正极材料α-Ni(OH)2..

■电沉积法
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α－Ni(OH)2 的制备
在配好的硝酸镍水溶液中，以泡沫镍为阴 极，电解镍做阳极，在恒定电流下沉积0.5h， 即可得到α－Ni(OH)2薄膜，用去离子水冲洗薄 膜表面，现在室温下干燥，然后放在真空干燥 箱中，即可得到α－Ni(OH)2电极。
■微乳液法
将硝酸镍、硫酸铝、硫酸钴、苛性碱和碳酸 钠加入到微乳液中，混合均匀后，在40℃和 PH=12的条件下反应2h,倒出反应液，抽滤， 洗涤，干燥，研磨，分散后即可得到样品粉体。
正极材料α－Ni(OH)2
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采用α－Ni(OH)2的有利因素
■ 循环只在α－Ni(OH)2 /γ-NiOOH间进行，不 经历中间相，电极膨胀和机械变形较小。 ■ α－Ni(OH)2充电态γ-NiOOH中Ni的化合价较 高，充放电时的α－Ni(OH)2 /γ-NiOOH的理论电 子转移数达1.67，理论比容量482mAh/g，即使 考虑M3+离子的影响，实际比容量也可达到 380mAh/g.
α－Ni(OH)2 的电化学性能
α－Ni(OH)2的活化性能较好，7次就可以 达到最高容量350mAh/g（0.2C）,随着循环次 数的增长，比容量衰减较小，与β 型相比，α 型电极不容易吸氧，充电效率高，可逆性好， 11 循环寿命更长。
1 Al掺杂α－Ni(OH)2研究
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Al的添加量为5%，可以得到稳定的α － Ni(OH)2 ，而添加量0%时的样品是与α－Ni(OH)2相结 构相同的碱式盐。 ■ 随着Al添加量的降低，样品的放电比容量和充电 电压先增高，后降低；而放电电压逐渐降低。
2 La掺杂α－Ni(OH)2研究
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掺杂 La可以使α－Ni(OH)2 的层间距增大，在镍 电极的反应中，较大的层间距有利于质子的迁入和脱 出，使其具有较高的质子扩散系数 ，则其反应阻力越 小。
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当掺杂La的摩尔分数为6.32%时，样品的比容量 较大，放点平台较高，循环可逆性较好。
2 Mn掺杂α－Ni(OH)2研究
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复合掺杂研究
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采用化学共沉淀法制备的稀土铈和铝复合掺杂的 α－Ni(OH)2粉体材料,结构稳定性较强。循环伏安特性 曲线的重现性较好，材料的电化学容量大，达到363.2 mA· h/g 。
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LDH结构与组成
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LDH的性质
■ 碱性 ►层板上有氢氧基团，提供丰富的碱中心
■ 组成和结构的可调控性 ►主层板间+3或+2可用其他同价或半径相似的 离子取代，形成新的层状化合物。 ■ 粒径的可调控性 ►改变合成方法及条件进行控制，得到不同的 晶体颗粒 ■ 记忆效应 ►600℃以下的焙烧产物，在H2O和CO2存在的 条件下恢复LDH的原有结构
球形高容量、高密度α －Ni(OH)2
Ni2+ 溶液 掺杂阳离子 NaOH 掺杂阴离子
连续 合成
溢渣
沉降 洗涤
烘干 产品
相稳定剂
合成条件：一定浓度的镍盐溶液、掺杂阳离子
金属盐溶液、氢氧化钠、掺杂阴离子溶液、想 稳定剂加入到反应器中，合成温度30〜90℃， PH值8〜13，停留时间12〜36h. 烘干条件：温 度40〜100℃，时间2〜10h。
■化学共沉淀法
首先进行缓慢混合沉淀，再缓慢升温24h，然 后趋于成核，再经过36h的赶氨，最终的PH值为96
α－Ni(OH)2 的制备
沉淀物在母液中放置12h,然后经过过滤、洗涤、 烘干，制备的α－Ni(OH)2 产品的比容量达到 390mAh/g，稳定性非常好。
■微波水热法
称取十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）溶于 去离子水，磁力搅拌30min,然后将六水合硝酸 镍与一定量的尿素加入该溶液中，然后转入聚 四氟乙烯内衬的反应釜中，填充度70%，放入 微波炉中加热，半小时后冷却至室温可得绿色 沉淀，然后用去离子水，无水乙醇反复抽滤， 在50℃下真空干燥24h得到绿色产品。
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掺杂 Mn的α－Ni(OH)2 可以显著提高电极的放电比 容量，当Mn的含量为30%时，放电比容量达到最高为 330mAh/g。 掺杂Mn的α－Ni(OH)2具有高的倍率容量和良好的循 环特性。
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Mg与Al复合掺杂研究
采用化学共沉淀法制备出 的 碱土金属Mg和Al 复合掺杂的α－Ni(OH)2粉体材料。样品粉体经测 试发现，碱土金属Mg的掺入使α－Ni(OH)2粉体材 料的质子缺陷增多，将样品材料作为MH-Ni电池 正极活性物质，电极过程极化内阻减小，可逆性 增强，同时析氧过电位提高，有效抑制镍电极充 电过程中氧气的析出，明显的改善了电极充电效 率和活性物质利用率，样品电极在以0.1 C充放电 时，其放电比容量达到358.60 mAh· g-1。
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α－Ni(OH)2的制备
■混合盐溶液电解法
采用Ni(NO3)2、Al(NO3)2、 NaOH(或LiOH)在常 温混合，再在100〜150℃下陈化16h,反应产物经 过过滤、洗涤，在50℃空气中干燥既得产品。制 备过程中不需要调节PH,而是通过调节碱与金属 之比获得(终点PH>11)。研究制备出含 (Ni)=43.39％、(Al)=4.9％、(Li)=0.0074％的 α －Ni(OH)2，最高比容量达到381mAh/g,化学稳 定性较好。
■ 稀土贮氢合金负极循环过程中的溶出成分会 进入到镍正极，引起镍正极衰退，若在α－ Ni(OH)2 /γ-NiOOH电对中循环，则无需考虑溶 出成分的影响。
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α－Ni(OH)2简介
氢氧化镍是多种一次和二次电池的正极活 性材料，其电化学性能的优劣直接决定电池 的放电和存储性能。 对 α－Ni(OH)2的研究表明，要制备出在强 碱性条件下稳定的α－Ni(OH) 2，可通过引入 大量的+3价金属阳离子铝，铬，铁，钒（或 +2价镁，锌，钴，锰）掺杂进入到α－ Ni(OH)2的晶格中，以生成一种呈现 α 相结 构、具有水滑石型的双氢氧化合物（LDH）， LDH具有与α－Ni(OH)2 相同的结构和特性， 能在强碱中稳定存在。
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α－Ni(OH)2 的XRD分析
衍射峰分别出现在11.0、22.1、34.5、60和65， 而且衍射特征与标准衍射谱线非常吻合，α－ Ni(OH)2 衍射谱线尖锐并且强度很大，说明晶体 结构整体有序，晶形完整。而且α－Ni(OH)2中活 性物质的利用率与003峰的半峰宽有关，半峰宽 越小，活性物质利用率越高。 10