Al掺杂纳米Ni（OH）2及其电化学性能

　　【摘 要】本文采用化学共沉淀法合成了铝掺杂纳米氢氧化镍系列样品，利用XRD表征了样品的晶型结构，采用循环伏安法测试了样品的电化学性能。结果表明，合成的Al掺杂纳米氢氧化镍样品均为α-Ni（OH） 2，样品S04的质子扩散系数最高，为1.25×10-12 cm2·s-1。

　　【关键词】化学共沉淀法；铝掺杂；纳米氢氧化镍

　　1.引言

　　储氢（MH-Ni）电池以其充放电性能良好、原料丰富、对环境友好等特点，有望替代镉镍电池及铅酸电池成为新一代动力电池产品[1]。目前，MH-Ni电池多以β-氢氧化镍为正极材料，理论容量低，易引发电极膨胀问题[2]。α-氢氧化镍理论容量高，且不存在电极膨胀问题[3]。因此，将α-氢氧化镍引入镍基电池中越来越引起人们的注意[4-6]。但是，α-氢氧化镍在碱性溶液中不够稳定，对其进行掺杂能够较好地改善其稳定性。

　　本文采用化学共沉淀法合成了铝掺杂纳米氢氧化镍，并测试了样品的电化学性能，为氢氧化镍的改性研究提供实验参考。

　　2.实验方法

　　2.1 实验原料

　　Ni（NO3）2·6H2O，AR，国药集团化学试剂有限公司；Al（NO3）3·9H2O，AR，天津市科密欧化学试剂有限公司；KOH，AR，天津市天力化学试剂有限公司。

　　2.2 Al掺杂纳米Ni（OH）2的合成

　　在超声波及搅拌下，向Al3+和Ni2+总浓度0.1mol·L-1的溶液中缓慢滴加0.3mol·L-1KOH，控制体系pH及温度。KOH滴加完毕后，停止搅拌，继续超声45min；反应物室温陈化24h，离心分离，反复洗涤至上清液呈中性。80℃下干燥至恒重，即得Al掺杂纳米氢氧化镍。

　　按表1制备编号S01～S09的系列样品。

　　2.3 测试与表征

　　X-射线衍射（XRD）：采用布鲁克D8 Advance粉末多晶衍射仪测定样品的晶体结构。测试条件：CuKα辐射，管电压40kV，管电流40mA，扫描范围5°～80°，扫描速率2°/min。

　　循环伏安特性（CV）测试：以铂电极为工作电极，5×5cm泡沫镍为对电极，HgO/Hg电极为参比电极，在CHI660C电化学工作站上，测试样品在5mol·L-1KOH溶液中的CV特性。

　　3.结果与讨论

　　3.1 样品的晶体结构

　　参考文献：

　　[1]周环波， 于非， 周震涛. Al掺杂Ni（OH） 2的结构及电化学性能[J]. 化学研究与应用， 2006， 5（18）： 502-505

　　[2]赵力， 韩喜红， 林剑斌等. 掺杂Co纳米Ni（OH）2 的制备及其循环伏安行为[J]. 功能材料， 2006， 37（8）： 1276-1279

　　[3]李延伟， 李月晓， 姚金环等. α/β互嵌氢氧化镍电极活性材料的结构和电化学性能[J]. 材料研究学报， 2011， 25（1）： 51-56

　　[4]张倩， 徐艳辉， 王晓琳. Al代α-Ni（OH）2的结构与电化学性能[J]. 稀有金属材料与工程， 2003， 32（10）： 825-826

　　[5]杨庆霞， 黄晓曦， 姚金环等. 层间阴离子对铝代Ni（OH）2质子扩散系数的影响[J]. 广东化工， 2010， 37（1）： 109-111

　　[6]翟海军， 王先友， 杨红平等. 掺杂α-Ni（OH）2的电极性能研究[J]. 电源技术， 2003， 27：197-200