层状氢氧化物(layered double hydroxides,缩写LDHs)具有结合紧密的氢氧化物层和处于层间的可自由交换的阴离子。它是一类近年来引起人们关注的新型材料,在离子交换、水处理、有机无机复合材料、催化材料以及电化学等方面得到广泛的研究和应用。本论文研究Ni/A1层状氢氧化物在Ni/MH电池的正电极材料中应用的可能性及其问题,因为该材料与现有商业电池的正极材料β-Ni(OH)2相比,具有放电容量高、循环寿命长、功率密度高、在过充时也不发生大的体积变化的优点。 本文使用共沉淀-离子交换-水热处理(A方法)和共沉淀-水热处理-离子交换(B方法)两种不同的方法合成了一系列可用作Ni/MH电池正极材料的层状氢氧化物[Ni4Al(OH)10]OH。对不同的样品进行的ICP、XRD、CV以及恒电流充放电测试结果显示150℃下水热处理的样品具有最好的电化学性能：在1000 mA·g-1充电、500 mA·g-1放电,A、B两种方法得到的样品最大放电容量分别为338.9 mAh·g-1和330.5 mAh·g-1,并且在100次循环测试中具有很好的电化学稳定性能；此外,150℃水热处理的样品还具有较好的大电流密度放电能力,在2500mA·g-1。的大电流密度下放电,A、B两种方法得到的样品放电容量分别为282.6 mAh·g-1和311.5 mAh·g-1。而在较低温度(110℃)和较高的温度(190℃)下水热处理所得的样品,其电化学性能较差。 在不同的温度环境下对样品进行了电化学性能测试发现,温度对样品的电化学行为有着很明显的影响：在60℃到-20℃之间,随着温度的降低,充电平台电位升高；与20℃的结果相比,放电平台电位在高温(60℃)和低温(-20℃)下都较低,放电容量也较低。此外,在高温(60℃)下,样品的循环稳定性较差,放电容量随着循环数的增加下降较快,尽管温度返回20℃时,电极的放电容量有所恢复。 本文还比较了[Ni5Y(OH)12]NO3和[Ni4Al(OH)10]NO3的电化学性能,尤其是高温下的电化学性能。在室温(25℃)下,两者都具有较好的电化学性能：[Ni4Al(OH)10]NO3在20次循环测试中,放电容量能够稳定在320 mAh·g-1,而[Ni5Y(OH)12]NO3在前20次恒电流充放电循环中,放电容量也能维持在265 rnAh·g-1。但在高温环境下,两者电化学行为有差异：[Ni4Al(OH)10]NO3在高温(60℃)下循环时,放电容量随着循环的进行下降得较快,放电容量从第1次的321.7 mAh·g-1降低到第20次循环时的243.9 mAh·g-1,样品的循环稳定较差；[Ni5Y(OH)12]NO3在高温(50℃、60℃)下,首次放电容量分别为247 mAh·g-41和250 mAh·g-1,循环100次后,放电容量分别为209.5 mAh·g-1和169.5 mAh·g-1,具有较好的循环稳定性；此外,[Ni5Y(OH)12]NO3在高温下还具有较好的大电流充放电能力,可能是在大电流密度下放电时,高温条件能减少[Ni5Y(OH)12]NO3样品放电过程中的极化作用。