球形氢氧化镍广泛应用于电子能源、电镀、航天和军工等重要领域。我国的球形氢氧化镍产量低,产品批次差异较大,作为一个球形氢氧化镍的消费大国仍依赖进口。究其原因是对球形氢氧化镍生长规律研究不够透彻和工业上反应器设计放大困难所致。主要研究工作及研究结果如下:第一,本文以工业上常用的化学沉淀法为研究基础,从晶体学角度解释了球形氢氧化镍形成过程中的晶核形成、晶体生长和晶体陈化等过程,通过界面稳定性理论、边界层理论和团聚作用理论阐述球形氢氧化镍的生长机理。通过对球形氢氧化镍晶体生长规律的研究得出(100)晶面与(101)晶面的生长对晶体球形度及表面结构生长的完整性的影响,总结出晶化时间与非晶化度、粒度分布d50、松装密度的数学关系式,并通过CV测试得出球形氢氧化镍的电化学活性与晶化时间的关系。第二,研究了阴、阳离子表面活性剂对球形氢氧化镍晶体形貌的影响。研究得出阳离子表面活性剂的水溶液显酸性,会减弱溶液的过饱和度和体系的稳定性,不利于球形氢氧化镍的形成。阴离子表面活性剂的水溶液显碱性,对氢氧化镍颗粒形成了一定的包裹作用并与配合剂氨水起到协同效应形成络合物,有利于氢氧化根离子在晶体表面吸附,形成了球形度较好的氢氧化镍晶体。比较几种阴离子表面活性剂对球形氢氧化镍堆积密度的影响,并以十二烷基苯磺酸钠为例研究了表面活性剂浓度对结晶的影响。第三,PIV物理模拟与湿法实验相结合,以湿法实验的反应器为基础,在相似理论指导下建立200L的水模型,研究了挡板尺寸对反应器内流场的影响。通过对工业上六斜叶圆盘涡轮桨、推进式螺旋桨和Intemig桨的流场对比分析结合湿法实验结果得出六斜叶圆盘涡轮桨相对适宜用于球形氢氧化镍的生产,改变搅拌强度,研究不同搅拌强度下流场的特点结合湿法实验结果进一步得出搅拌强度与晶体的形貌、非晶化度的数学表达式,并通过CV测试分析样品电化学活性与搅拌强度的联系。第四,以湿法实验的反应器为基础,在相似理论指导下建立50L、100L和200L的水模型,研究搅拌转速与搅拌功率之间的关系,得出转速—体积的功率放大准则,并预测出10m3反应器在不同搅拌转速下的搅拌功率。第五,通过对国内某球形氢氧化镍工厂的6m3反应器考察,采用数值模拟手段研究了 1m3、6m3和10m3反应器内流场及湍动能分布的变化规律,并模拟了导流筒对反应器内流场的影响,模拟出不同搅拌强度下10m3反应器的流场分布及湍动能的变化情况。根据湿法实验,物理模拟实验和工业反应器数值模拟的结果总结出球形氢氧化镍反应器的设计原则要点,为工业上球形氢氧化镍反应器的设计及放大提供理论经验。