浅论al改性α-ni(oh)2正极新材料的研制

《浅论al改性α-ni(oh)2正极新材料的研制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、工学硕士学位论文Al改性α-Ni(OH)2正极新材料的研制杨勇哈尔滨工业大学2007年7月+国内图书分类号：O614.813国际图书分类号：541.136工学硕士学位论文Al改性α-Ni(OH)2正极新材料的研制硕士研究生：杨勇导师：韩喜江教授申请学位级别：工学硕士学科、专业：化学工程与技术所在单位：应用化学系答辩日期：2007年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学+ClassifiedIndex：O614.813U.D.C.:541.136DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringTHERESEARCH

2、OFALUMINUMSTABILIZEDα-Ni(OH)2ASNEWCATHODEELECTRODEMATERIALCandidate：YangYongSupervisor：Prof.HanXijiangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ChemicalengineeringandtechnologyAffiliation：DepartmentofAppliedChemistryDateofDefense：July,2007Degree-Conferring-Institut

3、ion：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要本文采用络合沉淀法制备了掺Al摩尔比例为Al:Ni=1:3、1:4、1:5、1:8、1:10(编号分别为α3、α4、α5、α8、α10)的Al代α-Ni(OH)2，并参照工业用球形Ni(OH)2(编号为sph)，对材料的物理化学性能和电化学性能进行了较全面的表征。XRD测试表明制备样品为α-Ni(OH)2，且较球形Ni(OH)2有更宽的层间距；α-Ni(OH)2层间插入大量的水分子、阴离子，同时具有较好的热稳定性。α-Ni(OH)2颗粒处于纳米尺寸内，由

4、片状、须状物组成，颗粒表面松散多孔，证明α-Ni(OH)2较球形Ni(OH)2具有更多的结构缺陷和更大的表面积。循环伏安测试表明α-Ni(OH)2较球形Ni(OH)2具有更高的质子扩散系数，并且随着掺Al比例的增大，其质子扩散系数也随之增大。将α-Ni(OH)2和球形Ni(OH)2分别作为电池的正极活性物质装配成电池(编号分别为B-α3、B-α4、B-α5、B-α8和B-sph)进行电化学充放电测试。常温0.2C放电测试中B-α3、B-α4、B-α5、B-α8放电质量比容量分别比B-sph的放电比容量高出6.4%、10.4%、12.8%、4.2%。

5、并且在循环寿命测试中，α-Ni(OH)2电池比球形Ni(OH)2电池有较短的活化周期，其中B-α3、B-α4循环稳定性较好，B-α8循环寿命衰减较快，可能由于α8样品结构不稳定。电池不同荷电态的电化学阻抗测试表明，随着荷电态的增大电荷传递电3+阻减小，主要是由于随着荷电态的增加，导电性更好的Ni密度和电极活性面积增大。采用能斯特方程计算了α-Ni(OH)2和球形Ni(OH)2电池在放电平台阶段的电荷迁移数，表明用α-Ni(OH)2作为正极活性物质的B-α3、B-α4、B-α5、B-α8中的电荷迁移数分别为：1.030、1.140、1.183、1.3

6、55，而球形Ni(OH)2作为正极活性物质其电子迁移数仅为0.774，说明α-Ni(OH)2电池正极在氧化过程中Ni的氧化态超过了+3。循环寿命测试后电池正极活性物质的XRD测试发现，α-Ni(OH)2电池正极产物主要为γ-NiOOH，而球形Ni(OH)2电池的主要产物为β-NiOOH，证实了用α-Ni(OH)2作为活性物质，电极反应主要为α/γ循环，而球形Ni(OH)2电池中电极反应主要为β(Ⅱ)/β(Ⅲ)循环。关键词Al代α-Ni(OH)2；MH-Ni电池；电化学性能；作用机理-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文Abstractα-Ni(OH)

7、2substitutedwithdifferentAlcontentswaspreparedbyco-precipitationinthispaper,andthemolarratiosofAl/Niare1:3,1:4,1:5,1:8and1:10respectively(termedasα3,α4,α5,α8,α10),withitsphysicalandchemicalpropertiescharacterizedcomparingtocommonsphericalNi(OH)2.XRDtestsshowedthatlargerspacewa

8、sfoundbetweenNiO2layersofα-Ni(OH)2duetointercalatedwatermolec