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本文对泡沫式和纤维式Ni/MH电池正极材料氢氧化镍的制备、结构及性能进行了研究,在此基础上对氢氧化镍的制备工艺条件、物理和电化学性能这几者之间的关系进行了探讨。 论文采用络合沉淀法的二种不同氨水的加料方式制备球形氢氧化镍,系统研究了反应pH值、氨水量、反应时间及反应温度等主要工艺条件对Ni(OH)2结晶过程和性能的影响。两种加料方式得到Ni(OH)2的样品振实密度≥2.0g/cm3、活性≥220mAh/g。并流加料方式的优化工艺条件为pH=11.0;n(NH3)/n(Ni2+)=7.3:1;反应温度控制在40~70℃;反应时间为12h;混合加料方式的优化工艺条件为pH=11.5;反应温度在60~65℃;反应时间为12h;V(NH3)/V(NaOH)=0.3。 以添加剂的形式在电解液中加入F-、CI-、Br-、CO32-、SO42-、PO43-和NO3-,通过恒电流充放电和循环伏安测试技术,考察它们对Ni(OH)2正极性能的影响。电解液中添加适量的Cl-、Br-、SO42-、PO43-能大幅度提高镍电极的还原电位,从而可提高镍电极的放电性能和可逆性;SO42-、NO3-的加入使还原电流有较大幅度的提高。 采用机械载入的方式在泡沫镍电极中掺杂Al、Ce、Co、Mg、Mn、Zn、Ba和Ca等金属元素,用循环伏安法研究添加剂对泡沫镍电极性能的影响,同时探索了添加剂对泡沫镍电极电化学性能的作用机理。通过循环伏安法研究表明,镍电极反应是受固相质子扩散控制的。在镍电极还原电位方面,Al、Co、Mg、Mn、Zn、Cd是有益的添加剂;在还原电流方面Ce、Co、Zn、Ba、Ca、Cr、Cu、Pb、Sn、Ti是有益的添加刑。在阴极过程中Ce、Co、Ba、Ca、Sn和Zn都可明显提高镍电极的固相质子扩散系数,而综合考虑Co、Zn、Ce、Ba、Ca和Sn为比较好的添加剂。