文 献 综 述

摘 要：综述了电池正极材料氢氧化镍的几种制备方法及其工艺条件和主要特点, 描述了氢氧化镍的结构特征及电化学性能,探讨了转化温度、表面活性剂、反应物浓度对形成氢氧化镍颗粒尺寸与形貌的影响, 指出氢氧化镍作为电池正极材料具有光明的前景, 但对生产技术还需进一步研究。

关键字：氢氧化镍 溶剂热法 电化学性能

作为电池正极材料的氢氧化镍在化学电源的发展过程中占有很重要的地位，被广泛应用到各种镉镍电池、储氢电池、锌镍电池盒铁镍电池。所以制备和研究高活性、高容量、高密度的电池正极材料氢氧化镍十分重要。它的制备方法和应用特性引起了众多研究者的兴趣和关注，成为竞相研究的热点。

一、 氢氧化镍的制备方法

从化学的角度来讲，氢氧化镍制备很简单：在碱性溶液的条件下镍离子（Ni ² ）与氢氧根离子（OH^- ）结合生成氢氧化氢氧化镍（Ni（OH）₂）易形成胶体沉淀，但后续的洗涤、脱水等造成很大困难，而且这样的氢氧化镍颗粒无法在形貌上还是结构上都不能满足高容量二次电池特别是MH/Ni电池对正极材料的需求。为满足这个要求，需要制备堆积密度高、电化学活性高的氢氧化镍。

a 沉淀转化法

沉淀转化法是根据难熔化合物溶度积的不同，通过控制转化条件来限制颗粒生长和防止颗粒团聚，从而获得分散性较好的超微粒子。通过镍盐和草酸盐反应生成草酸镍盐，控制反应体系温度、搅拌强度、pH等工艺条件，再加入一定量的表面活性剂和碱液，使之发生沉淀反应。表面活性剂要适量，若加入过少, 它对已生成的氢氧化镍颗粒的包覆作用较弱, 不能有效地抑制颗粒的继续生长, 造成氢氧化镍颗粒过大; 若加入量过多,它对纳米氢氧化镍颗粒的包覆作用加强, 使得纳米颗粒晶核生长变缓, 晶粒变小, 镍离子沉淀时间过长, 草酸镍转化不完全。同时反应体系温度对纳米氢氧化镍的生长也有重要影响。若反应温度过高时, 转化反应速率过快,甚至有一部分离子穿透颗粒表面活性剂膜层继续生长，使颗粒生长失去控制，晶粒变大；若反应温度很低，则会引起转化速率变缓，反应时间延长。利用硝酸镍与草酸钠反应生成草酸镍, 在控制温度为 60、pH 为 12、连续搅拌情况下, 依次加入表面活性剂吐温 80 和氢氧化钠溶液, 使反应生成沉淀, 然后将沉淀洗涤、离心, 在 100摄氏度下烘干10h获得颗粒尺寸为 30-60 nm 的纳米氢氧化镍产其晶型为b型, 呈球形或椭球形。若以硫酸镍与草酸钠为原料, 经反应生成NiC₂O₄#183;2H₂O 沉淀, 然后控制溶液温度、pH,加入表面活性剂, 搅拌, 再加入氢氧化钠溶液, 使其逐渐转化为超微粒沉淀, 经洗涤、离心、烘干即得纳米氢氧化镍粉末。这种氢氧化镍粉末的晶型为b型, 颗粒呈薄片形, 粒径为30 nm。

b 湿化学合成法

U S Nanocorp Inc. 公司利用湿化学合成法制备出了一种纳米氢氧化镍粉末。这种粉末具有 b-Ni( OH) ₂结构, 是高度纳米孔隙的纤维与等轴晶粒的混合物, 纤维直径 2#8212;5 nm, 长 15#8212;50 nm,晶粒尺寸 5 nm, 具有均一的孔隙率和狭窄的孔径分布。这种粉末用于电池中可以明显提高电池的性能。其制备方法易于放大, 而且成本低廉。