一种优化α-Ni(OH)制造技术

本发明专利技术公开了一种优化α‑Ni(OH)

An optimized \u03b1 - Ni (OH)

【技术实现步骤摘要】
一种优化α-Ni(OH)2材料储锂性能的方法
本专利技术属于锂离子电池负极材料
，具体涉及一种优化α-Ni(OH)2材料储锂性能的方法。
技术介绍
在锂离子电池新型负极材料研究方面，过渡金属氧化物备受关注，而关于过渡金属氢氧化物作为锂离子电池负极材料方面的研究则相对较少。研究发现，氢氧化镍(Ni(OH)2)比氧化镍(NiO)具有更高的理论放电比容量，并且制备过程不需要高温烧结，因此成本更低且微观形貌和晶体结构更加丰富，特别是纳米Ni(OH)2在储锂过程中伴随有显著的赝电容效应，对提高材料的快速充放电能力十分有利。然而，目前关于Ni(OH)2作为锂离子电池负极材料的技术研究还没有引起人们的足够重视，另外较差的循环稳定性已经成为制约Ni(OH)2作为锂离子电池负极材料实际应用的关键因素。Ni(OH)2包括α-Ni(OH)2和β-Ni(OH)2两种相结构，其中α-Ni(OH)2较β-Ni(OH)2具有更大的层间距，且层间含有阴离子，不同插层阴离子是否会对α-Ni(OH)2储锂活性和循环稳定性有影响？这一科学与技术问题有待研究。因此，本专利技术申请提出一种利用插层阴离子调控策略来优化α-Ni(OH)2材料储锂性能的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种优化α-Ni(OH)2材料储锂性能的方法。具体步骤为：(1)称取0.02mol六水合硝酸镍(Ni(NO3)2·6H2O)，溶于水配制成0.5mol/L的Ni(NO3)2溶液；按尿素与六水合硝酸镍的摩尔比为30:1的比例称取尿素并配成6mol/L的尿素溶液；将配好的硝酸镍溶液和尿素溶液混合超声分散10分钟，得到均一的混合溶液。(2)将步骤(1)所得的混合溶液置于恒温水浴锅中，在90℃下以350转/分钟的转速搅拌反应5小时，然后将反应得到的悬浮液转移至干燥箱中，在60℃下陈化12小时，然后进行抽滤、洗涤操作直至滤液呈中性，将滤饼用水分散后放入冰箱中冷冻24小时，然后取出进行冷冻干燥至恒重，制得层间含有NO3-的α-Ni(OH)2材料。(3)称取步骤(2)制得的层间含有NO3-的α-Ni(OH)2材料1g，按照α-Ni(OH)2材料中氢氧根离子和钠化合物中阴离子的摩尔比为1:1.25的比例量取浓度为0.375mol/L的钠化合物溶液，将称量好的α-Ni(OH)2材料加入到量好的钠化合物溶液中，在90℃下搅拌反应5小时，之后将其转移至烘箱中在95℃下再继续反应5小时，反应结束后进行抽滤、洗涤操作直至滤液呈中性；将滤饼用水分散后放入冰箱中冷冻24小时，然后取出进行冷冻干燥至恒重，获得层间含有阴离子的α-Ni(OH)2材料，即实现α-Ni(OH)2材料储锂性能的优化。所述步骤(3)中的钠化合物为NaCl、Na2SO4、Na2CO3、Na3PO4或NaOH，其对应的阴离子为Cl-、SO42-、CO32-、PO43-或OH-。本专利技术方法的优点和意义在于通过一种十分简单的方法调控α-Ni(OH)2材料插层阴离子的种类进而优化α-Ni(OH)2的储锂性能，一方面弄清了不同插层阴离子对α-Ni(OH)2储锂性能的影响规律，另一方面该专利技术方法为α-Ni(OH)2材料作为锂离子电池负极材料的性能优化和提升提供一种新思路。附图说明图1为本专利技术实施例1～6制备的α-Ni(OH)2材料的XRD图谱。图2为本专利技术实施例1～6制备的α-Ni(OH)2材料在不同电流密度(0.2、0.5、1.0、2.0和3.0A/g)下的倍率性能曲线。图3为本专利技术实施例1～6制备的α-Ni(OH)2材料在0.2A/g电流密度下循环5圈后在1A/g电流密度下循环400圈的循环性能曲线。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明，需要指出的是以下实施例是为了本领域的技术人员更好地理解本专利技术，而不是对本专利技术保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述内容做出一些非本质的改进和调整。实施例1：(1)称取六水合硝酸镍(Ni(NO3)2·6H2O)0.02mol，溶于水配成0.5mol/L的Ni(NO3)2溶液；按尿素与六水合硝酸镍的摩尔比为30:1的比例称取尿素并配成6mol/L的尿素溶液；将配好的硝酸镍溶液和尿素溶液混合超声分散10分钟，得到均一的混合溶液。(2)将步骤(1)所得的混合溶液置于恒温水浴锅中，在90℃条件下搅拌(搅拌转速为350转/分钟)反应5小时。反应结束后，将反应得到的悬浮液转移到至干燥箱中，在60℃下陈化12小时，然后反复地进行抽滤、洗涤操作直至滤液呈中性。将滤饼用水分散后放入冰箱中冷冻24小时，然后取出进行冷冻干燥至恒重，即制得层间含有NO3-的α-Ni(OH)2材料，即实现α-Ni(OH)2材料储锂性能的优化。实施例2：(1)称取六水合硝酸镍(Ni(NO3)2·6H2O)0.02mol，溶于水配成0.5mol/L的Ni(NO3)2溶液；按尿素与六水合硝酸镍的摩尔比为30:1的比例称取尿素并配成6mol/L的尿素溶液；将配好的硝酸镍溶液和尿素溶液混合超声分散10分钟，得到均一的混合溶液。(2)将步骤(1)所得的混合溶液置于恒温水浴锅中，在90℃条件下搅拌(搅拌转速为350转/分钟)反应5小时。反应结束后，将反应得到的悬浮液转移到至干燥箱中，在60℃下陈化12小时，然后反复地进行抽滤、洗涤操作直至滤液呈中性。将滤饼用水分散后放入冰箱中冷冻24小时，然后取出进行冷冻干燥至恒重，即可获得层间含有NO3-的α-Ni(OH)2材料。(3)称取步骤(2)所得的层间含有NO3-的α-Ni(OH)2材料1g加入到72mL浓度为0.375mol/L的NaCl溶液中，在90℃下搅拌反应5小时，之后将其转移至烘箱中在95℃下再继续反应5小时，反应结束后进行抽滤、洗涤操作直至滤液呈中性；将滤饼用水分散后放入冰箱中冷冻24小时，然后取出进行冷冻干燥至恒重，即可获得层间含有Cl-的α-Ni(OH)2材料，即实现α-Ni(OH)2材料储锂性能的优化。实施例3：(1)称取六水合硝酸镍(Ni(NO3)2·6H2O)0.02mol，溶于水配成0.5mol/L的Ni(NO3)2溶液；按尿素与六水合硝酸镍的摩尔比为30:1的比例称取尿素并配成6mol/L的尿素溶液；将配好的硝酸镍溶液和尿素溶液混合超声分散10分钟，得到均一的混合溶液。(2)将步骤(1)所得的混合溶液置于恒温水浴锅中，在90℃条件下搅拌(搅拌转速为350转/分钟)反应5小时。反应结束后，将反应得到的悬浮液转移到至干燥箱中，在60℃下陈化12小时，然后反复地进行抽滤、洗涤操作直至滤液呈中性。将滤饼用水分散后放入冰箱中冷冻24小时，然后取出进行冷冻干燥至恒重，即可获得层间含有NO3-的α-Ni(OH)2材料。(3)称取步骤(2)所得的层间含有NO3-的α-Ni(OH)2材料1g加入到72mL浓度为0.375mol/L的Na2SO4溶液中，在90℃下搅拌反应5小时，之后将其转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种优化α-Ni(OH)

【技术特征摘要】
1.一种优化α-Ni(OH)2材料储锂性能的方法，其特征在于具体步骤为：
(1)称取0.02molNi(NO3)2·6H2O，溶于水配制成0.5mol/L的Ni(NO3)2溶液；按尿素与六水合硝酸镍的摩尔比为30:1的比例称取尿素并配成6mol/L的尿素溶液；将配好的硝酸镍溶液和尿素溶液混合超声分散10分钟，得到均一的混合溶液；
(2)将步骤(1)所得的混合溶液置于恒温水浴锅中，在90℃下以350转/分钟的转速搅拌反应5小时，然后将反应得到的悬浮液转移至干燥箱中，在60℃下陈化12小时，然后进行抽滤、洗涤操作直至滤液呈中性，将滤饼用水分散后放入冰箱中冷冻24小时，然后取出进行冷冻干燥至恒重，制得层间含有NO3-的α-Ni(OH)2材料；
(3)称取步骤(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚金环，李延伟，黄任枢，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：广西;45