化学共沉淀法制备α-Ni(OH)_2正极材料改善镍锌电池性能研究

化学共沉淀法制备α-Ni(OH)_2正极材料改善镍锌电池性能研究

【摘要】：二次镍锌电池因其安全环保、能量密度高、工作电压高、无记忆效应、价格低廉等特点受到广泛关注。但镍锌电池采用过量负极原理，目前的正极活性物质主要为β-Ni(OH)_2。因此合成高容量、稳定的镍正极材料对提高镍正极具有重要意义。本文采用化学共沉淀法制备了电化学性能良好的α-Ni(OH)_2正极材料，并将合成的样品组装成二次镍锌电池，利用信威电池测试系统测试其电化学性能。由于Al掺杂的电化学性能好且成本相对较低，因此本文制备的α-Ni(OH)_2中掺杂的金属元素主要为Al。实验中对α-Ni(OH)_2的制备条件进行了优化，最佳合成pH值为11.75。 当掺杂不同量的Al时发现,掺杂量为20%时样品的放电容量最大,可达·g-1,同时样品也表现出了良好的稳定性。本文还分析了Al掺杂对α-Ni(OH)_2样品的影响,发现以Al2(SO4)3·18H2O作为铝源具有良好的掺杂效果。对不同温度下水热法合成样品的电化学性能进行分析研究,发现采用高压反应器在140℃合成的材料电化学性能最好,达到·g-1。通过将Zn掺杂到含Al的α-Ni(OH)_2材料中发现随着Zn含量的增加,放电比容量下降,但是材料更易于活化。 最后,通过物理掺杂和球磨处理对合成的α-Ni(OH)_2进行分析处理前后样品的差异,并结合电化学工作站对样品的电化学性能进行分析。