鋅鎳電池及其正極材料研究.pdf

1、本論文綜述了國(guó)內(nèi)外鋅鎳電池的研究和發(fā)展現(xiàn)狀，指出了鋅鎳電池研究中目前存在的問題，采用化學(xué)分析、X-射線衍射分析(XRD)、掃描電鏡(SEM)、充放電性能測(cè)試等多種化學(xué)與電化學(xué)研究手段，對(duì)鋅鎳電池及其正極材料氫氧化鎳的制備、結(jié)構(gòu)及性能進(jìn)行了探討。首次采用半連續(xù)的化學(xué)沉淀-晶種長(zhǎng)大法制備鋅鎳電池正極材料Ni(OH)<,2>，重點(diǎn)考察了沉淀反應(yīng)次數(shù)對(duì)Ni(OH)<,2>物理及化學(xué)性能的影響，通過組裝Zn/Ni模擬電池，對(duì)其電化學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試。

2、最后，試制了鋅鎳一次電池，并對(duì)電池的性能進(jìn)行了檢測(cè)。 采用半連續(xù)的化學(xué)沉淀一晶種長(zhǎng)大法制備出了堆積密度和結(jié)晶度較高、流動(dòng)性較好的球形氫氧化鎳，得到制備Ni(OH)<,2>的最佳工藝參數(shù)為：pH=11.0～12.0，反應(yīng)溫度為50～60℃，氨鎳比=1.1，固液比在140～160g/L，反應(yīng)時(shí)間為7～9h；此外，還分析了攪拌強(qiáng)度、加料方式、反應(yīng)物濃度、陳化時(shí)間等因素對(duì)Ni(OH)<,2>性能的影響。通過XRD和SEM檢測(cè)結(jié)果表明，所

3、得Ni(OH)<,2>的晶型為β-Ni(OH)<,2>，顆粒呈球形和橢圓形狀，晶胞結(jié)構(gòu)完整，晶體結(jié)構(gòu)有序，顆粒粒徑粗大，粒徑分布在5～15μm之間。 通過組裝鋅鎳模擬電池，研究了不同充放電倍率下鎳電極的充放電性能，以及摻雜Co、Ni、Zn、MnO<,2>等物質(zhì)對(duì)Ni(OH)<,2>電極電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：充放電倍率對(duì)活性物質(zhì)的利用率、放電倍率有較大的影響；鎳電極中添加Co、Ni、Zn等可以較大程度上提高活性物質(zhì)的利用率、

4、提高放電半電位、縮短活化次數(shù)，而添加MnO<,2>反而會(huì)降低活性物質(zhì)的利用率和放電半電位。Ni(OH)<,2>粉末微電極循環(huán)伏安研究結(jié)果表明：隨著掃描速度的增加，電流的峰值不斷的增加，峰電位差基本上不變；經(jīng)測(cè)試，Ni(OH)<,2>樣品的循環(huán)壽命可達(dá)600次。 選用K<,2>S<,2>O<,2>為氧化劑，將Ni(OH)<,2>氧化成充電態(tài)電池正極材料NiOOH，采用堿錳電池的負(fù)極及生產(chǎn)工藝，制作成AAA型鋅鎳一次電池。電池開路電