总第173期 2010年4月
文章编号：10099700(2010)02001005
南方金属 SOUTHERNMETALS
Sum.173 April2010
控制化学结晶法制备球形Ni(OH)2的热力学分析
顾琳，王剑华，郭玉忠，刘浪
（昆明理工大学材料科学与工程学院，云南昆明650093）
摘要：对于控制化学结晶法制备镍氢电池正极球形氢氧化镍材料，确定反应体系完全沉淀区域是确保高活性、高密度电极材料的关键.利用材料热力学理论、扫描电子显微镜（SEM）、电化学测试对反应体系pH值与球形氢氧化镍表面形貌、晶粒尺寸、堆积密度及放电比容量的关系进行研究.结果表明：当pH值在9.5~11.5时，反应体系处于热力学平衡态，镍离子在氨水络合剂作用下完全沉淀，其溶解度随pH值的增加呈先减小后增大的趋势.在pH： 11时制备得球形氢氧化镍兼具高密度高活性、
关键词：控制化学结晶；球形氢氧化镍；pH值；热力学
中图分类号：TG146.1*5
文账标识码：A
Thermodynamic analysis of the preparation of
sphericalNi(OH)bycontrolledchemicalcrystallization
GU Lin, WANG Jian-hua, GUO Yu-zhong, LIU Lang
(School of Materials Science and Engineering, Kunming University of Science and Technology , Kunming 650093, Yunnan) Abstract: In order to prepare spherical nickel hydroxide for MH Ni battery cathode materials by means of controlled chemical crystallization,determination of the system's complete precipitation regime is crucial for making a high density and high activity material. The surface morphology, grain size, bulk density, electrochemical properties and pH value of the spherical nickel hydroxide crystallites were characterized by means of thermodynamie analysis,SEM and electrochemical anal-ysis. The results showed that with a pH value of 9. 5 ~ 11. 5, the reaction system attained an equilibrium condition, and the nickel ions,while being complexed with NH, , could be completely precipitated as NiOH. With increasing the pH value, the solubility of the nickel hydroxide first decreased and then increased, The material is high in density and activity when pH = 11. Key words: controlled chemical crystallization; spherical nickel hydroxide; pH value; thermodynamic analysis
随着全球信息产业的蓬勃发展，镍氢电池因其具有高容量、大功率、记忆效应小、价格低廉、安全性能好和绿色环保无污染等优异性能，广泛应用于移动通讯、便携式电动工具、笔记本电脑、摄像机、电动助力车以及电动汽车等领域.目前，利用镍氢电池可快速充放电，耐过充放电性能良好，其发展主要集中在电动汽车用大容量电池、手机和便携式电子设备用AA规格以下小型号电池、电动工具和电动车等用高功率电池上世界各国都在加紧这方面的研究(1-2].而当前的关键问题就是镍氢电池正极高活
性、高密度兼具材料球形氢氧化镍的研究收稿日期：2009-11-16
基金项目：云南省自然科学基金项目（KKS200727021）
1试验和测试
1.1球形氢氧化镍的制备
本试验采用控制化学结晶法制备球形氢氧化镍材料.制备工艺流程为：在一定反应物浓度、反应体系pH值、反应时间、反应温度、搅拌强度等试验条件下控制镍盐水溶液在络合剂氨水存在下与碱水溶液反应生成球形氢氧化镍多晶体颗粒，然后经过固液分离、过滤洗涤和干燥后得到球形氢氧化镍粉体，实验装置主要包括：自制轴向带有挡板的溢流式反应容器（4.5L)、电动搅拌装置、加热装置及流量控
作者简介：顾琳（1981-），女，昆明理工大学材料科学与工程学院硕士研究生，研究方向：镍氢电池正极材料