一、球形氢氧化镍表面镀覆钴的结构与电极1C倍率放电容量（论文文献综述）
牛凯[1]（2021）在《基于过渡金属氧（硫）化物负极材料的电化学储能电池研究》文中进行了进一步梳理随着能源转型的推进和双碳目标的提出,清洁能源逐渐走向能源结构的主体,储能便成为了接纳新能源的重大技术支撑,其中电化学储能发展迅猛。过渡金属氧（硫）化物作为最具前途的电化学储能电池负极材料,具有较高的比容量,但其存在本征电导率低和离子脱嵌过程中体积膨胀等问题,严重影响了电池的长循环稳定性及倍率特性。针对这些问题,本文对基于过渡金属氧（硫）化物储能电池进行电极材料设计和电池结构一体化设计两方面的改性研究。首先,在电极材料方面通过形貌结构设计、与碳材料复合、材料与材料复合以及引入缺陷几种方法来提高电池的循环及倍率性能:（1）通过化学气相沉积法对氧化镍和碳纳米管进行原位复合,随着氧脱出引入氧空位缺陷,提高导电性的同时限制了氧化镍体积膨胀;（2）通过Li-GO-EDA溶液调控法将过渡金属氧（硫）化物与氧化石墨烯复合的同时进行缺陷调控,锂离子电池在200圈循环后容量保持率接近90%;（3）通过水热法将氧化钼和硫化钼两种材料进行原位复合形成球形核壳结构,锂离子电池有着更高的容量（0.5 C第二圈容量1090 mAh/g）和更好的倍率性能（10 C容量509 mAh/g）;（4）通过水热煅烧等方法设计制备了一种B相且含有空位缺陷的串球状TiO2材料,钠离子电池在5 C倍率下循环500圈,比容量依旧保持在67 mAh/g,通过计算,0.4 mV/s的扫速下电池容量的赝电容贡献值可达到59.87%,同时电池在0℃、-30℃、-50℃的低温环境表现出比P25更佳的倍率性能。其次,在电池结构方面通过旋涂法将过渡金属氧（硫）化物负载到玻璃纤维隔膜一侧,实现负极隔膜一体化的新型锂离子电池结构,玻璃纤维隔膜的网状孔道结构限制了材料的体积膨胀,同时缩短了离子扩散距离,提高材料的分散性和反应活性。扫描电镜表征可以明显观察到隔膜的分层结构,材料均匀的分散在隔膜一侧。这种结构设计提高了硫化钼基锂离子电池的循环稳定性和倍率性能,前四十圈的容量保持率达到88%以上;也提高了氧化钼基锂离子电池的循环可逆容量,在10 C的高倍率下容量接近900 mAh/g,计算表明一体化电池的赝电容贡献率达到了43.59%,是普通电池的两倍左右。
赵长锋[2]（2021）在《锂硫电池用氢氧化镍基复合材料的制备及性能研究》文中提出由于锂硫电池拥有非常高的比容量和理论能量密度（约1675 mAh g-1和2600 Wh kg-1）,并且活性物质硫还具有能量密度大、原材料储量丰富、成本低和环境友好等优点,因此成为比商业化锂离子电池（LIB）更有前景的高能量密度系统之一。然而,锂硫电池的正极侧也存在着硫的导电性差、放电时活性物质的体积膨胀大、可溶性多硫锂化物（LiPSs,Li2Sn:3<n≤8）易发生“穿梭效应”等严峻的问题,最终导致锂硫电池的循环稳定性变差、库仑效率降低等问题产生。为了解决锂硫电池存在的问题,以便有效提升其电化学性能,本论文分别从自支撑硫基复合材料、隔膜修饰涂层材料、新型正极材料等方面出发,分别采用水热法制备了石墨烯/氢氧化镍自支撑硫基复合材料、修饰隔膜用不同质量比的石墨烯/氢氧化镍复合材料、Mn掺杂氢氧化镍的硫基材料,并研究了上述材料对锂硫电池电化学性能的影响,同时探讨其作用机理。具体研究内容及创新点如下:（1）介绍了一种三明治结构的泡沫材料,即在还原石墨烯氧化物的自支撑材料上生长硫纳米粒子,片层Ni（OH）2又将硫纳米粒子包裹,将该泡沫材料作为锂硫电池的正极并进行详细的应用研究。与单纯以石墨烯为主体的硫基复合材料（S@rGO）相比,rGO@S@Ni（OH）2复合泡沫正极制备的锂硫电池具有更高的比容量（1189 mAhg-1 0.1 C）、更优的放电倍率（691 mAh g-1,2C）和更好的循环稳定性（在0.2 C电流密度下循环200次后容量保持率为81%）,由此证实,处于正极-电解液界面之间的Ni（OH）2可以有效的限制多硫锂化物的溶出并促进其转化,从而能显着的提高锂硫电池的放电比容量和循环稳定性。该研究为进一步开发先进的锂硫电池提供了一种新的正极封装方法。（2）通过一步水热法合成了不同质量比的rGO修饰花瓣状NHN复合材料,将Celgared隔膜和各功能材料修饰的隔膜组装成锂硫电池,并进行了电化学性能对比分析。结果表明,NHNG1（GO与硝酸镍的质量比为1:9）对应的电池在放电比容量和循环稳定性方面表现出了最佳的性能。以8 wt%的碳纳米管和92 wt%的硫做为正极材料,极片载硫量约为5 mg cm-2,NHNG1对应电池的初始放电比容量高达1579mAh g-1,在0.2 C的电流密度下循环200周后放电比容量仍可达到840 mAh g-1,远高于Celgard隔膜和其他质量比的rGO/NHN复合材料对应电池的电化学性能。通过电化学性能对比和DFT计算结果证实,rGO/NHN复合材料具有三个优点:首先,NHN作为催化剂可以促进LiPSs转化的氧化还原反应,从而减少了锂硫电池中活性物质的损失;其次,生长在rGO表面的NHN具有较大的比表面积,有利于Li2S的成核和生长;第三,高导电性的rGO促进了电子在电极中的传输,从而有效的提高了氧化还原反应速率。通过电化学性能对比和DFT计算证实,rGO/NHN复合材料不仅可以加速Li2S的转化,而且可以捕获可溶性的LiPSs。NHN在促进氧化还原反应动力学中起着关键作用,而高导电性的rGO有助于增强NHN的电化学功能,因此是一种可以有效提升锂硫电池性能的复合材料。本课题为锂硫电池的实际应用提供了一种低成本修饰隔膜的制备方式。（3）采用一种简单、低成本的方法合成了均匀性高、比表面积较大的Ni1-xMnx（OH）2纳米片。以载硫量为75%的复合材料（CNT:Ni1-xMnx（OH-）2:S为15:10:75,质量比）为锂硫电池的正极,制备的电池在0.2 C电流密度下的初始放电比容量可达1375 mAh g-1,电池循环200次后放电比容量仍可达813 mAh g-1。通过倍率性能、充放电电压平台、对称电极CV测试、Li2S成核测试等方面的对比发现,掺杂部分Mn原子后的Ni1xMnx（OH）2电化学性能要优于Ni（OH-）2,由此可以证明,原子掺杂可以有效的提高氢氧化镍材料的电化学活性。
秦闰月[3]（2021）在《球型α-Ni（OH）2的合成及电化学性能研究》文中提出镍氢电池作为重要的绿色二次能源,具有安全、环保、价格低廉以及容量高等特点,在民用和军工方面得到广泛运用。作为镍氢电池正极材料,β-Ni（OH）2因其化学性质稳定且合成方便,在电池和电催化领域得到广泛研究和商业化应用。β-Ni（OH）2在充电过程中会转变为β-Ni OOH,在转变过程中只有1 mol电子转移,使得其理论容量仅有289 m Ah/g,而对于α-Ni（OH）2来说,在充电过程中会转变为γ-Ni OOH,电子转移数为1.67 mol,其理论容量远高于β-Ni（OH）2,但由于材料本身具有的不稳定性和导电性弱等缺点限制了材料的商业化应用,因此研究和开发稳定的α-Ni（OH）2正极材料会对镍氢电池性能的进一步提升具有重要的意义。本论文以硝酸镍和尿素作为基本原材料,通过水热法合成了α-Ni（OH）2,并采用Co、Zn和Mn对α-Ni（OH）2进行单原子掺杂,之后探究了单金属元素（Co、Zn、Mn）掺杂对α-Ni（OH）2晶型、形貌、层间离子以及电化学性能的影响。研究发现,不同离子（Co、Zn、Mn）掺杂对最终产物的晶型、形貌以及电化学性能具有显着影响,并且掺杂后产物都与纯α-Ni（OH）2晶型结构保持一致,且都具有良好的球型形貌。（1）Co元素本身就具有良好的导电性,当其进入Ni（OH）2晶格中可以构建良好的导电网络,从而有效降低材料本身的内部阻抗,能有效提升Ni原子的利用率。我们发现,随着Co元素的添加,产物的阻抗值（Rct）有明显的下降趋势,并且7 mol%Co掺杂的α-Ni（OH）2（样品Ni–Co7）在1 C下放电容量可以达到363.5 m Ah/g,且循环至350圈后,其放电容量仍能够保持273.3 m Ah/g。（2）Zn进入到氢氧化镍晶格中时,会有效的增强氢氧化镍晶格中Ni–O键,从而增强了材料本身的稳定性,使得氢氧化镍电极在进行循环过程中不容易发生α/β相结构转变,从而增强了电极材料的循环寿命。研究表明:对比未掺杂或者掺杂了其他金属元素的α-Ni（OH）2来说,在相同的放电制度或者放电电流密度下,掺杂Zn元素的α-Ni（OH）2有着更高的放电电压。其中,以3 mol%Zn掺杂的α-Ni（OH）2（样品Ni–Zn3）拥有较高的放电电压平台（1.26V）,这种优势可以使得材料在实际使用中具备更高的工作功率。（3）通过水热法合成了一组Mn替代Ni的球型α-Ni（OH）2,通过SEM发现此组材料和前两组材料的形貌区别在于掺杂Mn的α-Ni（OH）2是由纳米针先成核后生长成球的。其中球型产物掺杂5 mol%Mn掺杂的α-Ni（OH）2（样品Ni–Mn5）具有较大的比面积（200.39 m2/g）,增加了材料本身的电活性位点,避免了氢氧化镍的大量团聚,增大了电解液与电极材料的接触面积,在充放电过程中缩短了OH–的扩散路径,从而提高其电化学性能。当放电制度为0.2 C（电流密度为74 m A/g）时,样品Ni–Mn5组装成电极材料,其放电容量可达到353 m Ah/g。另外,动力学测试研究表明,与未掺杂金属元素的α-Ni（OH）2相比,掺杂金属元素的样品均在一定程度上降低了材料本身的电化学阻抗,并且提高质子扩散系数D,从而改善α-Ni（OH）2的倍率放电性能。
孙慧[4]（2020）在《锂离子电池正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2的制备与改性研究》文中认为锂离子电池由于具有能量密度高、循环寿命长、质量轻、体积小、高工作电压、以及环境友好等诸多特点,在人类的生活的各个领域都有应用。由于层状型镍钴锰酸锂材料具有较高比容量、能量密度高、毒性低、电压平台高和热稳定性能好等特点。目前镍钴锰酸锂三元正极材料被认为是最有应用前景的新型锂离子电池正极材料之一。本文通过高温固相烧结,将Ni0.5Co0.2Mn0.3（OH）2前驱体和Li2CO3按照一定的比例混合,研磨均匀之后置于马弗炉中进行二次煅烧,制备出所需要的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2材料。在制备LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2材料过程中,研究了不同掺锂量,不同高温煅烧温度、Al3+掺杂对LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2材料性能的影响。通过SEM,XRD对LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2材料的结构和形貌进行表征,并且对其进行电化学性能测试。（1）以氢氧化镍钴锰前驱体和碳酸锂为原料,研究了不同锂配比（Li/TM=1:1,1.06:1,1.10:1,1.15:1,过渡金属元素TM=Ni、Co、Mn）对LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2三元正极材料结构与性能的影响。在四种锂配比中,当Li/TM=1.10时,LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2材料具有最低的阳离子混排,其I（003）/I（104）的峰强比值为1.45。而且该配比下,材料的首次放电比容量和循环性能也是四种锂配比中最优异的。在0.5C下,材料的首次放电比容量为158.1m Ah/g,在0.2C下,样品50次循环后放电比容量为135.2m Ah/g,容量保持率为79.4%。（2）探究了750℃、800℃、850℃、900℃四种不同高温煅烧温度对LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2材料电化学性能的影响。通过对制备样品的结构和形貌表征,以及电化学性能的测试,发现:随着高温煅烧温度的提升,样品的阳离子混排程度、首次放电比容量和循环性能均得到了改善。当高温煅烧温度为850℃时,样品的阳离子混排程度最低,在0.2C下,材料的首次放电比容量为177.6m Ah/g,在0.5C下,样品循环前的放电比容量为168.0m Ah/g,经50次循环后放电比容量为143.5m Ah/g,容量保持率为85.4%。850℃的样品的电化学性能最优。（3）对LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2三元正极材料进行不同含量的Al3+掺杂,研究掺杂不同Al含量的Li[(Ni0.5Co0.2Mn0.3)1-xAlx]O2（x=0,0.01,0.02,0.03）三元正极材料的微观结构和电化学性能发现:掺杂之后的样品仍然具有较好的层状结构,与未掺杂样品相比,掺杂样品的阳离子混排程度有所降低。随着掺杂Al量的增加,掺杂样品的粒径有所减小,晶粒比较均匀。掺杂样品的首次充电比容量比未掺杂的样品有所下降,但是掺杂Al3+之后,样品的循环性能得到了改善。其中掺Al量x=0.02时,掺杂样品的电化学性能最优。在2.8-4.4V电压区间,0.2C下,样品的首次放电比容量为179.7m Ah/g,样品经50次循环之后其放电比容量为162.0 m Ah/g,容量保持率最高为90.1%
窦飞[5]（2020）在《锌镍单液流电池正极掺杂改性研究》文中研究表明Ni（OH）2作为正极材料具有电化学性能优异、结构简单和对环境友好等优点,在商业储能电池领域得到广泛应用,储能电池技术具有高效、清洁的优点,复合可持续发展的方针政策。对Ni（OH）2的改性目标主要有两个,一个是降低电极成本,另一个则是提高锌镍单液流电池的放电比容量,改善Ni（OH）2的电化学性能,这两点都可以通过掺杂金属离子的方法达成。本文采用缓冲溶液法制备了Mn掺杂和Mn-Mg共掺杂的样品,对样品进行扫描电镜和X射线衍射分析观察其结构形貌特征,对样品进行循环伏安测试和恒流充放电测试,分析样品的放电比容量、循环稳定性等电化学性能。并从理论上对β-Ni（OH）2的态密度及掺杂金属离子对电极电位的影响进行初步探讨。全文主要研究内容如下:（1）对β-Ni（OH）2和β-NiOOH建立模型并采用第一性原理对其进行理论计算。计算结果表明,β-Ni（OH）2和β-NiOOH的态密度分布均在-23 eV～10 eV之间,且β-NiOOH的态密度在-20 eV左右分裂为两个峰,这主要是因为β-NiOOH晶体结构中的两个氧原子所处环境不同;β-NiOOH态密度图中峰的强度明显低于β-Ni（OH）2的峰强度,是因为β-NiOOH在电极反应中会失去电子。在对电极电位的分析中,发现Mg、Mn相比于Ni,电极电位数值更高,具有更强的还原能力,电极反应中更容易失去电子,电池的储能量也更高。（2）制备不同Mn含量的Ni1-xMnx（OH）2（x=0.15,0.18,0.22,0.25）正极材料,研究Mn含量对β-Ni（OH）2性能的影响。X射线衍射分析表明掺杂Mn后的样品均为β相,但x=0.18,0.22,0.25时样品中出现出现少量杂质Mn3O4,且含Mn样品的衍射峰半峰宽较窄,表明晶粒细化。通过扫描电镜观察得知掺杂Mn样品比商用β-Ni（OH）2颗粒细小多孔,该现象通过比表面积测试得到证明。循环伏安测试表明,掺杂Mn后,样品的氧化还原电位差减小,电极可逆性较好。恒流充放电测试表明,含Mn样品的放电比容量随Mn含量的增加先增大后减小,当x=0.18时,样品在电流密度800 m A/g下的放电比容量为314.5 m Ah/g,相同条件下的商用β-Ni（OH）2放电比容量为195 m Ah/g。说明掺杂Mn可较好的提高镍电极的放电比容量,并使其具有较好的大电流充放电性能。Mn含量x=0.18时,样品显示出较好的循环稳定性,使样品在同等条件下循环30圈,x=0.18时放电比容量未见衰减,而商用Ni（OH）2衰减6.4%,其它样品分别衰减1.9%（x=0.15）、0.49%（x=0.22）、3.1%（x=0.25）。（3）基于Ni1-xMnx（OH）2（x=0.15,0.18,0.22,0.25）正极材料的研究中Ni0.82Mn0.18（OH）2的电化学性能最好,以Mg元素对Mn进行部分取代,制备Ni0.82Mn0.18-yMgy（OH）2（y=0.06,0.09,0.12）,研究Mn-Mg共掺杂对β-Ni（OH）2性能的影响。X射线衍射分析中,掺杂后的Ni0.82Mn0.18-yMgy（OH）2样品与β-Ni（OH）2衍射峰峰型一致,但峰强度较弱,表示颗粒细化。扫描电镜观察发现β-Ni（OH）2样品是表面光滑的球形颗粒状,而Ni0.82Mn0.18-yMgy（OH）2样品的颗粒表面非常粗糙,有较多细小颗粒,这种形貌可使活性材料与电解液充分接触,提高活性物质利用率。循环伏安测试中,Ni0.82Mn0.09Mg0.09（OH）2与Ni0.82Mn0.06Mg0.12（OH）2的氧化还原峰电位差明显小于β-Ni（OH）2,电极反应的可逆性较好。恒流充放电测试中,电流密度为150 m A/g时,Ni0.82Mn0.09Mg0.09（OH）2的放电比容量最高,为263.5 m Ah/g。同等条件下,β-Ni（OH）2样品的放电比容量稍低于Ni0.82Mn0.09Mg0.09（OH）2样品,为252.9 m Ah/g;Ni0.82Mn0.12Mg0.06（OH）2与Ni0.82Mn0.06Mg0.12（OH）2样品的放电比容量则更低,分别为192.2 m Ah/g和225.5 m Ah/g。掺杂Mn、Mg元素后,样品的放电电位得到提高。β-Ni（OH）2与Ni0.82Mn0.18-yMgy（OH）2（y=0.06,0.09,0.12）样品在800 m A/g电流密度下充放电循环30圈后,商用β-Ni（OH）2放电比容量衰减7%,Ni0.82Mn0.12Mg0.06（OH）2的放电比容量衰减14%,Ni0.82Mn0.09Mg0.09（OH）2和Ni0.82Mn0.06Mg0.12（OH）2未见衰减,说明Mn-Mg共掺杂可改善锌镍单液流电池的循环稳定性。掺杂Mn有利于提高β-Ni（OH）2的放电比容量,共掺杂Mn-Mg有利于改善β-Ni（OH）2的循环稳定性,延长使用寿命。另一方面,掺杂后正极材料中的镍含量减少,镍电极成本得到降低。研究表明,掺杂适当含量的金属离子可有效改善氢氧化镍正极材料的电化学性能,使其具有更强的市场竞争力和更好的应用前景。
蔡云婷[6]（2020）在《锌镍电池负极材料的回收及再生研究》文中研究指明锌镍电池具备良好的发展应用前景,其应用热潮的到来必会引起人们对其回收问题的关注,然而目前关于锌镍电池回收方面的研究较少,尤其是锌负极的回收再生方面还较为空白。本文通过查阅国内外相关文献,提出了一种锌镍电池回收再生思路,并对该思路下锌负极的回收再生进行了系统的研究,包括:废负极活性物质混合粉末的硝酸浸出、除铜、负极材料锌铝水滑石和锌酸钙的再生及电化学性能测试。（1）采用硝酸对废负极活性物质混合粉末进行酸浸,得到硝酸浸出过程的最佳工艺条件为:硝酸用量80 m L/50 g,温度50℃,反应时间90 min,液固比10:1。在该条件下废负极活性物质混合粉末中Zn和Cu的浸出率分别可达99.93%和99.94%。（2）采用锌粉置换和萃取两种方法对浸出液中杂质Cu2+进行去除,得到锌粉置换的最佳工艺条件为:p H=5、Zn粉用量为理论量、温度70℃和反应时间30 min,在该条件下Cu2+的去除率可达99.04%;萃取的最佳工艺条件为有机相浓度20%、p H=2.0、相比1:1、静置时间3min和混合时间5min。在该条件下Cu2+的去除率可达99.2%。（3）采用水热法或共沉淀法对除铜前液和除铜后液分别进行了锌铝水滑石和锌酸钙的制备,结果表明:水热法合成出的锌铝水滑石比共沉淀法合成的锌铝水滑石纯度更高,且除铜后液制备出的锌铝水滑石比除铜前液制备的锌铝水滑石纯度高。再生出的锌铝水滑石的循环可逆性和耐腐蚀性均比氧化锌要好,其中共沉淀法在含Cu2+条件下制备的锌铝水滑循环可逆性和耐腐蚀性最佳,Cu2+对锌铝水滑石的循环可逆性和耐腐蚀性有一定的提高。再生的锌酸钙循环可逆性较好,但耐腐蚀性较差,均低于氧化锌,Cu2+对再生锌酸钙的循环可逆性几乎无影响,但对耐腐蚀性有一定的提高。
周小杰[7]（2020）在《用于镍锌电池的镍基材料制备与性能研究》文中进行了进一步梳理随着移动及可穿戴电子设备、混合动力和电动汽车等在日常生活中的普及,它们对高性能、高安全性和高效率电池的需求不断增长。镍锌（Ni-Zn）电池由其表现出的高效率,高输出电压（1.73 V）和良好的安全性等优势,被认为是目前最具潜力的储能设备之一。但是,镍阴极存在的活性位点不足和离子扩散速度低等问题,导致循环寿命和能量密度低,从而阻碍了Ni-Zn电池的商业化发展。为了解决这个问题,本文通过离子掺杂和设计新的纳米结构两种方法来改善和提升镍阴极活性物质Ni（OH）2的性能。通过简单的方法合成了钼掺杂的Ni（OH）2,并对它的物理化学性质进行了详细的探究,透射电镜（TEM）显示它是由晶粒组成的致密、高序、无定形结构,该结构可以丰富反应活性位点,并且能够建立高效的离子扩散通道;探究了镍钼添加比对生成Ni（OH）2电化学性能的影响;还探究了Mo-Ni（OH）2的质子扩散系数;此外,还研究了Mo-Ni（OH）2在镍锌电池作为镍阴极的潜力。研究结果表明,Mo-Ni（OH）2电极的平均放电比容量为173 mAh g-1,在深度放电的状态下,其放电比容量最高可以达到300 mAh g-1;Mo-Ni（OH）2电极能够稳定循环1200次,容量衰减仅为2.6%,展现出优异的循环性能。另外,首次通过添加磷钼酸（HPMo）自组装形成三维（3D）花状结构的Ni（OH）2,并采用X射线衍射（XRD）及X射线光电子能谱（XPS）对其组成结构及元素组成进行分析,利用扫描电镜（SEM）对循环前后的镍阴极进行微观形貌的观测,采用透射电镜（TEM）对其内部结构进行探究。采用循环伏安（CV）等方法对其电化学可逆性进行了探究。当对作为镍锌电池的阴极材料进行评估时,在2.5 A g-1的电流密度下,3D花状Ni（OH）2镍电极放电比容量可达277.5 mAh g-1（截止电压1.5 V）,在深度的放电状态下,最高可以表现出346.9 mAh g-1的比容量;另外,在5 A g-1的电流密度下,镍电极能够稳定循环10000次。其出色的电化学性能归因于三维花状结构提供了足够的电化学反应位点,花瓣间的多孔通道使活性物质与电解液间的接触面积增加,减少了电极膨胀与极化,提高了电池效率。此外,本文提出了3D花状Ni（OH）2电极材料可能的生长机理,为三维纳米结构材料的制备提供了新方向。
吕祥[8]（2017）在《锌镍电池正极材料氢氧化镍研究》文中研究表明锌镍电池比能量高,比功率大,开路电压达1.73V,工作温度范围宽广,可大电流充电,原材料丰富且成本低,环保。该电池作为新能源的绿色电源具有很大的发展与应用潜力。本文通过查阅国内外相关文献对氢氧化镍的制备方法,如液相沉淀法、均相沉淀法、水热法、氧化法、高压水解法、离子交换树脂法、微乳液法、电解法和机械化学合成法等进行叙述;阐述了各种制备工艺对制得的氢氧化镍材料结构、形貌、尺寸和容量等方面的影响。进一步综述掺杂氢氧化镍制备工艺方法并分析添加元素对氢氧化镍结构、容量、电化学性能的影响。同时,也介绍了锌镍电池特点、结构、工作原理、存在的问题及其解决方式、镍电极片种类及其压制工艺。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、电化学阻抗谱、循环伏安特性曲线（CV）、极化曲线、恒流充放电测试等手段对制备的材料进行表征与测试。研究液相沉淀法制备氢氧化镍时,对反应体系pH、氨水浓度、反应物浓度、搅拌强度等最佳工艺参数进行确定,得出反应体系pH的最佳值为10.5、最佳氨水浓度为2mol/L、最佳反应物NiSO4浓度为1.2mol/L、搅拌强度为220r/min。在该条件下制备出的氢氧化镍最大振实密度可达1.53g/cm3;加入晶种对氢氧化镍形貌影响较小,添加20%的晶种量提升氢氧化镍颗粒紧实性和宏观材料振实密度;并研究了聚乙烯2000、聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵作为表面活性剂时,对氢氧化镍产品的形貌和振实密度提升效果最显着的是聚乙烯吡咯烷酮。采用液相沉淀超声波辅助的方法,顺利制备出了球形氢氧化镍。研究中发现超声波强度对氢氧化镍形貌有一定影响。发现超声波强度氢氧化镍材料颗粒表面有显着的修饰作用;同时确定了制备球形氢氧化镍适当的超声波功率强度在216W左右,所得氢氧化镍粒度为10μm左右的β-Ni（OH）2;对制备的球形Ni（OH）2进行电极压制测试,在0.4 C充电3 h,静置3min,1C放电至1.2 V的充放电制度对镍电极进行放电性能测试测得该材料所制得的氢氧化镍材料放电比容量可达260 mAh/g。采用化学沉淀法在商品球形氢氧化镍表面进行覆钴研究,研究了覆着不同钴量的氢氧化镍对电极内阻、极化、电极容量、耐蚀性、循环稳定性方面的影响。发现球形氢氧化镍在覆着钴后,对改善电极性能有作用,确定了覆钴最佳含量3%,测试发现覆钻的镍电极在0.2C充电6h,静置5min,0.2C放电至1.2V的充放电制度循环40次后循环保持率为83.2%。
栗飞[9]（2015）在《基于镍氢电池的Ni（OH）2电极材料的制备及性能研究》文中提出氢氧化镍电极材料在应用上还存在放电容量有限、大电流充放电和宽温度范围内的使用性能不佳和使用寿命不够长等缺陷。究其原因，主要是对影响氢氧化镍微结构的因素、晶体结构特征与电化学性能之间、电化学性能各参数之间关系的研究比较少。因此，本论文以氢氧化镍的微结构研究为重点，对氢氧化镍的制备、结构和电性能之间的关系进行了较全面的研究。本文利用控制结晶晶体生长法及水热合成法来制备氢氧化镍，通过改变反应合成条件得到结构特征各异的氢氧化镍。研究结果发现：随着水热合成温度的升高和Ni/NH3摩尔比的增加，氢氧化镍的结晶性越来越好，晶体内吸附水的含量逐渐减小。电化学性能测试结果表明25℃下，0.2C和1C倍率的放电容量随着氢氧化镍结晶度的升高而都呈上升的趋势。为了进一步制备出结晶性更好的氢氧化镍，对水热合成的反应条件的实验进行较深入的研究。控制水热合成反应温度为170℃，改变水热时间和溶剂及其与金属的摩尔比来制备氢氧化镍，X射线衍射分析发现：水热时间对氢氧化镍结构特征的影响不显着并且变化无规律，而Ni/NH3摩尔比的影响是显着的。随着Ni/NH3摩尔比的增大氢氧化镍结晶度越来越好。电化学性能测试表明，25℃下0.2C和1C倍率的放电容量随着Ni/NH3摩尔比的增大都呈上升的趋势。对球形氢氧化镍的微结构缺陷进行了定量计算。众所周之，造成氢氧化镍X射线衍射谱线宽化的主要原因是堆垛层错和晶粒细化。依据球形氢氧化镍的X射线衍射特征谱线的宽化程度，采用Langford方法把微晶宽化和层错宽化分离出来，计算出球形氢氧化镍中的层错率。电化学性能测试表明25℃下0.2C和1C倍率的放电容量随着层错率的增大而呈上升的趋势。该方法可简便地从层错率推断出氢氧化镍电极材料的电化学性能。氢氧化镍晶体的微结构缺陷主要由生长缺陷（Growth faults）、变异缺陷（Deformation faults）和层错缺陷（Layer displacement faults）所引起。生长缺陷和变异缺陷主要由合成方法及合成条件所决定，而层错缺陷与Ni替代元素和晶片层间嵌入物质密切相关。利用多种元素的协同效应作用，选取Co、Zn、Ca、Mg、Cu、Mn等元素与Ni元素按照一定的化学计量比共晶，对氢氧化镍晶体进行掺杂与修饰，制备出了新型球形氢氧化镍电极材料。研究结果表明该新型氢氧化镍晶型仍为β-Ni（OH）2，在25℃和65℃下都体现出了优异的电化学性能。25℃下0.2C放电容量为294mAh/g，65℃下1C放电容量高达303.9mAh/g。同时，具有优异的循环稳定性，在65℃下，电极材料经过30次充放电循环之后，其2C和3C倍率的充放电效率都保持在85%以上。氢氧化镍晶体中的层错缺陷有利于层间质子的扩散与迁移，能够提高质子的扩散速率，从而改善氢氧化镍电极材料的电化学活性。
郭丹[10]（2015）在《氢镍动力电池材料氢氧化镍的高温高倍率性能改进研究》文中研究指明21世纪人类社会将面临的最大挑战就是生态环境的不断恶化以及人类对石油、煤炭等不可再生资源的过度采伐而造成的能源枯竭,现如今各种交通工具日益普及,对能源的依赖也越来越大。面对这一系列问题,新型的绿色化学电源体系将发挥重要的作用,在国家提倡的节能减排方面呈现突出优势。其中氢镍电池体系因具有绿色清洁无污染、安全性能可靠、比能量和比功率高、高倍率下充放电性能好、较好的循环稳定性、较低的使用成本等特性,而备受研究者青睐。为适应氢镍电池作为动力电源使用的需要,一方面,我们应着重提高氢镍电池的高倍率充放电性能,以符合动力电源高输入输出功率的要求。另一方面,还需要着重提高氢镍电池的高温性能,以适应其更广泛的温变使用范围。我们知道,氢镍电池采用正极为容量限制极,负极为容量过量极的电池组装方式,所以,氢镍电池正极即氢氧化镍电极的性质是保证MH-Ni电池整体性能的关键。本论文以商业化的氢镍电池正极材料球形β-Ni（OH）2为基础,从实用化和应用化角度出发,探讨了其作为动力电池使用时高温高倍率性能改进方法,主要做了以下三个方面的工作:（1）通过采用非传统电解液—Na OH电解液,并在电解液中加入偏硼酸钠添加剂,有效提高了氢镍电池在高温条件下的充放电性能。高温下,与运用KOH电解液的传统方式相比,该方法具有更高的电池放电容量和高倍率放电性能,以及更好的充放电循环性能。在70℃高温和1 C充放电倍率下,氢镍电池充电接受率可以达到96%。循环伏安测试表明,电极的析氧过电位有所提高,充电接受率增加。电化学交流阻抗测试表明,电解液中加入偏硼酸钠后,Rct相应降低,说明该添加剂的加入可以有效降低电荷转移阻抗。通过使用Na OH电解液,并在其中加入Na BO2,显着提高了氢镍电池的荷电保持率,该方法能有效提高碱性二次氢镍电池的高温电化学性能,是一种非常有前景的方法。（2）成功地利用具有高导电性的γ-羟基氧化钴包覆球形β-Ni（OH）2表面,显着提高了电池高温性能和高倍率性能。与传统的未包覆γ-羟基氧化钴的常规材料相比,在不添加任何导电剂的情况下,用包覆γ-羟基氧化钴的Ni（OH）2作为正极材料,其电化学性能在常温25℃和高温70℃下都有所提高,具有更高的电池放电容量,更好的电池高倍率放电性能和更稳定的电池充放电循环性能。循环伏安测试和稳态极化测试表明γ-羟基氧化钴包覆层的存在可以有效提高电极自身析氧过电位,抑制电池内部析氧副反应的发生,从而增加其充电效率。EIS测试表明包覆过γ-羟基氧化钴之后,球形Ni（OH）2电极的导电性明显提高,电荷传递阻抗明显减小。析氧过电位的提高和电荷转移阻抗的减小要归于γ-Co OOH包覆层的高导电性。（3）探讨了纳米级氢氧化钙的加入对电池高温性能所产生的影响。在球形氢氧化镍表面包覆γ-Co OOH后,创新性的使用一种价廉质优的纳米级高温添加剂Ca（OH）2,它可以很好的分散在活性物质材料表面。同时,γ-Co OOH和纳米级Ca（OH）2之间存在协同作用,引入纳米级氢氧化钙后,提高了电极自身的析氧过电位,增加了电池的充电效率,进一步提高了电池放电容量,高倍率放电性能和充放电循环稳定性,同时电池在高温下的电化学性能得到进一步改善。
二、球形氢氧化镍表面镀覆钴的结构与电极1C倍率放电容量（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、球形氢氧化镍表面镀覆钴的结构与电极1C倍率放电容量（论文提纲范文）
（1）基于过渡金属氧（硫）化物负极材料的电化学储能电池研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 电化学储能电池发展史 |
| 1.3 过渡金属氧(硫)化物负极材料研究进展及方向 |
| 1.3.1 MoS_2材料改性研究进展 |
| 1.3.2 MoO_3材料改性研究进展 |
| 1.3.3 NiO材料改性研究进展 |
| 1.3.4 TiO_2材料改性研究进展 |
| 1.4 电化学储能电池结构设计研究进展 |
| 1.5 课题研究思路及内容 |
| 第2章 实验用品及表征测试方法 |
| 2.1 实验材料及试剂 |
| 2.2 实验仪器及设备 |
| 2.3 电池材料形貌表征 |
| 2.4 电极材料结构表征 |
| 2.5 电池电化学性能测试 |
| 第3章 过渡金属氧(硫)化物负极材料的设计制备及锂离子电池性能研究 |
| 3.1 氧化镍材料改性及储锂性能研究 |
| 3.1.1 氧化镍/碳纳米管核壳结构材料制备及表征 |
| 3.1.2 氧化镍/碳纳米管锂电的组装及电化学性能分析 |
| 3.2 富缺陷过渡金属氧(硫)化物材料制备及储锂性能研究 |
| 3.2.1 富缺陷材料的合成及表征 |
| 3.2.2 富缺陷材料的电化学性能分析 |
| 3.3 MoO_3@MoS_2核壳结构材料的制备及储锂性能研究 |
| 3.3.1 MoO_3@MoS_2材料合成及表征 |
| 3.3.2 MoO_3@MoS_2材料的电化学性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 TiO_2(B)串球材料的设计制备及钠离子电池性能研究 |
| 4.1 TiO_2(B)串球材料的制备 |
| 4.2 TiO_2(B)串球材料的形貌结构表征 |
| 4.2.1 TiO_2(B)串球材料SEM及TEM表征 |
| 4.2.2 TiO_2(B)串球材料结构表征 |
| 4.3 TiO_2(B)串球钠电组装及电化学性能研究 |
| 4.3.1 TiO_2(B)串球钠电电化学动力学特性分析 |
| 4.3.2 TiO_2(B)串球钠电常温储钠特性分析 |
| 4.3.3 TiO_2B)串球钠电低温储钠特性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 负极隔膜一体化的新型锂离子电池结构研究 |
| 5.1 负极隔膜一体化电池结构及优势机理介绍 |
| 5.2 硫化钼基负极隔膜一体化电池组装及储锂性能研究 |
| 5.2.1 硫化钼复合隔膜制备及表征 |
| 5.2.2 硫化钼基一体化电池的储锂性能分析 |
| 5.3 氧化钼基一体化电池储锂性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（2）锂硫电池用氢氧化镍基复合材料的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1. 引言 |
| 1.2. 锂硫电池体系概述 |
| 1.2.1. 锂硫电池的结构及工作原理 |
| 1.2.2. 影响锂硫电池性能的主要原因 |
| 1.3. 锂硫电池正极材料的研究进展 |
| 1.3.1. 碳材料 |
| 1.3.2. 金属化合物材料 |
| 1.3.3. 复合材料 |
| 1.4. 锂硫电池隔膜改性方面的研究进展 |
| 1.4.1. 碳基改性隔膜 |
| 1.4.2. 金属化合物材料 |
| 1.4.3. 复合材料 |
| 1.5. 本课题研究的目的和意义 |
| 1.6. 研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1. 实验试剂 |
| 2.2. 实验仪器 |
| 2.3. 材料物理性能表征 |
| 2.3.1. 热重分析 |
| 2.3.2. X射线衍射分析 |
| 2.3.3. X射线光电子能谱分析 |
| 2.3.4. 扫描电子显微分析 |
| 2.3.5. 透射电子显微分析 |
| 2.3.6. 多硫化锂吸附性能分析 |
| 2.4. 电化学性能表征 |
| 2.4.1. 循环伏安测试 |
| 2.4.2. 充放电循环测试 |
| 2.4.3. 交流阻抗测试 |
| 第三章 石墨烯-硫-氢氧化镍自支撑复合材料的制备及其在锂硫电池中的应用研究 |
| 3.1. 引言 |
| 3.2. 实验部分 |
| 3.2.1. 材料制备 |
| 3.2.2. 材料表征 |
| 3.2.3. 电化学性能表征 |
| 3.3. 材料结构及形貌分析 |
| 3.4. 电化学性能对比 |
| 3.4.1. 循环伏安法测试对比 |
| 3.4.2. 充放电性能比较 |
| 3.4.3. 循环稳定性对比 |
| 3.4.4. 交流阻抗测试对比 |
| 3.4.5. 电池解剖分析 |
| 3.4.6. 电化学性能与部分文献进行对比分析 |
| 3.5. 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 花瓣状氢氧化镍/石墨烯复合材料修饰隔膜在锂硫电池中的应用 |
| 4.1. 引言 |
| 4.2. 实验部分 |
| 4.2.1. 材料制备 |
| 4.2.2. 材料表征 |
| 4.2.3. 电池组装 |
| 4.2.4. 多硫化锂溶液的制备 |
| 4.2.5. 对称电极测试 |
| 4.2.6. 成核试验 |
| 4.2.7. 理论计算 |
| 4.3. 材料结构及形貌分析 |
| 4.4. 电化学性能分析 |
| 4.4.1. 循环伏安图对比 |
| 4.4.2. 充放电性能对比 |
| 4.4.3. 循环稳定性对比 |
| 4.4.4. 交流阻抗测试 |
| 4.4.5. 机理探究 |
| 4.4.6. 电化学性能与部分文献进行对比分析 |
| 4.5.本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 水热法合成锰掺杂氢氧化镍材料对锂硫电池电化学性能的影响 |
| 5.1. 引言 |
| 5.2. 实验部分 |
| 5.2.1. 合成锰掺杂氢氧化镍材料 |
| 5.2.2. 材料表征 |
| 5.2.3. 扣式电池组装 |
| 5.2.4. 对称电极测试 |
| 5.2.5. 成核试验 |
| 5.2.6. 软包电池组装 |
| 5.3.材料结构及形貌分析 |
| 5.4. 电化学性能分析 |
| 5.4.1. 循环伏安法测试对比 |
| 5.4.2. 充放电性能对比 |
| 5.4.3. 循环稳定性对比 |
| 5.4.4. 交流阻抗对比 |
| 5.4.5. 成核测试对比 |
| 5.4.6. 循环后的锂片形貌分析 |
| 5.4.7. 软包电池性能测试 |
| 5.4.8. 电化学性能与部分文献进行对比分析 |
| 5.5. 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 结论及展望 |
| 6.1. 本文工作总结 |
| 6.2. 展望和工作不足 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间的学术成果 |
| 附件 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（3）球型α-Ni（OH）2的合成及电化学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 现阶段电池种类 |
| 1.2.1 铅酸蓄电池 |
| 1.2.2 镉镍蓄电池 |
| 1.2.3 氢化物镍蓄电池 |
| 1.2.4 锂离子电池 |
| 1.3 镍氢电池概述 |
| 1.3.1 镍氢电池的发展历程 |
| 1.3.2 镍氢电池的组成 |
| 1.3.3 镍氢电池的工作原理 |
| 1.4 镍氢电池的正极材料 |
| 1.4.1 氢氧化镍的分类和晶体结构 |
| 1.4.2 氢氧化镍的制备方法 |
| 1.4.3 氢氧化镍研究现状 |
| 1.5 本论文的研究思路和工作内容 |
| 1.5.1 论文的研究思路 |
| 1.5.2 论文的工作内容 |
| 第2章 样品制备及结构性能表征方法 |
| 2.1 实验试剂和仪器 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验设备和仪器 |
| 2.2 样品制备与原理 |
| 2.2.1 水热法合成 |
| 2.2.2 反应原理 |
| 2.3 表征方法 |
| 2.3.1 X射线衍射仪(XRD) |
| 2.3.2 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.3.3 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.3.4 X-射线光电子能谱分析(XPS) |
| 2.3.5 热重分析仪(TGA) |
| 2.3.6 红外光谱(FT-IR) |
| 2.3.7 N_2吸附脱附测试(BET) |
| 2.4 电池电极和三电极制备 |
| 2.4.1 电池正极制备 |
| 2.4.2 电池负极制备 |
| 2.4.3 三电极极片制备 |
| 2.4.4 电解液制备 |
| 2.4.5 电池组装和三电极组装 |
| 2.5 电化学性能测试 |
| 2.5.1 三电极测试 |
| 2.5.2 组装电池测试 |
| 第3章 Co元素掺杂α-Ni(OH)_2的合成及性能研究 |
| 3.1 实验和方法 |
| 3.2 Co掺杂α-Ni(OH)_2的形貌结构表征 |
| 3.2.1 样品结构测试分析 |
| 3.2.2 样品形貌测试分析 |
| 3.2.3 样品测试分析 |
| 3.3 样品电化学性能测试分析 |
| 3.3.1 样品电化学反应动力学 |
| 3.3.2 样品电化学学性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 Zn元素掺杂α-Ni(OH)_2的合成及性能研究 |
| 4.1 实验和方法 |
| 4.2 Zn掺杂α-Ni(OH)_2的形貌结构表征 |
| 4.2.1 Zn掺杂α-Ni(OH)_2结构测试分析 |
| 4.2.2 样品形貌测试分析 |
| 4.2.3 样品其他结构性能测试分析 |
| 4.3 样品电化学性能测试 |
| 4.3.1 倍率性能测试 |
| 4.3.2 循环放电性能测试 |
| 4.3.3 循环伏安(CV)测试 |
| 4.3.4 交流阻抗(EIS)测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 Mn元素掺杂α-Ni(OH)_2的合成及性能研究 |
| 5.1 实验和方法 |
| 5.2 Mn掺杂α-Ni(OH)_2的形貌结构表征 |
| 5.2.1 样品形貌结构表征 |
| 5.2.2 样品形貌测试分析 |
| 5.2.3 样品TEM测试分析 |
| 5.2.4 样品N_2吸附测试分析 |
| 5.2.5 样品热重(TGA)与FT-IR测试分析 |
| 5.3 电化学性能表征 |
| 5.3.1 样品动力学测试分析 |
| 5.3.2 样品电化学测试分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（4）锂离子电池正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2的制备与改性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池的概况 |
| 1.2.1 锂离子电池的发展概况 |
| 1.2.2 锂离子电池的结构和工作原理 |
| 1.3 锂离子电池正极材料介绍 |
| 1.3.1 钴酸锂正极材料 |
| 1.3.2 锰酸锂正极材料 |
| 1.3.3 磷酸铁锂正极材料 |
| 1.3.4 层状LiNi_(1-x-y)Co_xMn_y正极材料 |
| 1.4 层状三元材料Li(Ni_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3))O_2 |
| 1.4.1 层状三元材料Li(Ni_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3))O_2存在的问题 |
| 1.4.2 Li(Ni_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3))O_2的合成方法 |
| 1.4.3 Li(Ni_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3))O_2改性方法 |
| 1.5 课题研究的依据与研究内容 |
| 1.5.1 课题的研究依据 |
| 1.5.2 课题的研究内容 |
| 第二章 实验方法与表征手段 |
| 2.1 实验原料与设备 |
| 2.1.1 实验原料 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 实验样品的制备和扣式电池的组装 |
| 2.2.1 Li(Ni_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3))O_2样品的制备 |
| 2.2.2 电极片的制备 |
| 2.2.3 扣式电池的组装 |
| 2.3 材料的表征手段 |
| 2.3.1 X射线衍射 |
| 2.3.2 扫描电子显微镜 |
| 2.4 材料的电化学性能测试 |
| 2.4.1 恒流充放电测试 |
| 2.4.2 循环伏安法 |
| 2.4.3 交流阻抗法 |
| 第三章 配锂量对Li(Ni_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3))O_2正极材料的性能影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验与表征 |
| 3.3 结构与形貌分析 |
| 3.3.1 结构分析 |
| 3.3.2 形貌分析和元素分布 |
| 3.4 材料的电化学性能 |
| 3.4.1 首次充放电性能分析 |
| 3.4.2 循环性能分析 |
| 3.4.3 倍率性能分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 烧结温度对Li(Ni_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3))O_2正极材料的性能影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验与表征 |
| 4.3 Li(Ni_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3))O_2材料的结构与形貌分析 |
| 4.3.1 Li(Ni_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3))O_2结构分析 |
| 4.3.2 形貌分析和元素分布 |
| 4.4 Li(Ni_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3))O_2材料的电化学性能 |
| 4.4.1 首次充放电性能分析 |
| 4.4.2 循环性能分析 |
| 4.4.3 倍率性能分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 Li(Ni_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3))O_2材料的Al~(3+)掺杂改性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.3 结构与形貌分析 |
| 5.3.1 结构分析 |
| 5.3.2 形貌分析和元素分布 |
| 5.4 Al离子掺杂对电化学性能的影响 |
| 5.4.1 首次充放电性能分析 |
| 5.4.2 循环性能曲线分析 |
| 5.4.3 倍率性能分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文情况 |
（5）锌镍单液流电池正极掺杂改性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 锌镍单液流电池概述 |
| 1.2.1 锌镍单液流电池工作原理 |
| 1.2.2 锌镍单液流电池研究现状 |
| 1.3 锌镍单液流电池正极材料 |
| 1.3.1 正极材料Ni(OH)_2的充放电原理 |
| 1.3.2 金属元素掺杂正极材料Ni(OH)_2改性 |
| 1.4 第一性原理方法 |
| 1.4.1 密度泛函理论(DFT) |
| 1.4.2 第一性原理方法在电极材料研究中的应用 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 第2章 氢氧化镍的第一性原理计算 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 计算方法与模型 |
| 2.2.1 相关计算软件 |
| 2.2.2 建立模型 |
| 2.3 结果分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 实验方法、药品及仪器 |
| 3.1 实验药品与仪器 |
| 3.1.1 实验药品 |
| 3.1.2 实验仪器 |
| 3.2 制备工艺 |
| 3.2.1 样品制备 |
| 3.2.2 电极制备 |
| 3.3 电极材料的物理性能测试 |
| 3.3.1 物相分析测试 |
| 3.3.2 表面形貌测试 |
| 3.3.3 比表面积测试 |
| 3.4 电极材料的电化学性能测试 |
| 3.4.1 循环伏安法测试 |
| 3.4.2 恒流充放电测试 |
| 第4章 缓冲溶液法制备Mn掺杂Ni(OH)_2 的性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 电极材料的制备 |
| 4.2.2 电极极片的制作及配置电解液 |
| 4.3 结果分析 |
| 4.3.1 电极材料的XRD分析 |
| 4.3.2 电极材料的SEM测试 |
| 4.3.3 电极材料的BET测试 |
| 4.3.4 循环伏安测试 |
| 4.3.5 恒流充放电测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 Mn-Mg复合掺杂Ni(OH)_2 的性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 电极材料的制备 |
| 5.2.2 电极极片的制作及配置电解液 |
| 5.3 结果分析 |
| 5.3.1 电极材料的XRD分析 |
| 5.3.2 电极材料的SEM分析 |
| 5.3.3 循环伏安测试 |
| 5.3.4 恒流充放电测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（6）锌镍电池负极材料的回收及再生研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 锌镍电池简介 |
| 1.1.1 锌镍二次电池工作原理 |
| 1.1.2 锌镍二次电池结构 |
| 1.1.3 锌镍电池的发展及研究现状 |
| 1.1.4 锌镍电池的优势 |
| 1.1.5 锌镍电池存在问题及解决方法 |
| 1.2 废旧电池回收技术及研究现状 |
| 1.2.1 前期处理 |
| 1.2.2 回收技术 |
| 1.3 一种废旧锌镍电池回收再生思路 |
| 1.4 本课题研究意义及内容 |
| 第二章 实验 |
| 2.1 实验试剂与仪器设备 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 废旧锌镍电池的前期处理 |
| 2.2.2 废负极活性物质混合粉末酸浸实验 |
| 2.2.3 浸出后液除铜 |
| 2.2.4 锌铝水滑石的再生制备 |
| 2.2.5 锌酸钙的制备 |
| 2.2.6 电极片的制作 |
| 2.2.7 电解液的配置 |
| 2.3 分析检测方法 |
| 2.3.1 X射线能谱分析 |
| 2.3.2 XRD分析 |
| 2.3.3 电化学性能测试 |
| 第三章 废负极活性物质混合粉末硝酸浸出工艺研究 |
| 3.1 硝酸用量对浸出率的影响 |
| 3.2 时间对浸出率的影响 |
| 3.3 液固比对浸出率的影响 |
| 3.4 温度对浸出率的影响 |
| 3.5 硝酸浸出综合实验 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 硝酸浸出液除铜工艺条件探究 |
| 4.1 锌粉置换法除铜工艺条件探究 |
| 4.1.1 温度对铜去除率的影响 |
| 4.1.2 pH对铜去除率的影响 |
| 4.1.3 Zn粉用量对铜去除率的影响 |
| 4.1.4 反应时间对铜去除率的影响 |
| 4.1.5 锌粉置换法除铜综合实验 |
| 4.2 萃取法除铜工艺条件探究 |
| 4.2.1 pH对铜去除率的影响 |
| 4.2.2 相比对铜去除率的影响 |
| 4.2.3 混合时间对铜去除率的影响 |
| 4.2.4 萃取法除铜综合实验 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 再生制备负极材料及其电化学性能研究 |
| 5.1 锌铝水滑石的再生及其电化学性能 |
| 5.1.1 锌铝水滑石XRD |
| 5.1.2 锌铝水滑石电极电化学性能测试 |
| 5.2 锌酸钙的再生及其电化学性能 |
| 5.2.1 锌酸钙XRD分析 |
| 5.2.2 锌酸钙电极电化学性能测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录 A(攻读学位期间发表的论文) |
| 附录 B(攻读学位期间获得的奖励) |
（7）用于镍锌电池的镍基材料制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 镍锌电池的介绍 |
| 1.1 二次电池 |
| 1.2 镍锌电池工作原理 |
| 1.3 镍锌电池的组成 |
| 1.3.1 镍电极 |
| 1.3.2 锌电极 |
| 1.3.3 电解液 |
| 1.3.4 隔膜 |
| 1.4 镍锌电池正极活性物质Ni(OH)2的研究进展 |
| 1.4.1 氢氧化镍的结构特性 |
| 1.4.2 氢氧化镍的制备方法 |
| 1.4.3 氢氧化镍掺杂及表面修饰特性 |
| 1.4.4 氢氧化镍研究最新进展 |
| 1.5 锌电极的研究现状 |
| 1.5.1 锌电极存在的问题及解决方法 |
| 1.5.2 锌电极的研究进展 |
| 1.6 选题意义及研究内容 |
| 2 实验内容与测试方法 |
| 2.1 化学试剂及化学设备 |
| 2.1.1 化学试剂 |
| 2.1.2 实验仪器设备 |
| 2.2 电池的组装 |
| 2.2.1 锌电极的制备 |
| 2.2.2 镍电极的制备 |
| 2.2.3 电解液 |
| 2.2.4 电池组装 |
| 2.3 材料的电化学测试 |
| 2.3.1 循环伏安(CV)测试 |
| 2.3.2 恒流充放电测试 |
| 2.3.3 恒电流间歇滴定技术(GITT) |
| 2.4 材料的物性分析 |
| 2.4.1 傅里叶红外光谱分析(FTIR) |
| 2.4.2 X射线衍射(XRD) |
| 2.4.3 X射线光电子能谱分析(XPS) |
| 2.4.4 扫描电镜(SEM) |
| 2.4.5 透射电镜(TEM) |
| 3 掺杂Mo的 Ni(OH)_2的制备及其电化学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Mo-Ni(OH)_2的制备方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 Mo-Ni(OH)_2的结构分析 |
| 3.3.2 Mo-Ni(OH)_2的形态分析 |
| 3.3.3 Mo-Ni(OH)_2的电化学性能 |
| 3.3.4 镍钼比对电极材料性能的影响 |
| 3.3.5 Mo-Ni(OH)_2的比容量及循环稳定性分析 |
| 3.4 小结 |
| 4 用于Ni-Zn电池的三维花状Ni(OH)_2 的合成与研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 3D花状氢氧化镍(HPMo/Ni(OH)_2)的制备 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 HPMo/Ni(OH)_2 的结构分析 |
| 4.3.2 HPMo/Ni(OH)_2 的形态分析 |
| 4.3.3 制备机理 |
| 4.3.4 电化学分析 |
| 4.3.5 HPMo/Ni(OH)_2 比容及稳定性分析 |
| 4.4 小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（8）锌镍电池正极材料氢氧化镍研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 化学电源发展简介 |
| 1.2 锌镍电池简介 |
| 1.2.1 锌镍电池的工作原理 |
| 1.2.2 锌镍电池的结构 |
| 1.2.3 锌镍电池的特点 |
| 1.2.4 锌镍电池存在的主要问题及解决途径 |
| 1.2.5 锌镍电池研究情况介绍 |
| 1.2.6 其它镍基电池介绍 |
| 1.3 锌镍电池正极材料与制备工艺概述 |
| 1.3.1 氢氧化镍制备工艺概述 |
| 1.3.2 氢氧化镍的结构及充放电机理 |
| 1.3.3 镍电极种类及工艺概述 |
| 1.4 本文研究的内容、目的和意义 |
| 第二章 实验主要方法与设备 |
| 2.1 实验原料和实验仪器 |
| 2.1.1 化学药品 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 材料制备 |
| 2.2.1 液相沉淀法制备氢氧化镍材料 |
| 2.2.2 超声波场下球形氢氧化镍材料制备 |
| 2.2.3 球形氢氧化镍表面覆钴 |
| 2.3 材料性能表征 |
| 2.3.1 振实密度测量 |
| 2.3.2 粒度分析 |
| 2.3.3 XRD与SEM分析 |
| 2.4 模拟电池制备及性能测试 |
| 2.4.1 模拟电池制备 |
| 2.4.2 模拟电池性能测试 |
| 2.5 电化学测试 |
| 2.5.1 循环伏安特性曲线测试 |
| 2.5.2 Tafel极化曲线测试 |
| 2.5.3 电化学阻抗谱测试 |
| 第三章 液相沉淀法制备工艺研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 工艺参数的影响 |
| 3.2.1 反应体系pH |
| 3.2.2 反应物浓度 |
| 3.2.3 氨水浓度 |
| 3.2.4 搅拌强度 |
| 3.3 表面活性剂的影响 |
| 3.4 晶种对氢氧化镍的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 超声波法制备球形氢氧化镍的性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验结果与讨论 |
| 4.2.1 制备材料的性能表征 |
| 4.2.2 制备材料的性能测试 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 球形氢氧化镍表面覆钴研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验结果与讨论 |
| 5.2.1 制备材料的性能表征 |
| 5.2.2 制备材料的性能测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论及展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 作者在攻读硕士学位期间论文发表情况 |
（9）基于镍氢电池的Ni（OH）2电极材料的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 镍氢电池概述 |
| 1.1.1 镍氢电池的发展概况 |
| 1.1.2 镍氢电池的发展方向 |
| 1.2 Ni(OH)_2正极材料的研究进展 |
| 1.2.1 Ni(OH)_2正极材料的结构 |
| 1.2.2 Ni(OH)_2正极材料的反应过程和机理 |
| 1.2.3 Ni(OH)_2正极材料的制备工艺 |
| 1.2.4 Ni(OH)_2的层间堆垛方式和结构缺陷 |
| 1.2.5 球形氢氧化镍微结构和电化学性能关系 |
| 1.2.6 球形氢氧化镍微结构和制备过程的关系 |
| 1.3 添加剂对氢氧化镍电极的影响 |
| 1.3.1 共沉积方式 |
| 1.3.2 表面沉积方式 |
| 1.3.3 物理添加方式 |
| 1.3.4 电解液中添加方式 |
| 1.4 存在的问题及本文的内容 |
| 1.4.1 存在的问题 |
| 1.4.2 本文的内容 |
| 2 实验与方法 |
| 2.1 水热合成反应 |
| 2.1.1 实验方法 |
| 2.1.2 实验装置 |
| 2.2 控制结晶晶体生长“管道式合成”方法 |
| 2.2.1 实验原理 |
| 2.2.2 实验方法 |
| 2.2.3 实验装置 |
| 2.3 实验样品的表征 |
| 2.3.1 XRD 衍射分析 |
| 2.3.2 SEM 分析 |
| 2.3.3 红外光谱分析 |
| 2.4 电化学性能表征 |
| 2.4.1 充放电性能测试 |
| 2.4.2 研究电极的制备 |
| 2.4.3 充放电测试装置 |
| 2.4.4 充放电测试方法 |
| 3 氢氧化镍微结构和电化学性能的关系 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 XRD 衍射分析 |
| 3.3 红外光谱分析 |
| 3.4 SEM 分析 |
| 3.5 电化学性能的表征 |
| 3.5.1 充放电性能测试 |
| 3.5.2 循环寿命性能 |
| 3.6 其它制备条件对氢氧化镍微结构的影响 |
| 3.6.1 水热合成反应时间 |
| 3.6.2 溶剂氨水的影响 |
| 3.7 电化学性能与微结构的关系 |
| 3.7.1 放电容量与 d001的关系 |
| 3.7.2 放电容量与 XRD 衍射峰半高宽的关系 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 氢氧化镍微结构缺陷研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 氢氧化镍微结构缺陷的 X 射线衍射特征 |
| 4.3 固体材料微结构的 XRD 提取方法 |
| 4.4 β-Ni(OH)_2层错率的计算 |
| 4.4.1 XRD 衍射数据的测定 |
| 4.4.2 层错率的计算 |
| 4.4.3 充放电性能测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 新型氢氧化镍正极材料的表征 |
| 5.1 实验原料和制备方法 |
| 5.2 样品的 XRD 分析 |
| 5.3 样品的 SEM 结果分析 |
| 5.4 样品的电化学性能测试 |
| 5.4.1 25℃下样品的充放电性能 |
| 5.4.2 65℃样品充放电性能 |
| 5.4.3 循环性能 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 在学期间研究成果 |
| 致谢 |
（10）氢镍动力电池材料氢氧化镍的高温高倍率性能改进研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 化学电源简介 |
| 1.2 氢镍动力电池发展概况 |
| 1.3 Ni-MH电池正极材料改性研究进展 |
| 1.4 本论文研究的目的与主要内容 |
| 第二章 不同电解液及其添加剂NaBO2对Ni-MH电池高温性能影响研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验 |
| 2.2.1 电极和电池的制作 |
| 2.2.2 氢镍电池充放电测试以及镍电极的电化学性能测试 |
| 2.2.3 不同电解液中镍电极的表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 恒电流充放电测试 |
| 2.3.2 高温循环后电极的SEM图和XRD表征 |
| 2.3.3 电极循环伏安(CV)测试 |
| 2.3.4 不同电压条件下稳态极化电流的测试 |
| 2.3.5 电化学交流阻抗测试(EIS) |
| 2.3.6 电池自放电测试 |
| 2.4 结论 |
| 第三章 表面包覆 γ-CoOOH对球形氢氧化镍高温高倍率性能改进研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验 |
| 3.2.1 材料合成 |
| 3.2.2 样品表征 |
| 3.2.3 镍电极的制备和电化学性能测试 |
| 3.3 结果和讨论 |
| 3.3.1 材料表征 |
| 3.3.2 电池充放电测试 |
| 3.3.3 循环伏安测试(CV) |
| 3.3.4 电化学交流阻抗表征(EIS) |
| 3.3.5 不同电位下稳态极化测试 |
| 3.4 结论 |
| 第四章 钙源添加剂对球形氢氧化镍高温性能的进一步改进研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验 |
| 4.2.1 样品制备 |
| 4.2.2 样品表征 |
| 4.2.3 镍电极的制备和电化学性能测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 材料表征 |
| 4.3.2 电池充放电测试 |
| 4.3.3 循环伏安测试(CV) |
| 4.3.4 稳态极化测试 |
| 4.3.5 电化学交流阻抗测试(EIS) |
| 4.4 结论 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
| 致谢 |
四、球形氢氧化镍表面镀覆钴的结构与电极1C倍率放电容量（论文参考文献）
- [1]基于过渡金属氧（硫）化物负极材料的电化学储能电池研究[D]. 牛凯. 华北电力大学(北京), 2021
- [2]锂硫电池用氢氧化镍基复合材料的制备及性能研究[D]. 赵长锋. 山东大学, 2021
- [3]球型α-Ni（OH）2的合成及电化学性能研究[D]. 秦闰月. 燕山大学, 2021(01)
- [4]锂离子电池正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2的制备与改性研究[D]. 孙慧. 广西大学, 2020(07)
- [5]锌镍单液流电池正极掺杂改性研究[D]. 窦飞. 江苏科技大学, 2020(03)
- [6]锌镍电池负极材料的回收及再生研究[D]. 蔡云婷. 昆明理工大学, 2020(04)
- [7]用于镍锌电池的镍基材料制备与性能研究[D]. 周小杰. 大连理工大学, 2020(02)
- [8]锌镍电池正极材料氢氧化镍研究[D]. 吕祥. 昆明理工大学, 2017(01)
- [9]基于镍氢电池的Ni（OH）2电极材料的制备及性能研究[D]. 栗飞. 内蒙古科技大学, 2015(08)
- [10]氢镍动力电池材料氢氧化镍的高温高倍率性能改进研究[D]. 郭丹. 河南师范大学, 2015(02)