阴阳离子复合掺杂α-Ni(OH)<,2>的制备及电化学性能研究

来源 :桂林工学院 桂林理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:magicarpet
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文采用了化学共沉淀法,研究了PO43-和Al3+,Al3+和Cl-,Zn2+和PO43-阴阳离子复合掺杂制备的a-Ni(OH)2镍电极活性材料的工艺条件及其行为规律,样品材料的结构特征,电化学活性及其电化学性能。同时探讨了阴阳离子复合掺杂a-Ni(OH)2电极材料的电化学作用效应机理。 研究实验结果表明,采用化学反应共沉淀法在PH=11,T=50℃连续搅拌反应3h,在60℃陈化16h,然后冼涤过滤,并在恒温60℃干燥12h,可成功制备PO43-和Al3+,Al3+和Cl-,Zn2+和PO43-分别复合掺杂的三种a-Ni(OH)2粉体材料。 通过研究发现,复合掺杂PO43-和Al3+的a-Ni(OH)2粉体材料具有0.8101nm较大的层间距,结构层间含有较多的水分子,氢键作用增强。热分析表明失水量分别为33.9%(仅掺杂Al3+的a-Ni(OH)2的失水量为31.92%)。当复合掺杂PO43-和.Al3+在固相材料中摩尔百分比分别为4.2%和12.1%含量时的a-Ni(OH)2作为镍电极活性材料,组装成MH-Ni模拟电池,以80mA/g恒电流充电5h,40mA/g恒电流放电,终止电压为1.0V的充放电制度下,其充放电电压相对较低,放电中值电压达1.303V,放电比容量达348.51 mAh/g,电极材料经30次充放电循环的过程中没有β相的Ni(OH)2生成,材料在碱性电解液电极过程中结构稳定,且其电极只需经二次充放电循环就完全活化,同时通过交流阻抗测试,电极反应电化学阻抗比单独掺杂Al3+的a-Ni(OH)2较小,质子扩散系数较大为9.12×10-10cm2/s。 对于Zn2+和PO43-的复合掺杂制备a-Ni(OH)2,研究发现随着阳离子Zn2+含量相对增加,阴离子PO43-含量相对减少,晶胞参数a和c逐渐增大,当PO43-和Zn2+在样品材料中摩尔百分比分别为5.21%和23.4%时所制备的粉体材料为较规整的a相Ni(OH)2,材料电极在强碱性溶液中及其在充放电电极过程中结构稳定,具有1.34V较高的放电中值电压和放电平台,放电比容量为335.31mAh/g,充放电循环可逆性有很好的重现性,质子扩散系数为1.23×10-11cm2/s。 对于Cl-和Al3+阴阳离子复合掺杂制备的a-Ni(OH)2粉体材料,通过XRD,IR,Roman,TG,对其微结构表征测试分析结果发现,当Cl-和Al3+的掺入摩尔百分比为7.8%和13.1%时,样品颗粒结晶度大而且a相结构较规整,具有一定的微结构缺陷。样品材料电极组装的MH-Ni电池,在上述相同的充放电制度下,放电比容量为344.3mAh/g,放电电压稳定于1.31V,同时循环可逆性较好。采用TG-DSC热重分析技术分析发现,Cl-和Al3+阴阳离子复合掺杂的a-Ni(OH)2粉体材料随着铝含量的相对减少,氯离子含量的相对增加,样品的热稳定性变差。当Al3+含量为12.65%,Cl-含量为9.1%时在30次充放电循环后发生了a/β相转变。质子扩散系数为2.96×10-10cm2/s。研究分析Al3+,Zn2+等阳离子和PO43-阴离子复合掺杂a-Ni(OH)2对其稳定性能影响发现,具有缺电子d轨道的阳离子与阴离子复合掺杂的样品的电极材料,在电极充放电过程中结构的稳定性较强。
其他文献
宽蛾亚科隶属于鳞翅目麦峨总科小潜蛾科。本文在已有研究的基础上,详细记述了该亚科4属49种,其中有7新种和14新记录种:宽蛾属Depressaria23种,包括3新种和12新记录种,并采用Hannem
聚吡咯、聚苯胺是两种最常见的导电聚合物,因具有导电率高、环境稳定性好等优点而被广泛的研究。聚合物的外部形态是其成核、生长以及内在分子链结构的体现,而内在分子链结构
本文选择部分环境激素作为研究对象,就空气中环境激素分布及行为进行了研究。具体工作如下:第一章简述了环境激素的种类,危害,以及在空气中的存在状态及研究现状。 第二章针对
聚氨酯水分散体(WPUD)涂料不仅具有溶剂型聚氨酯的耐低温、柔韧性好、粘接强度大的优良性能,而且具有不燃、气味小、环境友好等溶剂型涂料所不具备的优点,已经成为涂料工业发
  柳钢7号板坯连铸机生产X65管线钢时结晶器液面波动的原因:钢水成分、保护渣性能不合、结晶器冷却过强、二冷冷却过弱等,介绍了实施的钢水成分控制、合理选用保护渣、优化结
  结合SPA-H集装装箱板使用过程切割中心分层缺陷,取样本做金相+扫描电镜检测分析,明确铸坯中心P偏析、MnS夹杂是钢板产生切割分层的主要原因。通过工艺改进试验,使集装箱板切
  对影响涟钢210 转炉厂超低碳钢连铸中间包钢水全氧含量的几个工艺因素进行了分析,提出了在实际生产过程中实现中间包钢水T〔O〕≤30ppm 的关键工艺参数,并将其运用实际生产
  涟钢700MPa 级别高强钢自研发以来,遇到脱磷困难、窄成分控制困难、全氧含量偏高、夹杂物等级偏高、钢包不自开、中间包过热度不稳定、铸坯纵裂纹、铸坯低倍差和铸坯断坯
  研究超低碳钢冶炼过程中采用3 钟不同改质工艺下钢包顶渣成分变化、钢水T[O]、冷轧表检仪钢卷表面夹杂缺陷个数,改质方式2控制RH 进站CaO/AL2O3值为2.0,AL2O3为30%左右,转
2015年浙江省启动“百年追梦”美术创作精品工程,制定出30个重点题材。当时,我选择的题材是“浙西抗日根据地”。为此,我翻阅资料,去临安走访,确定创作的史实,收集形象资料,