镍锌电池正极材料的研究

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二次镍锌电池以安全环保、能量密度高、工作电压高、无记忆效应以及价格低廉等优点广受人们关注,然而镍锌电池采取负极过量原则,且目前正极活性物质主要为β-Ni(OH)2,因此合成高容量、稳定性好的镍正极材料对改善镍正极具有重要的意义。本文通过化学共沉淀法制备出了电化学性能较好的α-Ni(OH)2正极材料,并将合成的样品装成二次镍锌电池,使用新威电池测试系统测试电化学性能。由于掺杂Al电化学性能较好、成本较便宜,因此本文制备的α-Ni(OH)2掺杂的金属元素主要为Al,实验中优化了制备α-Ni(OH)2的制备条件,得出最佳合成pH值为11.75,掺杂不同量Al时发现掺杂量为20%时样品放电容量最大,高达361mAh·g-1,且样品表现出的稳定性也较好。本文还分析了Al的掺杂方式对α-Ni(OH)2样品的影响,发现使用Al2(SO4)3·18H2O作为铝源掺杂效果不错。分析研究了不同温度下水热法合成样品的电化学性能,优化得知使用高压反应釜在140℃条件下合成的材料电化学性能最佳,达到了255mAh·g-1。通过对含Al的α-Ni(OH)2材料进行掺杂Zn发现,随着Zn含量的增加,放电比容量虽然有所降低,但是材料更易活化。最后通过对合成的α-Ni(OH)2进行物理掺杂和球磨搅拌,分析了处理前后样品的区别,并结合电化学工作站研究分析样品的电化学性能。
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