一种通过改变插层水分子含量来调控α-Ni(OH)制造技术

本发明专利技术公开了一种通过改变插层水分子含量来调控α‑Ni(OH)

A method to control \u03b1 - Ni (OH) by changing the molecular content of intercalated water

【技术实现步骤摘要】
一种通过改变插层水分子含量来调控α-Ni(OH)2储锂性能的方法
本专利技术属于化学电源
，具体涉及一种通过改变插层水分子含量来调控α-Ni(OH)2储锂性能的方法。
技术介绍
锂离子电池具有工作电压高、能量密度大、循环性能好、使用寿命长、自放电小、无记忆效应以及环境友好等众多突出优点，已经成为对国民经济和人民生活具有重要意义的高新技术产业之一。锂离子电池的性能与组成锂离子电池的正、负极材料的性能密切相关。目前，商业上普遍采用石墨和各种碳材料作为锂离子电池负极材料，但其理论比容量低(372mAh.g-1)且其实际比容量已经接近理论比容量，已经不能继续满足锂离子电池的发展需求。过渡金属氢氧化物Ni(OH)2具有1784mAh/g的理论比容量，是一种非常有应用前景的锂离子电池新型负极材料。然而，较差的循环稳定性已成为Ni(OH)2作为锂离子电池负极材料实际应用的关键。Ni(OH)2有α和β两种相结构，α-Ni(OH)2比β-Ni(OH)2具有更大的层间距并且层间含有靠氢键键合的水分子。α-Ni(OH)2层间水分子含量是否会对其储锂性能产生较大影响？目前关于这一科学和技术问题还未见有研究报道。因此，本专利技术申请提出一种通过改变插层水分子含量来调控α-Ni(OH)2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通过改变插层水分子含量来调控α-Ni(OH)2储锂性能的方法。具体步骤为：(1)按镍离子与尿素的摩尔比为1:30的比例分别称取六水合硫酸镍(NiSO4·6H2O)和尿素，将称取的六水合硫酸镍用去离子水溶解配制成浓度为0.5mol/L的硫酸镍溶液，将称取的尿素用去离子水溶解配制成浓度为6mol/L的尿素溶液，将硫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90℃条件下恒温搅拌反应5小时，搅拌转速控制在400转/分钟；反应结束后，将其转移到60℃的干燥箱中陈化20小时，然后进行过滤、洗涤操作直至滤液呈中性，最后将滤饼在80℃下干燥至恒重，制得插层含有水分子的α-Ni(OH)2。(3)将步骤(2)制得的插层含有水分子的α-Ni(OH)2在室温～250℃的空气气氛下保温2小时进行插层水分子含量调控，制得插层含有不同量水分子的α-Ni(OH)2材料，即实现通过改变插层水分子含量来调控α-Ni(OH)2储锂性能。本专利技术方法操作简单，简便易行，且通过本方法能够改变α-Ni(OH)2材料的插层水分子含量，进而调控α-Ni(OH)2材料的储锂性能，在弄清α-Ni(OH)2层间水分子含量对α-Ni(OH)2储锂性能的影响规律的同时，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1～4制备的插层含有水分子的α-Ni(OH)2材料的XRD图谱。图2为本专利技术实施例1制备的插层含有水分子的α-Ni(OH)2材料的FESEM图。图3为本专利技术实施例2制备的插层含有水分子的α-Ni(OH)2材料的FESEM图。图4为本专利技术实施例3制备的插层含有水分子的α-Ni(OH)2材料的FESEM图。图5为本专利技术实施例4制备的插层含有水分子的α-Ni(OH)2材料的FESEM图。图6为本专利技术实施例1～4制备的插层含有水分子的α-Ni(OH)2材料在不同电流密度(0.2、0.5、1.0、2.0、3.0、0.5A/g)下的倍率性能曲线。图7为本专利技术实施例1～4制备的插层含有水分子的α-Ni(OH)2材料在0.5A/g电流密度下的循环性能曲线。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)按镍离子与尿素的摩尔比为1:30的比例分别称取5.257g六水合硫酸镍(NiSO4·6H2O)和36.036g尿素，将称取的六水合硫酸镍用40mL去离子水溶解配成浓度为0.5mol/L的硫酸镍溶液，将称取的尿素用100mL去离子水溶解配成浓度为6mol/L的尿素溶液，将硫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90℃条件下恒温搅拌反应5小时，搅拌转速控制在400转/分钟。反应结束后，将其转移到60℃的干燥箱中陈化20小时，然后进行过滤、洗涤操作直至滤液呈中性，最后将滤饼进行恒温干燥至恒重，干燥温度80℃，制得插层含有水分子的α-Ni(OH)2。(3)将步骤(2)制得的插层含有水分子的α-Ni(OH)2在空气气氛下室温放置2小时。最后放入烘箱内60℃条件下干燥备用。实施例2：(1)按镍离子与尿素的摩尔比为1:30的比例分别称取5.257g六水合硫酸镍(NiSO4·6H2O)和36.036g尿素，将称取的六水合硫酸镍用40mL去离子水溶解配成浓度为0.5mol/L的硫酸镍溶液，将称取的尿素用100mL去离子水溶解配成浓度为6mol/L的尿素溶液，将硫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90℃条件下恒温搅拌反应5小时，搅拌转速控制在400转/分钟。反应结束后，将其转移到60℃的干燥箱中陈化20小时，然后进行过滤、洗涤操作直至滤液呈中性，最后将滤饼进行恒温干燥至恒重，干燥温度80℃，制得插层含有水分子的α-Ni(OH)2。(3)将步骤(2)制得的插层含有水分子的α-Ni(OH)2移至马弗炉中，在空气气氛下加热至150℃并保温2小时，制得插层含有水分子的α-Ni(OH)2材料。最后放入烘箱内60℃条件下干燥备用。实施例3：(1)按镍离子与尿素的摩尔比为1:30的比例分别称取5.257g六水合硫酸镍(NiSO4·6H2O)和36.036g尿素，将称取的六水合硫酸镍用40mL去离子水溶解配成浓度为0.5mol/L的硫酸镍溶液，将称取的尿素用100mL去离子水溶解配成浓度为6mol/L的尿素溶液，将硫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90℃条件下恒温搅拌反应5小时，搅拌转速控制在400转/分钟。反应结束后，将其转移到60℃的干燥箱中陈化20小时，然后进行过滤、洗涤操作直至滤液呈中性，最后将滤饼进行恒温干燥至恒重，干燥温度80℃，制得插层含有水分子的α-Ni(OH)2。(3)将步骤(2)制得的插层含有水分子的α-Ni(OH)2移至马弗炉中，在空气气氛下加热至200℃并保温2小时，制得插层含有水分子的α-Ni(OH)2材料。最后放入烘箱内60℃条件下干燥备用。实施例4：(1)按镍离子与尿素的摩尔比为1:30的比例分别称取5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过改变插层水分子含量来调控α-Ni(OH)

【技术特征摘要】
1.一种通过改变插层水分子含量来调控α-Ni(OH)2储锂性能的方法，其特征在于具体步骤为：
(1)按镍离子与尿素的摩尔比为1:30的比例分别称取六水合硫酸镍和尿素，将称取的六水合硫酸镍用去离子水溶解配制成浓度为0.5mol/L的硫酸镍溶液，将称取的尿素用去离子水溶解配制成浓度为6mol/L的尿素溶液，将硫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90℃条件下恒温...

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