2包覆層間含有Cl-的Al代α-Ni(OH)2。利用XRD、FT-IR、TGA、SEM對(duì)樣品的微觀結(jié)構(gòu)和表面形貌進(jìn)行了分析。采用CV、EIS充放電測(cè)試表征了樣品的電化學(xué)性能。研究發(fā)現(xiàn)，包覆β相Ni(OH)2提高了α-Ni(OH)2的放電容量，降低了其電化學(xué)反應(yīng)阻抗，大大提高