高堆积密度球形氢氧化镍制备技术研究

发布时间：2017-10-12 10:27

  本文关键词：高堆积密度球形氢氧化镍制备技术研究

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【摘要】：本文首先在普通搅拌反应器中得到较优的制备氢氧化镍的工艺条件,再分两方面进行研究。其一,进行掺杂剂的选取和研究,选取合适添加剂和添加量;其二,利用定-转子反应器合成氢氧化镍样品：通过定-转子反应器可以促进反应物料的微观混合,强化反应混合。本文通过实验筛选较优的工艺条件、掺杂元素以及掺杂量,借助XRD、SEM、TG-DTA以及粒度分布等测试方法对氢氧化镍样品的结构和形貌进行表征和分析。同时,通过恒流放电和循环伏安法考察了氢氧化镍样品的电性能。本文采用普通搅拌反应器制备出高堆积密度球形氢氧化镍,探索出较优合成工艺条件为加料速度0.4mL·min-1、反应体系pH值11.8、反应体系温度50℃、混合碱液中氨水浓度6 M、陈化时间16 h、镍离子浓度1.2 M。制备出球形氢氧化镍的堆积密度能够达到2.05 g·cm-3,通过电性能测试,测得其带电比容量为263mAh·g-1、△Ea,o为0.10 V、△Ea,c为0.48 V。不同金属掺杂球形氢氧化镍的实验中,结果表明同时掺杂1%钴、1%锌、1%镁的氢氧化镍样品在常温和高温下具有优异的电性能表现,在25℃时,其带电比容量、△Ea,c、△Ea,o分别为292 mAh·g-1、0.36 V、0.14 V;在65℃时,其带电比容量、△Ea,c、△Ea,o分别为288mAhg·g-1、0.38V、0.12 V。在定-转子反应器中进行高堆积密度的球形氢氧化镍制备实验中,考察了定-转子反应器的循环量和转速对球形氢氧化镍堆积密度的影响,当转速在1120r·min-1、循环量在600mL·min-1时,可以得到堆积密度为1.62g·cm-3的球形氢氧化镍,其带电比容量为262mAh·g-1。
【关键词】：高堆积密度 球形氢氧化镍 掺杂 定-转子反应器
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ138.13
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRCT6-15
• 第一章 文献综述15-27
• 1.1 引言15
• 1.2 氢氧化镍研究进展15-20
• 1.2.1 氢氧化镍材料基本性质15-16
• 1.2.2 以氢氧化镍为正极材料的电池的发展历程16-20
• 1.3 球形氢氧化镍制备方法20-23
• 1.3.1 络合沉淀法20-21
• 1.3.2 缓冲溶液法21
• 1.3.3 电解法21-22
• 1.3.4 树脂交换法22
• 1.3.5 水热法22
• 1.3.6 水解法22
• 1.3.7 高能球磨法22-23
• 1.3.8 直接沉淀法23
• 1.3.9 硝酸氧化法23
• 1.4 对氢氧化镍性能改进23-24
• 1.4.1 添加剂对氢氧化镍性能的影响23-24
• 1.4.2 对不同粒径氢氧化镍的掺杂24
• 1.5 定-转子反应器介绍24-26
• 1.6 本论文研究目的及意义26
• 1.7 本论文研究内容26-27
• 第二章 普通搅拌反应器中球形氢氧化镍的合成27-49
• 2.1 引言27
• 2.2 实验部分27-29
• 2.2.1 实验试剂与仪器27-28
• 2.2.2 制备方法与过程28-29
• 2.3 结果与讨论29-47
• 2.3.1 不同加料速度对氢氧化镍堆积密度的影响29-31
• 2.3.2 陈化时间对氢氧化镍堆积密度的影响31-33
• 2.3.3 反应温度对氢氧化镍堆积密度的影响33-34
• 2.3.4 硫酸镍浓度对氢氧化镍堆积密度的影响34-35
• 2.3.5 不同氨水浓度混合液中不同pH值下的氢氧化镍堆积密度变化情况35-38
• 2.3.6 氢氧化镍样品的结构表征38-40
• 2.3.7 热重分析40-41
• 2.3.8 循环曲线分析41-44
• 2.3.9 氢氧化镍的带电比容量44-47
• 2.4 本章小结47-49
• 第三章 掺杂球形氢氧化镍制备及其电性能研究49-63
• 3.1 引言49
• 3.2 实验部分49-51
• 3.2.1 实验试剂与仪器49-50
• 3.2.2 制备方法与过程50-51
• 3.3 结果与讨论51-62
• 3.3.1 掺杂钴的球形氢氧化镍51-53
• 3.3.2 掺杂镁的球形氢氧化镍53-54
• 3.3.3 掺杂锌的球形氢氧化镍54-56
• 3.3.4 共同掺杂球形氢氧化镍56-62
• 3.4 本章小结62-63
• 第四章 采用定-转子反应器制备球形氢氧化镍63-71
• 4.1 引言63
• 4.2 实验部分63-65
• 4.2.1 实验试剂与仪器63-64
• 4.2.2 制备方法与过程64-65
• 4.3 结果与讨论65-69
• 4.3.1 定-转子反应器不同转速对样品堆积密度的影响65-66
• 4.3.2 不同循环量对样品堆积密度的影响66-67
• 4.3.3 氢氧化镍样品的SEM表征67-68
• 4.3.4 电化学性能比较68-69
• 4.4 本章小结69-71
• 第五章 结论与建议71-73
• 5.1 结论71-72
• 5.2 建议72-73
• 参考文献73-77
• 致谢77-79
• 研究成果及发表的学术论文79-81
• 导师和作者简介81-82
• 导师简介81
• 作者简介81-82
• 附件82-83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张文广;焦殿辉;姚远;金刚;蒋文全;;氢氧化镍正极材料电化学性能研究（英文）[J];稀有金属材料与工程;2014年09期

2 姜巍;吴耀明;程勇;王立民;;镍铁电池的工业应用及最新研究进展[J];应用化学;2014年07期

3 计芬;晁锋刚;;化学络合沉淀法制备球形氢氧化镍的工艺研究[J];科技信息;2010年25期

4 孙海峰;蒋文全;于丽敏;傅钟臻;;水热法合成纳米花瓣状β-Ni(OH)_2[J];稀有金属;2010年03期

5 Thang Ngoc Cong;;Progress in electrical energy storage system:A critical review[J];Progress in Natural Science;2009年03期

6 韩恩山;许寒;康红欣;冯智辉;;纳米级氢氧化镍与微米级球形氢氧化镍性能比较[J];大连海事大学学报;2008年02期

7 董琪,韩恩山,闫艳波,袁利海;二次电池中氢氧化镍的物理和电化学性质[J];电池工业;2005年03期

8 张勇,胡信国,张翠芬;新型化学电源的电极反应原理[J];电池工业;2004年01期

9 刘竞先;镍镉电池及其使用[J];影视技术;2004年02期

10 史凤梅,马玉新,乌大年,王丽,周传胜;废旧镍镉电池的处理技术[J];青岛大学学报(工程技术版);2003年04期

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本文编号：1018184