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氢氧化亚镍的性质

2009年11月05日 17:26 www.elecfans.com 作者:佚名 用户评论(0

 氢氧化亚镍的性质

氢氧化亚镍【Ni(OH)2】属于层状化合物,层间有水分子和其它阴阳离子,其分子中带有两个分子的结晶水,成为绿色粉末状物质,比重4.15,溶于酸和铵盐溶液,加热分解生成NiO(氧化亚镍,暗绿色),在更高温度下可氧化成Ni2O3(氧化镍,黑色)

1,晶粒大小对氢氧化亚镍电位性能的影响
氢氧化亚镍晶粒大小通常由XRD图中(001)晶面和(101)晶面衍射峰的半高度(FWHM)来间接表征,FWHM值越大,表明晶粒越细。
   氢氧化亚镍电极的氧化还原过程受固相中质子扩散控制,颗粒特性好(平均粒径小且分布均匀,微晶颗粒小,BET比表面较大,晶粒细小),质子条件较为优越,因此极化较小,这样,氢氧化亚镍的充放电位性能较好。

2,球型氢氧化亚镍的表面改性
由于氢氧化亚镍是低导电性的P型半导体,涂入泡沫镍中的氢氧化亚镍粒子之间及粒子与泡沫镍之间有较大的接触电阻,充电时氢氧化亚镍不能充分氧化,放电时在NiOOH粒子的外层被还原为氢氧化亚镍后,由于氢氧化亚镍的导电性差,在NiOOH/Ni(OH)2界面形成绝缘边界层,致使放电时微粒内部的NiOOH不能全部还原,放电后仍有较大的剩余容量。为了改进氢氧化亚镍电极的性能,在合成球型氢氧化亚镍时加入一定量的Co2+,并以Co(OH)2的形式共存于氢氧化亚镍晶格中,以改善氢氧化亚镍的质子和电子导电性。同时,在制作电极时,加入一定量的钴粉,CoO,Co(OH)2或镍粉作为导电剂,这些导电剂的加入虽在一定程度上能改善氢氧化亚镍电极性能,但由于其在氢氧化亚镍微粒表面分布不均匀,不能有效发挥作用。因此采用在球型氢氧化亚镍表面镀钴的工艺,钴镀层能于充电过程中转变为高导电性的CoOOH,从而改善了电极性能。

3,氢氧化亚镍生产技术的国内外差距
氢氧化亚镍的电极过程是由固相内质子的扩散控制的,其质子扩散系数为1.18×10-10cm2/s。目前,我国开发生产的球型氢氧化亚镍在性能方面与日本,美国等国外产品相比主要差距为:
容量偏低
氢氧化亚镍颗粒的粒径分布不均匀且晶粒度较大,因而堆积密度不是很高
氢氧化亚镍的晶型结构不利于电极大电流放电及充电循环寿命的提高。

4,氢氧化亚镍中钴,锌,镉等添加剂对聂镉电池性能影响
①氢氧化亚镍中钴含量越高电池容量越高
这是因为钴的加入相当于在半导体性质的氢氧化亚镍中掺入杂质,增强了电极的导电性,强化析氧极化,降低了氧气析出量,提高充电效率和放电深度,使活性物质利用率提高;(钴含量≤8%最佳)
②含钴氢氧化亚镍中锌的加入对电池容量没有明显的影响
这是因为该锌的作用是增进电极反应可逆性,抑制电极膨胀变形,增强电极稳定性,提高放电电压的缘故。
③含钴氢氧化亚镍中镉的加入,对电池的容量有不利影响。

5,氢氧化亚镍中NO3-的影响
如果氢氧化亚镍中含NO3-超过规定的标准,电池将产生自放电,从而大胆影响电池的性能。一般要求NO3-含量应小于100ppm。

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