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微晶氢氧化镍粉末的制备及性能研究

作　者: 王军强
导　师: 张正富
学　校: 昆明理工大学
专　业: 材料学
关键词: 镍电极 Ni（OH）2 制备工艺 电化学性能
分类号: TB44
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 107次
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内容摘要


本文综述了镍电极活性物质的结构和物理化学性质，氢氧化镍以及纳米氢氧化镍的制备，镍电极制备工艺方面的研究、应用和发展状况。试验采用化学沉淀法制备氢氧化镍粉，通过正交试验、单因素试验对氢氧化镍的制备工艺进行了系统的研究，得到了制备氢氧化镍的较优工艺参数：最佳条件为反应温度为50度、氨水浓度为0.40mol／L、搅拌强度为强、pH值为10。以XRD和SEM等测试手段，对氢氧化镍的晶体结构和形貌进行了研究。结果表明用化学沉淀法合成的氢氧化镍颗粒形状不规则，粒径为2～20微米，团聚现象严重。XRD显示合成的Ni（OH）2粉末为β-Ni（OH）2，具有六方晶体结构，衍射谱线各向异性宽化反映了氢氧化镍在制备过程中的结晶生长结构。通过分析发现，氨水浓度、pH值、温度、合成搅拌强度对氢氧化镍的电化学性能有较大的影响。可以通过氨水来控制产物的晶体结构和结晶度，影响氢氧化镍的电化学性能；过高和过低的反应温度对氢氧化镍的电化学性能均不利。氨水浓度由0.12mol／L增加到0.4mol／L，还原峰峰电流逐渐增大，镍电极在放电过程中的反应极化越来越小，反应活性也随着增高；氨水浓度由0.4mol／L增加到0.68mol／L，还原峰峰电流逐渐减小，镍电极在放电过程中的反应极化越来越严重，反应活性也随着降低。氨水浓度由小变大的过程中，还原峰峰电位先负移，后正移，说明电极可逆性先减小，再增加。从目前的研究状况看，有关Ni（OH）2的研究工作基本还处于材料的制备及改性阶段，对材料的电化学行为与材料的制备工艺之间的关系及其在电池中的电化学行为研究还比较少。本论文通过选择合适的工艺条件，寻找有效的提高镍电极性能的途径，但仍存在许多等待探索、研究、解决的问题，深入开展镍电极制备工艺研究必将进一步提高镍氢电池整体性能，促进其应用与推广

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 文献综述  8-21
  1.1 Ni(OH)_2粉体材料结构及电极反应机理  8-11
  1.2 微晶氢氧化镍的制备方法  11-13
    1.2.1 化学沉淀法  11-12
    1.2.2 粉末金属法  12-13
    1.2.3 电解法  13
  1.3 纳米氢氧化镍的制备方法  13-17
    1.3.1 循环吸收一氧化法  13-14
    1.3.2 固相沉淀转化法  14
    1.3.3 液相沉淀反应法  14-15
    1.3.4 高能球磨法  15-16
    1.3.5 固相反应法  16
    1.3.6 离子交换法  16-17
  1.4 氢氧化镍的电化学性能  17-18
  1.5 氢氧化镍电极的热力学与动力学研究  18-19
    1.5.1 热力学研究  18-19
    1.5.2 动力学研究  19
  1.6 选题背景及研究目的  19-21
第二章 实验方案  21-26
  2.1 实验仪器及原料  21-22
    2.1.1 实验仪器  21-22
    2.1.2 实验药品  22
  2.2 实验  22-26
    2.2.1 初期实验  22-24
    2.2.2 正交实验设计  24
    2.2.3 充放电实验  24-25
    2.2.4 循环伏安测试  25-26
第三章 实验结果及讨论  26-47
  3.1 正交试验结果  26-30
  3.2 单因素实验及实验结果  30-32
  3.3 实验结果分析  32-38
    3.3.1 氨水浓度对 Ni(OH)_2电化学性能的影响  32-34
    3.3.2 反应温度的影响  34-35
    3.3.3 搅拌强度的影响  35-36
    3.3.4 pH值与自然堆积密度、振实密度、放电比容量的关系  36-38
  3.4 氢氧化镍的循环伏安分析  38-41
  3.5 氢氧化镍的结构和形貌表征  41-47
    3.5.1 相结构表征  41-43
    3.5.2 显微形貌观察和能谱分析  43-47
第四章 结论与展望  47-49
  4.1 结论  47
  4.2 存在的问题  47-48
  4.3 展望  48-49
参考文献  49-53
致谢  53-54
附录A 攻读学位期间发表论文情况  54-55
附录B 单因素实验样品循环伏安测试 CV曲线  55-65

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工业通用技术与设备 > 粉末技术
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