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由于镍电极在Fe-Ni、Zn-Ni、Cd-Ni、MH-NI、及H2-Ni等碱性电池中的广泛应用,对其研究仍有着及其重要的意义。但单纯采用氢氧化镍制成的镍电极已满足不了高性能蓄电池的要求。因为Ni(OH)2导电性不好,放电过程中累积在电极、溶液界面,影响电极放电。因此,需要掺杂其它离子来提高电极性能。近年来,有关镍电极的掺杂的研究比较多,但是主要集中在泡沫镍电极和涂膏式镍电极上,掺杂方式主要是化学掺杂和物理掺杂,而有关烧结镍电极的电化学掺杂的研究较少。
对于烧结镍电极,应用电化学方法掺杂添加剂,研究寿命问题也是热点之一。电化学掺杂分为共沉积和表面电沉积,预先电沉积属于表面电沉积的一种。预先电沉积方法是,在镍基板上预先电沉积氧化物/氢氧化物,然后电化学浸渍活性物质得到镍电极。本文用添加剂Zn,比较了共沉积和预先电沉积方法对电化学浸渍和烧结镍电极的充放电性能的影响。结果表明,预先电沉积方法比共沉积方法效果更好,可以很好的控制添加剂的结构和量,电沉积的薄膜结构使电极性能也得到了很好的提高。
镍基板在硝酸锌的溶液中,预先电沉积ZnO/Zn(OH)薄膜后,电化学浸渍得到镍电极。通过对镍电极倍率充放电,循环寿命和循环伏安及SEM等性能的测试,考察预先电沉积Zno/Zo(OH)2及其沉积量对烧结镍电极性能的影响。预先电沉积ZnO/Zn(OH)2可减小0.5C和1.0 C充放电时,烧结镍电极的电极极化,降低其充电电压,提高放电电压,提高电极的可逆性,同时抑制γ-NiOOH的产生,减少电极膨胀率,提高烧结镍电极的循环性能。
由于预先电沉积比共沉积有诸多优点是利于实际应用的。鉴于此,我们就直接在镍基板表面电化学沉积稀土添加剂氧化铈/氢氧化铈薄膜,最后电学浸渍制备得到镍电极,考察其充放电性能和循环性能。对镍电极进行倍率充放电,循环寿命和循环伏安及SEM等性能的测试,电沉积氧化铈/氢氧化铈后提高活性物质利用率,减小烧结镍电极的电极极化,提高了电极的可逆性;减少极板的膨胀率,抑制电极膨胀,从而延长电极使用寿命。