片状氢氧化镍的组成及电化学功能研讨浅谈
摘要：本文以氨水为配位剂，用配位沉淀法制备了片状氢氧化镍，用SEM、XRD等手法表征资料的描摹和结构，并进行了电化学功能研讨。结果标明：资料为具有特别外表片状结构的α-Ni(OH)2和β-Ni(OH)2混合物，片厚约为20~30 nm。比较于球形Ni(OH)2，组成资料具有较好的电化学可逆性。将组成资料作为正极资料组装成镍氢模仿电池进行充放电，0.2C充放电条件下，资料的放电比容量为313 mAh/g；1C充放电条件下，初次放电比容量为285 mAh/g，200次循环后容量坚持率为96.8%。
PreparaTIon and Electrochemical Performance of flaky Ni(OH)2
YUAN Guo-xia, HUANG Ke-Long, LIU Su-Qin, ZHONG Xiao-Ling
(College of Chemistry & Chemical Engineering, Central South University, Changsha Hunan 410083, China)
Abstract: Flaky nickel hydroxide was synthesized by a coordinaTIon precipitaTIon method with ammonia as the coordinaTIon agent. The product was characterized by XRD and SEM. The electrochemical performance was investigated. The results showed that the sample was formed with a special flaky α-Ni(OH)2 and β-Ni (OH)2 with the thickness of 20~30 nm. The sample has better electrochemical reversibility compared with the commercial spherical β-Ni(OH)2. The Ni/MH battery simulators with the above treated samples as positive material show a discharge capacity of 313 mAh/g at 0.2C charge/discharge rate. The first discharge capacity is 285 mAh/g at 1C charge/discharge rate with a capacity maintenance of 96.8% after 200 cycles.
Key words: flaky Ni(OH)2; coordination precipitation method; Ni/MH battery
1 前语
MH/Ni电池作为一种绿色动力，具有高比能量、可高倍率充放电和对环境无污染[1]等长处，是电动汽车用动力电池的最佳挑选之一。现在电池中选用的Ni(OH)2多为微米级球形β-Ni(OH)2，它具有较高的活性和较高的堆积密度[2]，有利于进步活性物质的装填量，然后进步电池的体积比容量和使用寿数。但是通过多年开发，球形β-Ni(OH)2的电化学功能有了很大进步，实践电化学容量已接近理论值289 mAh/g，持续开发的地步很小。跟着新式电子设备的不断发展，迫切要求镍氢电池具有更高的质量比容量、体积比容量、更长的循环寿数和大电流充放电等功能。而球形β-Ni(OH)2现已不能满意现代电器设备的要求，需研讨开发其他类型的氢氧化镍电极以满意其需求。
Yang Li-Xia等[3]用水热法，以乙酸镍为质料制备了康乃馨状Ni(OH)2；Wang De-bao等[4]用模板法制备了中空的球形Ni(OH)2；Kong Xiang-hua等[5]以硫酸镍和氨水为质料制备了花形的Ni(OH)2；Jayashree R.S.等[6]以硝酸镍、氢氧化钠为质料制备了βbc-Ni(OH)2，研讨标明其可逆放电容量可达400 mAh/g，远高于β-Ni(OH)2的289 mAh/g。此外，Li Xiao-lin等[7]使用层状的NiC2O4为前驱体，在NaOH强碱性水热条件下于160℃反响12h，得到具有准一维纳米结构的单晶Ni(OH)2纳米片和纳米棒。因为该类资料的研制时刻较短，现在首要会集在制备办法的研讨，很少对其进行真实的电化学功能调查，其功能优越性还处于展望阶段。本文用氨水为配位剂，在没有模板的条件下组成了由纳米片组成的Ni(OH)2微米级花状结构，并对其电化学功能进行了较为体系的研讨。
2 试验部分
2.1 氢氧化镍资料制备和表征
常温下向1M Ni(NO3)2溶液中逐滴参加26%-28%氨水[8]，拌和均匀，加热至50℃，参加吐温-80溶液，加热至70℃，反响2h，后在60℃下陈化24h。冷却至室温，过滤，用蒸馏水、乙醇洗刷，60℃真空枯燥12h，得到的绿色粉末即为产品Ni(OH)2。
反响产品选用XD-98型全自动X射线衍射仪(Cu Kα)剖析样品的物相，管电压为40 kV，管电流30 mA，扫描规模5°~85°，扫描速度为4.0°/min；选用JSM-6360LV 扫描电子显微镜(SEM)、JE01-1230型透射电子显微镜(TEM)对产品的外表描摹和晶粒大小进行剖析。
2.2 镍电极的制备和电化学功能测验
将一定量的镍活性物质、Ni粉、CoO、粘结剂(PTFE)依照80:10:5:5的质量比混组成黏糊状，以泡沫镍为基体，压制成尺度为1 cm×1 cm的电极片，在60 ℃下枯燥，并在电解液(每升含6 mol KOH 和15g LiOH)中浸泡24 h备用。以Hg/HgO为参比电极，选用CHI660C电化学工作站(上海辰华公司)对样品进行循环伏安测验。并用球形Ni(OH)2(比亚迪股份有限公司)电极进行比较。以上述办法制备的电极片为正极，容量足够大的LaNi5储氢合金片为负极，与上述电解液组装成模仿镍氢电池，选用武汉金诺Land测验体系检测模仿电池的充放电功能。镍电极充沛活化后调查模仿电池在0.2C及1C倍率下充放电的容量及循环稳定性，放电截止电压分别为1.0V和0.9V。
