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镍氢电池作为一种高比能量的绿色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材料之一,其性能的改进是提高镍氢电池整体性能的有效途径之一。
本文采用化学共沉淀法和固相法制备了Al取代Ni(OH)<,2>,然后再将样品进行水热处理。分别研究了金属离子浓度、碱液浓度、反应温度、pH值、水热温度和反应时间等对Al取代Ni(OH)<,2>性能的影响。
采用化学共沉淀后水热处理的方法合成Al取代Ni(OH)<,2>,通过改变Al的掺杂量实现氢氧化镍从β型到α型的转变,研究并讨论水热处理对Ni(OH)<,2>结晶度、相分布及电化学行为的影响。通过XRD、SEM、TEM研究Ni(OH)<,2>结构、形貌的变化。研究表明,β-Ni(OH)<,2>是规则的六方晶体结构,直径约150-200nm,而α-Ni(OH)<,2>是一种透明的二维环形的片状结构,其直径约300-500nm。通过充放电实验和循环伏安研究其电化学性能。研究结果表明,当Al的百分含量为10mol%时,这种α型和β型的双相结构的Ni(OH)<,2>,具有最高的放电容量。在双相结构的Ni(OH)<,2>中不同相的组成对材料的粒子形貌、放电容量、放电平台和氧化还原电位都有很大的影响。
通过化学镀方法在球形Ni(OH)<,2>表面镀一层金属Co,在β-Ni(OH)<,2>颗粒表面产生一层多孔Co金属膜,形成一层均匀的导电膜。通过高倍率条件下的恒流充放电实验来考察化学镀钴方法对泡沫镍电极的作用。恒流充放电实验表明这种处理方法能改善电极的导电性能,可提高活性物质的利用率。