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氫氧化鎳是鎳氫電池的正極材料，鎳氫電池是綠色環(huán)保安全性能高的電池。本作品采用加超聲波的沉淀法制備出Y、Co或La摻雜的α和β相混合結(jié)構(gòu)的納米Ni(OH)2，系統(tǒng)研究Y或Co摻雜比例、超聲波功率、溶液pH值、緩沖劑及反應(yīng)物Ni2+濃度對材料結(jié)構(gòu)、微觀形貌、粒徑及電化學(xué)性能的影響。將樣品以8%比例摻入到工業(yè)用微米級球鎳中制成復(fù)合電極，其電極的最大放電比容量比同類研究高20～80mAh/g。

鎳氫電池是綠色環(huán)保安全性能高的電池，它是我國實施新能源戰(zhàn)略的電動汽車、混合動力車的首選電源。氫氧化鎳(Ni(OH)2)是鎳氫電池正極材料，納米氫氧化鎳因其高活性將對鎳氫電池容量產(chǎn)生重要影響。本作品研究納米Ni(OH)2的制備工藝和極片制作工藝,制得了性能優(yōu)異的多相納米Ni(OH)2，其電極比容量最高達到370mAh/g，比目前市售鎳氫電池比容量（230-250mAh/g）高約50%，比同類研究高20～80mAh/g，并優(yōu)化出一套科學(xué)合理的制極片工藝，因此本作品具有重大實際意義和應(yīng)用價值。作品相關(guān)內(nèi)容已申請發(fā)明專利2項（第一發(fā)明人），發(fā)表或錄用第一作者論文5篇，其中SCI和EI收錄期刊各2篇，ISTP收錄1篇，主要研究內(nèi)容分以下幾個方面：
一、采用超聲波沉淀法通過摻雜稀土Y合成了α和β相混合結(jié)構(gòu)的納米Ni(OH)2，用XRD、激光粒度儀、TEM、電化學(xué)工作站、電池性能測試儀對樣品進行了系列測試，系統(tǒng)研究了Y摻雜比例、超聲波功率和溶液pH值對材料結(jié)構(gòu)、粒徑、微觀形貌及電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：混合相結(jié)構(gòu)中α- Ni(OH)2所占比例隨Y摻雜量和功率增大均先增加后減少，粒徑先減小后增大，平均粒徑在50～80 nm之間；隨著超聲波功率的增大，顆粒從片狀向針狀轉(zhuǎn)化，且一次顆粒變小；溶液pH值對Ni(OH)2晶相形成起重要作用，晶粒粒徑隨pH值增大而增大，一次顆粒由準球狀變?yōu)獒槧睿粚悠贩謩e以8wt.%摻入到工業(yè)用微米級球鎳中制成復(fù)合電極，其電極的放電比容量隨Y摻雜量和功率增大均先提高后下降，Y含量為 1.17Wt.%的電極可逆性和充電效率達到最佳，放電比容量達到最大，0.1C和0.5C倍率下的比容量分別達到370mAh/g和358mAh/g。
二、采用上述同樣的方法制備了稀土La摻雜的混合相納米Ni(OH)2，與同樣條件下的Y摻雜樣品形貌和性能進行了比較。結(jié)果表明，前者為準球狀，后者為針狀，以同樣比例（8%質(zhì)量分數(shù)）與工業(yè)用微米級球鎳混合制成復(fù)合電極，La摻雜樣品的電極放電比容量比Y摻雜樣品的電極低76mAh/g，只有282mAh/g，但比純球鎳電極高46.7mAh/g。
三、采用超聲波沉淀法制備了Co 摻雜納米氫氧化鎳，研究了摻雜比例、緩沖劑及反應(yīng)物Ni2+濃度對Ni(OH)2 的晶相結(jié)構(gòu)、粒徑及電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，不同Co 摻雜比例的樣品均為α和β 混合相結(jié)構(gòu)，其α-Ni(OH)2 所占比重隨摻雜比例增大先增加后減小；緩沖劑無水碳酸鈉用量的增加有利于改變樣品晶相結(jié)構(gòu)；較高的反應(yīng)物濃度有利于α-Ni(OH)2 的生成。將樣品以8wt.%摻入到工業(yè)用微米級球鎳中制成復(fù)合電極，Co含量為0.85wt.%的電極0.5C 倍率下放電比容量高達347mAh/g，同樣高于相關(guān)研究的比容量，且具有較低充電電壓和較高放電平臺。
四、發(fā)明了一種實驗室用模擬電池極片的制作方法，該方法將電池鎳網(wǎng)基片直接浸入到已經(jīng)混合均勻的漿料中，通過漿料對基片的浸潤作用使?jié){料均勻分布在基片上。與傳統(tǒng)手工涂片工藝相比，本發(fā)明浸潤制極片工藝不但操作簡單，更重要的是能使活性物質(zhì)和粘結(jié)劑分布均勻，達到不易掉粉的目的，從而延長電極壽命，提高電極放電比容量。

第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 二等獎
一、發(fā)表或錄用論文9篇，其中第一作者5篇（如下所示），另外4篇如附件6-9所示：
1.“超聲波沉淀法制備Y摻雜納米多相Ni(OH)2及其性能研究”在《稀有金屬材料與工程》[SCI收錄期刊]上發(fā)表,2011,40(7):1-5.(附件1)
2.“超聲波功率和pH值對Y摻雜納米Ni(OH)2結(jié)構(gòu)與性能的影響”在《材料工程》[EI收錄期刊]上發(fā)表,2011,38(6):38-42.(附件2)
3.“Study on the preparation and electrochemical performance of rare earth doped nano-Ni(OH)2”被《Journal of Rare Earths 》[SCI收錄期刊]錄用，2011年8月發(fā)表. (附件3)
4.“The Effect of electrodes’making methods on the electrochemical performance of Nano-Ni(OH)2”被《Advanced Materials Re