一、掺Zn球形氢氧化镍的研究(论文文献综述)
栗飞[1](2015)在《基于镍氢电池的Ni(OH)2电极材料的制备及性能研究》文中研究指明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[2](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》文中指出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。
张亚丽[3](2014)在《铝钴掺杂Ni(OH)2的制备及电化学性能研究》文中研究说明Ni(OH)2作为正极材料被广泛用于镍镉、镍锌和镍氢等二次电池中。为了提高Ni(OH)2电极的放电比容量,近年来研究热点转向α-Ni(OH)2的研制,然而α-Ni(OH)2不稳定,在碱性溶液中长时间放置容易转化成p型Ni(OH)2。为了改善α-Ni(OH)2的稳定性,国内外研究发现,可以通过引入正三价或正二价金属阳离子到Ni(OH)2晶格中,来得到结构稳定的α-Ni(OH)2o在众多的金属离子中,A1因成本低、摩尔质量小、不变价,除了能稳定α相外,还能提高放电比容量和放电平台,具有良好的充放电性能和较好的电化学循环性能,因而具有很大优势,但是这种材料活化较困难,大电流放电性能也较差。由于Co具有提高充电效率和电极反应的可逆性,增强电极导电性,改善大电流充放电性能等作用;另外研究表明,采用两种或两种以上金属阳离子进行复合掺杂,会产生电荷不平衡使得材料的稳定性增强,它们之间的相互协同作用更有利于提高材料的电化学性能。因此可以考虑通过Al和Co同时掺杂来提高氢氧化镍材料的电性能。本文研究的主要内容及结果如下:1.以硫酸镍、硫酸铝、硫酸钴为原料,采用氨络合化学沉淀法分别制备球形β-Ni(OH)2, Al、Co单独掺杂以及复合掺杂的Ni(OH)2样品。实验的工艺条件如下:NiSO4溶液浓度(或NiSO4与掺杂离子溶液浓度)为1mol/L, NaOH溶液浓度为2mol/L,镍氨比(摩尔比)为1:3,体系pH值控制在11左右,反应温度为60℃。2.利用X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM).X射线能谱分析(EDS)等物理测试手段,对不同条件制备得到的Ni(OH)2产品进行分析,研究掺杂离子的种类、掺杂量以及掺杂方式对Ni(OH)2粉体的晶型结构、微观形貌、粒度其分布的影响规律。结果表明:Al掺杂对Ni(OH)2晶型结构的影响较大,当Al摩尔分数大于10%时,样品为单相α-Ni(OH)2; Al掺杂样品为纳米球状颗粒,团聚明显。Co掺杂不改变Ni(OH)2的晶型结构,样品仍为β-Ni(OH)2; Co摩尔分数为15%的样品具有花瓣状结构。铝钴复合掺杂样品呈不规则层叠状,堆积密度大,晶型结构为α-Ni(OH)2o3.采用恒流充放电技术对不同掺杂离子的Ni(OH)2样品进行研究。结果表明:A1的掺入对Ni(OH)2电性能的影响很大,放电容量和放电平台均有很大提高,但大电流放电性能变差。Co的加入对材料的放电容量和放电平台的影响不是很明显,但大电流放电性能较好。Al/Co复合掺入可以明显提高材料的放电容量和放电平台;与单独掺A1的样品相比,铝钴复合掺杂样品的放电容量增加,放电平台有所下降,而大电流充放电性能提高;与单独掺Co的样品相比,铝钴复合掺杂样品的放电容量显着增加,放电平台升高,大电流充放电性能变化不大。
吴川眉,范桂芳,高文斌[4](2013)在《降低球形氢氧化镍中镉的研究与实践》文中提出针对某厂球形氢氧化镍中镉含量偏高的问题,结合球形氢氧化镍需要添加硫酸锌的生产特点,选用锌粉置换法降低硫酸镍蒸发母液中的镉,既降低了镉含量,又完成了球形氧化镍中锌的掺杂。结果表明,锌粉置换法降镉后,所得球形氢氧化镍质量优于国家标准,产品粒度细且分布均匀、球形度好,制备的电池比容量达到了270Ah/g,循环寿命达到了90%以上。
李晓峰,李正,董会超,夏同驰[5](2012)在《掺锰氢氧化镍的机械球磨工艺及电化学性能研究》文中认为采用机械球磨法,通过确定最佳的工艺条件(锰掺杂量为20%,球磨时间15 min,球料比8∶1,球磨机转速350 r/min,陈化温度70℃),制备出电化学性能良好的掺锰Ni(OH)2材料.经X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)测试,结果表明,掺锰氢氧化镍保持了β-Ni(OH)2的晶体结构,颗粒呈不规则形状,粒径约5μm.恒电流充放电测试结果表明,该材料的0.2 C放电比容量达到261 mAh/g,经过300次1 C循环后容量仍保持初始容量的90%.
蔡友强[6](2012)在《振荡流结晶反应器制备球形氢氧化镍的研究》文中研究指明振荡流反应器(Oscillatory Flow Reactor, OFR)是一种新型化工过程设备,在强化传递性能方面有独特的优势。其混合、传热和传质性能优异,工艺过程简单易控,因此成为了目前新型反应设备的研究热点。目前,振荡流反应器在聚合反应、悬浮粒子分离、絮凝过滤、溶液结晶等领域都有工业应用。结晶是化工过程的一个重要操作单元,是化工产品生产中的一个重要环节,它不仅用于某些化工产品的生产,还在产品的分离、提纯、净化等方面有着广泛的应用。而目前振荡流反应器在结晶方面的应用仅局限于溶液结晶体系,在反应结晶方面的应用尚未见报道。因此本文以球形氢氧化镍的反应结晶生产过程为实例,探索振荡流反应器在反应结晶工艺中的应用。本文使用控制结晶法并以氨作为配合剂制备球形氢氧化镍。从反应结晶过程分析出发,在改造的四口烧瓶中具体研究了以下操作工艺参数对最终产品的振实密度、松装密度和颗粒平均粒径的影响及变化趋势:反应时间、反应体系pH、氨浓度、搅拌强度、反应温度。实验结果表明,反应时间的延长(0-20h)、反应体系pH的降低(10.6-11.4)、氨浓度的提高(0.2-0.8mol/L)、搅拌强度的加大(200-800rpm)、反应温度的提高(45~60℃),能够提升球镍产品的质量。实际反应时操作工艺参数的设定需综合考虑能耗、操作环境、设备损耗和料液损失等其它因素。实验最初尝试使用原有锥环挡板振荡流反应器直接应用于球镍生产。研究发现,物料在加入腔室内难以快速分散,且由于单个腔室的体积较小造成局部过饱和度过高,因此不易获得球形的氢氧化镍。为此,需要设置独立分散区以解决上述问题。基于控制结晶法的工艺参数研究及原有振荡流反应器的实验,本研究设计并搭建了振荡流结晶反应器小试装置。该反应器顶部集成了一段搅拌管作为独立分散区。实验结果表明,振荡流结晶反应器生产所得的球镍产品质量相比原振荡流反应器有大幅的提升。同时,在振荡流结晶反应器中研究了以下操作工艺参数对最终产品的振实密度、松装密度和颗粒平均粒径的影响及变化趋势:振荡频率、平均停留时间、反应液初始浓度、反应体系pH及氨浓度。实验结果表明,振荡频率的提高(0~3Hz)及平均停留时间的延长(0~10小时)能够提升球镍的产品质量;对于此反应器,存在最佳反应液初始浓度;反应体系pH及氨浓度对产品质量的变化趋势与工艺参数研究结果相似,但由于搅拌的分散效果不足,球镍的产品质量不及四口烧瓶中获得的产品质量,这也是未来振荡流结晶反应器需要改进的方向。
赫文秀,安胜利,张永强,孙海峰,杨慧,蒋文全[7](2010)在《复合包覆Co(OH)x+Yb(OH)3的Ni(OH)2正极材料的高温性能研究》文中认为化学共沉淀法合成氢氧化镍,并在表面用"梯度共晶法"复合包覆Co(OH)x+Yb(OH)3。XRD,XPS,SEM表征结果表明:制备的样品为六方球形β-N i(OH)2,表面包覆了Co(OH)x+Yb(OH)3,Co的存在形式应该主要为Co2+及少量的Co3+。65℃下0.2C,1C和3C恒电流充放电时,复合包覆Co(OH)x+2%Yb(OH)3的氢氧化镍的放电比容量和放电效率最大。大倍率充放电和循环稳定性等性能也得到改善。
梁舒萍,胡晓洪,许虹,卢焕英[8](2009)在《氢氧化镍电极的修饰及电化学性能的研究》文中指出镍系列二次电池的正极活性物质Ni(OH)2的晶型和镍电极的制备工艺对电池的性能具有较大的影响。文章以镍-氢电池作为对象,着重研究作为电池正极的氢氧化镍电极。通过不同的方法制备电极的活性物质Ni(OH)2,以Co、Zn和稀土作为掺杂剂对电极进行修饰,并对不同掺杂方式构成的电池进行了测试。用金相显微镜来观察Ni(OH)2的外观、颗粒大小;通过恒电流放电曲线比较各电极的放电性能,并通过XRD谱图了解样品的晶型结构。电池性能测试结果表明:采用配位沉淀法制备的Ni(OH)2晶体为最佳;在添加剂方面,Zn、Co、Sm均对镍电极的电化学性能影响较大。
夏新辉[9](2007)在《氢氧化镍正极材料的合成及其添加剂研究》文中提出随着人们对高性能环保电池的迫切需求,镍氢电池产业得到了快速发展,同时也对Ni/MH电池中的镍电极提出了更高的要求。本论文在全面综述国内外镍电极研究进展的基础上,采用化学共沉淀方法制备了碳包覆氢氧化镍复合材料,并对其微结构和电化学性能进行了研究,此外还对镍电极一些添加剂的影响和作用机理进行了探讨。在论文第三章中,作者采用络合沉淀法制备了新型碳包覆氢氧化镍,并通过恒电流充放电、循环伏安、交流阻抗等方法研究了碳包覆氢氧化镍的电化学性能。制备的Ni(OH)2/C粉末为类球状,粒径在10μm以下,其二次晶粒为立体花瓣状。XRD分析表明:制备的Ni(OH)2/C为β型氢氧化镍;碳含量为1%的Ni(OH)2/C具有最好的放电容量和充放电平台,其放电比容量达289mAh/g。Ni(OH)2/C具有优异高倍率充放电性能,在1C、5C和10C倍率循环过程中,Ni(OH)2/C镍电极不仅具有很高的放电比容量,而且在循环过程中表现出很好的容量稳定性,其在1C、5C和10C倍率下的平均放电比容量分别为281、273和250mAh/g。循环伏安和交流阻抗研究表明,Ni(OH)2/C具有良好的电化学活性和反应可逆性以及γ-NiOOH抑制能力。在论文第四章中,作者探索了硫酸钴作为添加剂对镍电极和Ni/MH电池电化学性能的影响,发现CoSO4作为添加剂能明显改善镍电极的电化学反应活性和可逆性,并随着添加量的增加而增大。CoSO4经过3~5次充放电循环后转变为β-CoOOH,为氢氧化镍颗粒及其与基体之间提供了良好的电子通道,降低了电荷转移阻抗和质子扩散阻抗,降低了镍电极的过电位,提高了镍电极的导电性、放电容量和活性物质利用率。硫酸钴中有很强的造孔能力,有利于电解液在电极内部的扩散和质子扩散,但添加量过大会阻碍质子扩散。以含CoSO4镍电极为正极组装的Ni/MH电池具有优异的循环充放电性能,SO42-对正负极均无毒害作用。与CoO相比,CoSO4具有制备工艺简单,长时间存放不容易氧化,价格低廉等优点,可替代Ni/MH电池工业常用的CoO,大大降低电池成本。在论文第五章中,作者通过循环伏安法筛选镍电极的高温添加剂,发现TiO2、ZrO2能有效抑制析氧副反应的发生,提高了镍电极的充电效率,从而提高了镍电极在高温下的放电比容量。
吴建波[10](2007)在《Ni(OH)2电极纳米添加剂对MH/Ni电池高倍率性能影响的作用机理》文中研究表明金属氢化物镍(MH/Ni)电池是现今应用最广泛的二次电池之一,提高MH/Ni电池的功率特性是MH/Ni电池在电动汽车等领域推广应用的重要任务。但正极活性材料β-Ni(OH)2导电性差的特点影响了MH/Ni电池高倍率性能的提高。本论文合成了纳米CoO、多壁碳纳米管、球形纳米α-Ni(OH)2和表面非晶态纳米碳,并将这些纳米材料作为MH/Ni电池Ni(OH)2电极的添加剂,通过XRD、SEM和TEM等方法对纳米添加剂进行了微观组织结构分析;利用循环伏安、交流阻抗和恒电流充放电等方法,对含纳米添加剂的Ni(OH)2电极和密封MH/Ni电池进行了电化学性能测试,分析了各种纳米添加剂对MH/Ni电池综合电化学性能的影响,尤其是对高倍率性能的影响。采用液相沉淀法合成纳米棒状CoCO3前驱体,真空分解前驱体制备了直径约80 nm、均匀分散的短棒状纳米CoO粉末。研究发现:同添加普通亚微米级CoO的电极相比,添加纳米CoO有效地减小了Ni(OH)2电极电化学反应的欧姆阻抗和反应阻抗,减小电化学反应氧化还原峰值电位间距,提高电化学反应的反应电位。当纳米CoO含量为8 wt.%时,放电比容量达到283 mAh/g,与β-Ni(OH)2的理论比容量接近。正极添加纳米CoO的密封MH/Ni电池具有放电比容量高、放电电压高、内阻小、循环寿命长和高倍率放电性能优异等特性。正极添加8 wt.%CoO的MH/Ni电池在10 C放电倍率下放电容量仍保有设计容量的90%,电池寿命为165次,相比较添加普通亚微米CoO的MH/Ni电池的115次,提高了近43%。利用化学气相沉积法(CVD)催化分解乙炔制备了结晶性良好的多壁碳纳米管(CNTs),管径约10 nm。研究结果表明,将纯化、分散处理后的多壁CNTs添加到MH/Ni电池的正极,形成以CNTs为骨架的复合导电网络,同时又由于CNTs的高强度和高韧性而维护了网络的完整性。电化学交流阻抗和线性极化曲线测试证实了添加CNTs电极内部欧姆阻抗和电化学反应阻抗减小,电极交换电流密度提高。正极添加CNTs的密封碱性MH/Ni二次电池,具有放电比容量高、容量衰减慢、循环寿命长、内阻小及内阻增长速率慢,放电中值电压高等特性。在高倍率放电条件下正极添加CNTs的作用更为明显。0.5 wt.%是比较合适的添加比例,其在10 C放电条件下当循环次数达到120次时容量保持率仍有85%。添加过多的CNTs,对电池性能的提高无益。采用合适的反应温度和葡萄糖溶液浓度,通过水热反应实现了对球形β-Ni(OH)2表面非晶态纳米碳修饰。电化学测试表明,在0.2 C和1 C的低中倍率下,虽然表面碳修饰的β-Ni(OH)2电极电化学循环性能更稳定,但电极活性物质球形β-Ni(OH)2的利用率约为87%,比普通Ni(OH)2电极减少约10%。但在3 C倍率放电条件下,表面碳修饰的β-Ni(OH)2电极在循环30周期后放电容量基本没有变化,且放电电压高出普通Ni(OH)2电极约30 mV。此外,为了更好的实现碳修饰β-Ni(OH)2电极的高倍率性能,应适当添加约6 wt.%CoO。采用湿化学沉淀法在醇-水体系中制备了结晶良好、粒度约20-30 nm、振实密度为1.7 g/ml的球形α-Ni(OH)2,并研究讨论了络合剂与陈化时间对α-Ni(OH)2组织结构的影响。含10 wt.%α-Ni(OH)2的复相β/α-Ni(OH)2粉体,振实密度高达2.41g/ml。对β/α-Ni(OH)2复相电极材料电化学性能的研究发现,纳米α-Ni(OH)2的电化学活性高于β-Ni(OH)2。纳米球形α-Ni(OH)2的添加提高了电极的放电比容量、放电电压和循环寿命。纳米α-Ni(OH)2的最佳含量为10 wt.%,添加过多的纳米α-Ni(OH)2会恶化电极的电化学性能。
二、掺Zn球形氢氧化镍的研究(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、掺Zn球形氢氧化镍的研究(论文提纲范文)
(1)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 |
(2)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 |
(3)铝钴掺杂Ni(OH)2的制备及电化学性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.1.1 镍氢电池的发展背景 |
1.1.2 镍氢电池的前景 |
1.1.3 镍氢电池领域的主要技术发展趋势 |
1.1.4 镍氢电池的工作原理 |
1.2 氢氧化镍研究概况 |
1.2.1 氢氧化镍的结构及其性质 |
1.2.2 国内外研究现状 |
1.3 α-Ni(OH)_2的掺杂改性研究 |
1.3.1 金属离子稳定α-Ni(OH)_2的作用机理 |
1.3.2 取代金属离子对a-M(:OH)2电化学性能的影响 |
1.3.3 稳定a-Ni(OH:)2的制备方法 |
1.4 制备工艺条件对Ni(OH)_2性能的影响 |
1.4.1 pH值的影响 |
1.4.2 反应温度的影响 |
1.4.3 氨水的影响 |
1.4.4 烘干温度的影响 |
1.4.5 搅拌条件的影响 |
1.4.6 阴离子对Ni(OH)_2性能的影响 |
1.5 研究目的、意义和内容 |
第2章 Ni(OH)_2粉体的制备 |
2.1 实验药品及仪器 |
2.1.1 实验药品 |
2.1.2 实验仪器 |
2.2 实验原理 |
2.3 实验方案 |
2.3.1 实验流程 |
2.3.2 实验设计方案 |
2.3.3 实验步骤 |
2.4 表征方法 |
2.4.1 X射线衍射仪(XRD) |
2.4.2 X射线能谱仪(EDS) |
2.4.3 扫描电子显微镜(SEM) |
2.5 本章小结 |
第3章 Ni(OH)_2制备工艺的分析和研究 |
3.1 球形β-Ni(OH)_2 |
3.1.1 球形β-Ni(OH)_2的晶型结构 |
3.1.2 球形β-Ni(OH)_2的微观形貌 |
3.2 掺杂Al的Ni(OH)_2 |
3.2.1 掺杂Al的Ni(OH)_2的晶型结构 |
3.2.2 掺杂Al的Ni(OH)_2的微观形貌 |
3.3 掺杂Co的Ni(OH)_2 |
3.3.1 掺杂Co的Ni(OH)_2的晶型结构 |
3.3.2 掺杂Co的Ni(OH)_2的微观形貌 |
3.4 Al/Co掺杂的Ni(OH)_2 |
3.4.1 Al/Co掺杂的Ni(OH)_2的晶型结构 |
3.4.2 Al/Co掺杂的Ni(OH)_2的微观形貌 |
3.5 Ni(OH)2的EDS分析 |
3.6 本章小结 |
第4章 Ni(OH)_2的电性能研究 |
4.1 Ni(OH)_2电极的制备 |
4.1.1 镍电极的制备技术 |
4.1.2 泡沫镍电极的制备方法 |
4.2 电化学性能测试 |
4.2.1 方法介绍 |
4.2.2 充放电制度 |
4.3 Ni(OH)_2的电化学性能 |
4.3.1 Al掺杂Ni(OH)_2的电化学性能 |
4.3.2 Co掺杂Ni(OH)_2的电化学性能 |
4.3.3 Al/Co掺杂Ni(OH)_2的电化学性能 |
4.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
(4)降低球形氢氧化镍中镉的研究与实践(论文提纲范文)
球形氢氧化镍中Cd产生原因分析 |
球形氢氧化镍的制备工艺简述 |
1球形氢氧化镍的制备原理 |
2掺杂的作用和机理 |
Zn粉置换法降低Cd元素的实践 |
1 Zn粉置换法原理 |
2 Zn粉置换法实验 |
3掺Zn球形氧化镍性能测试 |
结论 |
(5)掺锰氢氧化镍的机械球磨工艺及电化学性能研究(论文提纲范文)
0 引言 |
1 实验 |
1.1 掺锰氢氧化镍材料的制备 |
1.2 模拟电池组装和性能测试 |
1.3 材料的结构和形貌测试 |
2 结果与讨论 |
2.1 不同锰掺杂量对氢氧化镍结构和电化学性能的影响 |
2.2 球磨法制备掺锰氢氧化镍的工艺优化 |
2.2.1 球磨时间 |
2.2.2 球磨机转速 |
2.2.3 球料比 |
2.2.4 陈化温度 |
2.3 掺锰氢氧化镍的形貌和电化学性能测试 |
2.3.1 形貌分析 |
2.3.2 电化学性能测试 |
3 结论 |
(6)振荡流结晶反应器制备球形氢氧化镍的研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
目次 |
1 研究背景 |
1.1 引言 |
1.2 氢氧化镍生产工艺 |
1.2.1 化学沉淀法/控制结晶法 |
1.2.2 粉末金属法 |
1.2.3 金属镍电解法 |
1.2.4 小结 |
1.3 氨配法工艺条件研究 |
1.3.1 酸值/pH的影响 |
1.3.2 氨浓度的影响 |
1.3.3 反应温度的影响 |
1.3.4 反应时间的影响 |
1.4 振荡流反应器 |
1.4.1 振荡流反应器的结构 |
1.4.2 振荡流反应器的优点 |
1.4.3 振荡流反应器的应用研究 |
1.4.4 振荡流反应器在结晶方面的应用 |
2 研究课题的原因及意义 |
2.1 研究课题的提出 |
2.1.1 反应结晶过程 |
2.1.2 振荡流结晶反应器制备球镍 |
2.2 研究内容与目标 |
2.2.1 球镍生产工艺参数研究 |
2.2.2 振荡流结晶反应装置生产过程研究 |
3 球镍生产工艺参数研究 |
3.1 反应结晶过程分析 |
3.1.1 过饱和度分析 |
3.1.2 形成晶核分析 |
3.1.3 晶核生长分析 |
3.1.4 老化过程分析 |
3.1.5 反应结晶过程分析小结 |
3.2 研究方案 |
3.2.1 实验试剂与仪器 |
3.2.2 实验装置 |
3.2.3 控制结晶制备步骤 |
3.2.4 研究结果表征方法 |
3.3 实验结果分析 |
3.3.1 无配合剂的初步实验 |
3.3.2 反应时间 |
3.3.3 反应体系pH值 |
3.3.4 氨浓度 |
3.3.5 搅拌强度 |
3.3.6 反应温度 |
3.4 小结 |
4 振荡流结晶反应装置间歇生产过程 |
4.1 锥环挡板振荡流反应器 |
4.2 研究方案 |
4.2.1 实验试剂与仪器 |
4.2.2 实验装置设计 |
4.2.3 实验步骤 |
4.3 实验结果分析 |
4.3.1 搅拌管的影响 |
4.3.2 振荡频率 |
4.3.3 平均停留时间 |
4.3.4 反应液初始浓度 |
4.3.5 反应体系pH值 |
4.3.6 氨浓度 |
4.4 小结 |
5 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
作者简历及科研成果 |
(7)复合包覆Co(OH)x+Yb(OH)3的Ni(OH)2正极材料的高温性能研究(论文提纲范文)
1 实 验 |
1.1 试剂与仪器 |
1.2 实验过程样品制备 |
1.3 电极制备及充放电制度 |
2 结果与讨论 |
2.1 XRD衍射结果 |
2.2 SEM和XPS分析结果 |
2.3 包覆Yb (OH) 3的氢氧化镍在不同温度下0.2C充放电性能 |
2.4 包覆Yb (OH) 3的氢氧化镍在65 ℃下1C和3C充放电性能 |
2.5 不同充放电倍率对包覆Yb (OH) 3的氢氧化镍高温性能的影响 |
2.6 未包覆和包覆Yb氢氧化镍高温循环性能 |
3 结 论 |
(8)氢氧化镍电极的修饰及电化学性能的研究(论文提纲范文)
1 实验部分 |
1.1 仪器设备及试剂 |
1.2 Ni (OH) 2的制备方法 |
1.2.1 直接沉淀法 |
1.2.2 均相沉淀法 |
1.2.3 配位沉淀法 |
1.3 泡沫镍电极的性能测试 |
1.3.1 泡沫镍电极的制备工艺 |
1.3.2 泡沫镍电极的恒流充放电测试 |
1.3.3 结论 |
1.4 添加剂对Ni (OH) 2电极的影响 |
1.4.1 添加剂的选择 |
1.4.2 掺杂方法 |
1.4.3 添加稀土氧化物 |
1.4.4 X射线衍射测试 |
2 结果与讨论 |
2.1 制备Ni (OH) 2方法的选择 |
2.2 Co、Zn添加剂对电极性能的影响 |
2.3 稀土氧化物对电极性能的影响 |
(9)氢氧化镍正极材料的合成及其添加剂研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 镍氢电池及镍电极的发展现状及简史 |
1.2.1 镍氢电池的发展 |
1.2.2 镍电极发展简史 |
1.2.3 镍氢电池工作的基本原理 |
1.3 镍电极活性物质的结构和性质 |
1.4 氢氧化镍的制备方法 |
1.4.1 络合物法 |
1.4.2 缓冲溶液法 |
1.4.3 直接生成法 |
1.4.4 粉末金属法(或称高压法) |
1.4.5 树脂交换法 |
1.4.6 电解法 |
1.5 添加剂对镍电极性能的影响 |
1.5.1 钴及其化合物 |
1.5.2 Zn及其化合物 |
1.5.3 Al |
1.5.4 稀土元素 |
1.5.5 其他元素及其化合物 |
1.6 电极制备工艺条件对镍电极性能的影响 |
1.7 论文选题的目的及意义 |
参考文献 |
第二章 实验内容及测试方法 |
2.1 研究内容 |
2.2 化学药品和仪器 |
2.3 样品的物理性质测试与电化学性能研究 |
2.3.1 振实密度的测量 |
2.3.2 分析表征测试手段 |
2.3.3 涂膏式电极的制作 |
2.4 电化学性能测试 |
2.4.1 恒电流充放电性能测试 |
2.4.2 循环伏安、交流阻抗等测试 |
第三章 碳包覆氢氧化镍正极材料的制备与电化学性能 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验装置及流程 |
3.2.2 碳包覆氢氧化镍Ni(OH)_2/C的制备 |
3.2.3 镍电极的制备 |
3.2.4 电化学性能测试 |
3.2.5 结构分析和表面形貌观察 |
3.3 实验结果与讨论 |
3.3.1 碳含量对放电比容量的影响 |
3.3.2 样品的形貌、结构特征和振实密度 |
3.3.3 高倍率循环性能 |
3.3.4 放电中值电位分析 |
3.3.5 循环伏安研究 |
3.3.6 镍电极交流阻抗测试 |
3.4 结论 |
参考文献 |
第四章 硫酸钴对镍电极电化学性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 镍电极的制备 |
4.2.2 电化学性能测试 |
4.3.3 结构分析和表面形貌观察 |
4.3 实验结果和讨论 |
4.3.1 硫酸钴对镍电极电化学性能的影响 |
4.3.2 XRD分析和SEM特征 |
4.3.3 循环伏安分析 |
4.3.4 氢氧化镍电极交流阻抗测试 |
4.3.5 硫酸钴对镍电极循环性能的影响 |
4.3.6 硫酸钴对Ni/MH电池循环性能的影响 |
4.4 结论 |
参考文献 |
第五章 镍电极高温充放电性能 |
5.1引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 镍电极的制备 |
5.2.2 电化学性能测试 |
5.3 实验结果与讨论 |
5.3.1 镍电极高温充放电研究 |
5.3.2 高温添加剂的循环伏安选择 |
5.3.3 添加TiO_2镍电极充放电性能 |
5.3.4 添加ZrO_2镍电极充放电性能 |
5.4 结论 |
参考文献 |
第六章 总结与展望 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(10)Ni(OH)2电极纳米添加剂对MH/Ni电池高倍率性能影响的作用机理(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1.引言 |
1.2.高倍率MH/Ni电池的发展需求 |
1.2.1.新形势下高倍率二次电池的发展需求 |
1.2.2.MH/Ni电池在高倍率性能方面的优势 |
1.2.3.在我国发展高倍率MH/Ni电池的必要性 |
1.3.MH/Ni电池简介 |
1.3.1.MH/Ni电池的发展历史 |
1.3.2.MH/Ni电池的结构 |
1.3.3.MH/Ni电池的工作原理 |
1.4.MH/Ni电池材料 |
1.4.1.MH/Ni电池正极活性材料 |
1.4.2.MH/Ni电池负极储氢合金材料简介 |
1.4.3.MH/Ni电池正极常用添加剂 |
1.5.当前MH/Ni电池正极材料研究热点 |
1.5.1.高容量MH/Ni电池正极材料研究 |
1.5.2.高功率MH/Ni电池正极材料研究 |
1.5.3.应用于极端温度条件的MH/Ni电池正极材料研究 |
1.6.选题依据及拟研究内容 |
第二章 实验方法 |
2.1.材料的合成 |
2.1.1.材料合成原料 |
2.1.2.纳米CoO的制备 |
2.1.3.化学催化气相沉积法(CCVD)制备碳纳米管(CNTs) |
2.1.4.水热法制备碳包覆球形Ni(OH)_2 |
2.1.5.湿化学沉淀法制备纳米球形Al取代α-Ni(OH)_2 |
2.2.材料的分析与表征 |
2.2.1.物相分析 |
2.2.2.表面形貌分析 |
2.2.3.微观结构分析 |
2.2.4.热重差热分析 |
2.3.电极的制备及其电化学测试 |
2.3.1.电极的制备 |
2.3.2.模拟电池的结构 |
2.3.3.密封圆柱型MH/Ni电池制备工艺 |
2.3.4.电化学测试 |
第三章 纳米CoO的制备及其对MH/Ni电池高倍率性能的影响 |
3.1.引言 |
3.2.纳米CoO的制备 |
3.2.1.液相法制备纳米CoCO_3前驱体 |
3.2.2.纳米CoCO_3的真空分解 |
3.3.纳米氧化亚钴对电极电化学性能的影响 |
3.3.1.交流阻抗谱(EIS)分析 |
3.3.2.循环伏安分析 |
3.3.3.纳米CoO对电极恒电流充放电循环性能的影响 |
3.4.纳米CoO对密封碱性MH/Ni电池高倍率性能的影响 |
3.4.1.纳米CoO对高倍率放电条件下正极放电比容量的影响 |
3.4.2.纳米CoO对高倍率放电条件下电池内阻的影响 |
3.4.3.纳米对高倍率放电条件下电池中值电压的影响 |
3.4.4.纳米CoO对MH/Ni电池高倍率放电性能指数的影响 |
3.5.小结 |
第四章 多壁碳纳米管对MH/Ni电池高倍率放电性能的影响 |
4.1.引言 |
4.2.多壁CNTs的制备 |
4.3.多壁CNTs对Ni(OH)_2电极性能的影响 |
4.3.1.多壁CNTs对电极线型扫描极化曲线的影响 |
4.3.2.对交流阻抗谱的影响 |
4.3.3.对电极放电电压平台的影响 |
4.3.4.多壁CNTs对电极放电容量的影响 |
4.4.高倍率放电条件下多壁CNTs对MH/Ni电池性能的影响 |
4.4.1.对循环容量及其保持率的影响 |
4.4.2.循环过程中内阻的变化 |
4.4.3.对电池放电平台的影响 |
4.4.4.对高倍率放电性能参数的影响 |
4.5.小结 |
第五章 碳修饰球形Ni(OH)_2的制备及其高倍率放电性能 |
5.1.引言 |
5.2.碳修饰球形Ni(OH)_2的制备 |
5.2.1.碳修饰球形Ni(OH)_2的微观结构与表征 |
5.2.2.水热温度对修饰作用的影响 |
5.2.3.葡萄糖溶液浓度对修饰作用的影响 |
5.3.碳修饰球形Ni(OH)_2的恒电流放电性能 |
5.3.1.Ni(OH)_2表面碳修饰对电极恒电流放电性能的影响 |
5.3.2.碳修饰对Ni(OH)_2电极放电电压的影响 |
5.4.小结 |
第六章 纳米α-Ni(OH)_2的制备及β/αNi(OH)_2复相电极的电化学性能 |
6.1.引言 |
6.2.纳米α-Ni(OH)_2的制备 |
6.2.1.不同溶剂条件对α-Ni(OH)_2的结构与形貌的影响 |
6.2.2.不同陈化时间对α-Ni(OH)_2的结构与形貌的影响 |
6.3.β/α-Ni(OH)_2复相电极的电化学性能 |
6.3.1.β/α-Ni(OH)_2复相电极的形貌 |
6.3.2.循环伏安法对β/α-Ni(OH)_2复相电极的研究 |
6.3.3.恒电流法对β/α-Ni(OH)_2复相电极的研究 |
6.4.小结 |
第七章结论与展望 |
参考文献 |
附录Ⅰ.博士生学习期间完成的论文与专利 |
附录Ⅱ.致谢 |
四、掺Zn球形氢氧化镍的研究(论文参考文献)
- [1]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)
- [2]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)
- [3]铝钴掺杂Ni(OH)2的制备及电化学性能研究[D]. 张亚丽. 兰州理工大学, 2014(10)
- [4]降低球形氢氧化镍中镉的研究与实践[J]. 吴川眉,范桂芳,高文斌. 世界有色金属, 2013(12)
- [5]掺锰氢氧化镍的机械球磨工艺及电化学性能研究[J]. 李晓峰,李正,董会超,夏同驰. 郑州轻工业学院学报(自然科学版), 2012(01)
- [6]振荡流结晶反应器制备球形氢氧化镍的研究[D]. 蔡友强. 浙江大学, 2012(04)
- [7]复合包覆Co(OH)x+Yb(OH)3的Ni(OH)2正极材料的高温性能研究[J]. 赫文秀,安胜利,张永强,孙海峰,杨慧,蒋文全. 中国稀土学报, 2010(04)
- [8]氢氧化镍电极的修饰及电化学性能的研究[J]. 梁舒萍,胡晓洪,许虹,卢焕英. 广东化工, 2009(04)
- [9]氢氧化镍正极材料的合成及其添加剂研究[D]. 夏新辉. 浙江工业大学, 2007(06)
- [10]Ni(OH)2电极纳米添加剂对MH/Ni电池高倍率性能影响的作用机理[D]. 吴建波. 浙江大学, 2007(02)