电极材料纳米氢氧化镍的制备工艺及电化学性能应用研究.pdf

广东工业大学硕士学位论文电极材料纳米氢氧化镍的制备工艺及电化学性能研究姓名:黄亮国申请学位级别:硕士专业:物理电子学指导教师:朱燕娟 20090522 摘要摘要镍氢电池作为一种高比能量的二次电池得到了广泛的应用。作为正极的镍电极是镍氢电池的关键部件之一,其性能的改进是提高镍氢电池整体性能的有效途径。本文主要做了以下工作: 一、以硝酸镍和氢氧化钠为主要原料,分别以聚乙二醇和吐温一80(TW-80) 作分散剂,用一种新方法一“超声波沉淀法”制备出了纳米氢氧化镍微粒。用动态激光粒度仪、透射电镜、X射线衍射仪等设备对微粒大小、形貌结构进行了表征。TEM测试结果显示微粒的微观形貌呈针形,Ⅺm测试结果表明制得的样品为13-Ni(OH)2,粒度仪测试显示粒径在30~100nm之间,分布较窄,分散性良好。此外还测试了样品的松装密度、振实密度和压实密度;对制各的工艺条件进行了系统探讨和优化,确定了最佳的反应条件。二、将上述制备的13-Ni(OH)2与市售微米级球镍以不同比例混合制成复合电极并测试其电化学性能。结果显示:以6%纳米氢氧化镍与球镍混合时,其镍电极的放电容量最高, mAh/g,比纯球镍电极的最大放电容量( mAh/g)高出16%,充电电压低于纯球镍电极,循环寿命也比后者有所增长。而用直接沉淀法制得的纳米粉体以同样比例与球镍混合时,。与纯球镍电极及直接沉淀法制得的纳米复合电极相比,超声波法制得的纳米复合电极放电比容量有了明显的提高,说明本文所制备的纳米 Ni(OH)2作为MH/Ni电池正极材料添加剂具有很好的应用前景。三、。结果表明:; 复合镍电极放电平台比纯球镍电极高;%制备的纳米粉体以8% 的比例与球镍混合时,其复合镍电极的放电容量最大,,比纯球镍电极的放电容量( mAh/g)高出1 %,寿命也比后者有一定延长。本论文内容已申请国家发明专利,其研究思路、做法及结果对镍氢电池生产厂家都有重要参考价值和实际意义。关键词:纳米氢氧化镍;超声波;针形;复合镍电极;放电容量 ABSTRACT Ni/MH baRery as arechargeable and highcapacity battery hasbeen widely used battery’Spositive electrode,the nickelelectrode is one of Ni/MH battery’Skey improvement on theperformance of the nickel electrode es one ofvalid approaches toenhance theNi/MHbaRery,S whole main endeavor andcontributions ofthe dissertation are asfollows: First,a new method,namely,supersonic-assistant precipitation method was described tosynthesize nanometer nickel hydroxide byusing thesodium hydroxide and nickel nitrate asthemain materialswith Surfactant polyethylene glycol and TW· electronmicroscope(TEM),№diffraction(XRD),Particle size analysis were used tocharacterize themicrostrueture and morphologiy ofthe nanometer Ni(OH)2 particles shape were formed,the XRD resultshows that nanometer Ni(OH)2 prepared inthismethod crystal, and themean sizewas about 30~ addtion,the bulk density,tap pacted density ofsamples wereteste