CN114335448A - 一种具有多层纳米片结构的镍钴氢氧化物及其制备方法和应用 - Google Patents
一种具有多层纳米片结构的镍钴氢氧化物及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114335448A CN114335448A CN202210005661.8A CN202210005661A CN114335448A CN 114335448 A CN114335448 A CN 114335448A CN 202210005661 A CN202210005661 A CN 202210005661A CN 114335448 A CN114335448 A CN 114335448A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nickel
- cobalt
- metal
- electrode
- salt
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- UUCGKVQSSPTLOY-UHFFFAOYSA-J cobalt(2+);nickel(2+);tetrahydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Co+2].[Ni+2] UUCGKVQSSPTLOY-UHFFFAOYSA-J 0.000 title claims abstract description 89
- 239000002135 nanosheet Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N hexamethylenetetramine Chemical compound C1N(C2)CN3CN1CN2C3 VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 94
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 81
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 81
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims abstract description 57
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims abstract description 57
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 claims abstract description 47
- 235000010299 hexamethylene tetramine Nutrition 0.000 claims abstract description 47
- 239000004312 hexamethylene tetramine Substances 0.000 claims abstract description 47
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 claims abstract description 41
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 claims abstract description 40
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims abstract description 32
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 76
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 47
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 41
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 claims description 39
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 38
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 38
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 38
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 38
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 30
- QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N nickel zinc Chemical compound [Ni].[Zn] QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 29
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 27
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 14
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 11
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 claims description 10
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 claims description 10
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 claims description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 4
- 229910021586 Nickel(II) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- MQRWBMAEBQOWAF-UHFFFAOYSA-N acetic acid;nickel Chemical compound [Ni].CC(O)=O.CC(O)=O MQRWBMAEBQOWAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229940011182 cobalt acetate Drugs 0.000 claims description 2
- GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L cobalt dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Co+2] GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate Chemical compound [Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001981 cobalt nitrate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229940044175 cobalt sulfate Drugs 0.000 claims description 2
- 229910000361 cobalt sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L cobalt(2+) sulfate Chemical compound [Co+2].[O-]S([O-])(=O)=O KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- QAHREYKOYSIQPH-UHFFFAOYSA-L cobalt(II) acetate Chemical compound [Co+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O QAHREYKOYSIQPH-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229940078494 nickel acetate Drugs 0.000 claims description 2
- QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L nickel dichloride Chemical compound Cl[Ni]Cl QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L nickel sulfate Chemical compound [Ni+2].[O-]S([O-])(=O)=O LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910000363 nickel(II) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N nickel(ii) nitrate Chemical compound [Ni+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 107
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical class [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- 239000011267 electrode slurry Substances 0.000 description 24
- AOPCKOPZYFFEDA-UHFFFAOYSA-N nickel(2+);dinitrate;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Ni+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O AOPCKOPZYFFEDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- QGUAJWGNOXCYJF-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O QGUAJWGNOXCYJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 19
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 description 16
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 14
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 14
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 12
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 12
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 11
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N NMP Substances CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000010277 constant-current charging Methods 0.000 description 8
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 8
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 8
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 6
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 6
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 5
- 229910017709 Ni Co Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910003267 Ni-Co Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910003262 Ni‐Co Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A dialuminum;hexamagnesium;carbonate;hexadecahydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Al+3].[Al+3].[O-]C([O-])=O GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A 0.000 description 4
- 229960001545 hydrotalcite Drugs 0.000 description 4
- 229910001701 hydrotalcite Inorganic materials 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 3
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QXZUUHYBWMWJHK-UHFFFAOYSA-N [Co].[Ni] Chemical compound [Co].[Ni] QXZUUHYBWMWJHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018605 Ni—Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- XTOOSYPCCZOKMC-UHFFFAOYSA-L [OH-].[OH-].[Co].[Ni++] Chemical compound [OH-].[OH-].[Co].[Ni++] XTOOSYPCCZOKMC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940045029 cobaltous nitrate hexahydrate Drugs 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 1
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000012716 precipitator Substances 0.000 description 1
- 230000002468 redox effect Effects 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明公开了一种具有多层纳米片结构的镍钴氢氧化物及其制备方法和应用。本发明具有多层纳米片结构的镍钴氢氧化物是以金属镍盐、金属钴盐、六亚甲基四胺、葡萄糖通过一步水热法制备而成。将本发明制备的具有多层纳米片结构的镍钴氢氧化物作为电极活性材料，其具有较大的比容量以及良好的倍率性能，采用上述镍钴氢氧化物材料制成电极材料后，其比电容在1A/g恒定电流下为400～800C/g，扫描速率从1A/g到10A/g其电容保持率为85％左右。
Description
技术领域
本发明属于纳米复合材料和电化学技术领域，具体涉及一种具有多层纳米片结构的镍钴氢氧化物及其制备方法和应用，特别是作为电极活性材料在碱性镍锌电池中的应用。
背景技术
能源战略被认为是可持续发展最重要的课题之一，而高效储能装置的研发是能源战略的重要组成部分。随着人们对绿色可持续储能需求的不断增加，锂离子电池等先进的储能技术受到了广泛的关注。然而，由于锂枝晶的形成和副反应会导致严重的降解和安全问题，严重阻碍了其应用。作为锂离子电池的替代品，可充电碱性锌基电池以其高理论容量、低成本、高安全性和良好的离子导电性受到越来越多的关注。电极材料的性能决定了碱性锌基电池的储能特性，因此开发高性能电极材料是提高其储能特性的重要途径。由于电极界面中金属氧化物产生的法拉第准电容相对较高，可以用作碱性锌基电池的正极材料。
金属氢氧化物资源相对丰富，有明显的氧化还原特性，由于其独特的层状结构，可以提供大的比表面积，增强其能量密度，另外其优越的阴离子交换、可调的化学成分、高氧化还原活性和较好的插层结构，可以很好的应用于碱性锌基电池。特别是镍钴氢氧化物由于其丰富的氧化态、环境友好性、良好的稳定性等特点，成为碱性镍锌电池中研究的热门正极材料。但是在镍钴氢氧化物的制备工艺中存在颗粒团聚、比表面积缩小、活性中心位点减少和电极寿命短等问题，由于镍钴氢氧化物在应用过程中难以与导电剂均匀混合，导致其能量密度较低，在碱性镍锌电池中难以获得良好的性能。
基于上述理由，特提出本申请。
发明内容
本发明针对背景技术中所指出的问题及现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种具有多层纳米片结构的镍钴氢氧化物及其制备方法和应用，解决或至少部分解决现有技术中存在的上述技术缺陷。
为了实现本发明的上述其中一个目的，本发明采用的技术方案如下：
一种具有多层纳米片结构的镍钴氢氧化物的制备方法，是以金属镍盐、金属钴盐、六亚甲基四胺、葡萄糖为原材料，首先将原材料配置成溶液、其次进行水热反应，从而使葡萄糖与金属镍盐、金属钴盐和六亚甲基四胺充分反应形成具有多层纳米片结构的镍钴氢氧化物，然后再进行抽滤、干燥及后处理工艺；所述方法具体包含如下步骤：
(1)溶液的制备：在室温条件下，将金属镍盐、金属钴盐、六亚甲基四胺和葡萄糖按照一定的质量比例加入去离子水中，然后进行搅拌使其完全溶解，将该溶液倒入聚四氟乙烯内胆中；
(2)水热反应：在室温条件下，将步骤(1)所述聚四氟乙烯内胆放入衬有特氟隆的不锈钢反应釜中，然后放入干燥箱中，进行水热反应。其中，干燥箱的温度设置为80～160摄氏度，反应时间设置为5～15小时；
(3)抽滤：在室温条件下，待步骤(2)反应完全后，将聚四氟乙烯内胆从不锈钢反应釜中取出，将该溶液倒入抽滤装置中进行抽滤并用滤纸收集其粉末；
(4)干燥：在室温的条件下，将步骤(3)所收集的粉末放入干燥箱中进行干燥，干燥完成后将其粉末收集起来。
进一步地，上述技术方案步骤(1)中所述金属镍盐是氯化镍、硫酸镍、硝酸镍、乙酸镍中的任意一种；所述金属钴盐是氯化钴、硫酸钴、硝酸钴、乙酸钴中的任意一种。
进一步地，上述技术方案步骤(1)中所述的六亚甲基四胺的用量为5～15mmol，葡萄糖的用量为0.1～10mmol。
进一步地，上述技术方案步骤(1)中所述金属镍盐的用量为0.03mmol～10mmol，金属钴盐的用量为0.03mmol～10mmol，所述金属镍盐与金属钴盐的摩尔比是1：5～5：1。
更进一步地，上述技术方案，所述金属镍盐与金属钴盐的摩尔比为1.5：1。
更进一步地，上述技术方案，所述金属镍盐与葡萄糖的摩尔比为1.8：1。
优选地，所述金属镍盐的用量为3.6mmol，金属钴盐的用量为2.4mmol，六亚甲基四胺的用量为10mmol，葡萄糖的用量为2mmol。
进一步地，上述技术方案中步骤(1)所述溶液是按如下方法制备而成的：
(a)在室温的条件下，用量筒取60mL去离子水倒入烧杯中；
(b)在室温的条件下，分别按照一定比例称量六水合硝酸钴、六水合硝酸镍，倒入烧杯中，搅拌形成溶液A；
(c)在室温的条件下，称取10mmol的六亚甲基四胺，加入溶液A中，形成溶液B；
(d)在室温的条件下，称取一定量的葡萄糖，加入溶液B中，形成溶液C。
进一步地，上述技术方案步骤(2)中所述干燥箱的温度优选设置为100摄氏度，反应时间优选设置为10小时。
本发明的第二个目的在于提供采用上述所述方法制备得到的具有多层纳米片结构的镍钴氢氧化物。
上述所述具有多层纳米片结构的镍钴氢氧化物在碱性镍锌电池中的应用也在本发明的保护范围内。
本发明的第三个目的在于提供上述所述方法制备得到的具有多层纳米片结构的镍钴氢氧化物作为电极活性材料在碱性镍锌电池中的应用。
本发明还提供了一种碱性镍锌电池电极材料，包括电极活性材料、导电剂和粘结剂，其中：所述电极活性材料为上述所述方法制得的具有多层纳米片结构的镍钴氢氧化物。
本发明还提供了一种碱性镍锌电池电极，所述电极包括集流体及涂覆和/或填充于集流体上的电极材料，所述电极材料为上述所述的碱性镍锌电池电极材料。
作为本发明的一个具体实施方式，上述所述碱性镍锌电池电极采用下述方法制备而成，步骤如下：
将泡沫镍通过裁剪，压片，制成圆片，采用涂覆的方式，将电极浆料均匀的涂覆在泡沫镍上；其中：以上述所述具有多层纳米片结构的镍钴氢氧化物作为电极活性材料，PVDF作为粘结剂，乙炔黑作为导电剂，以NMP作为溶剂，通过搅拌使其混合均匀，得到含镍钴氢氧化物的电极浆料；以泡沫镍为集流体，将所述电极浆料涂覆在所述集流体表面后对其进行干燥处理，得到所述碱性镍锌电池电极。
进一步地，上述技术方案，所述镍钴氢氧化物、PVDF、乙炔黑的质量比为8:1:1。
进一步地，泡沫镍圆片的直径为1.13cm；所述电极浆料在直径为1.13cm的泡沫镍圆片上的涂抹量约为45微升，泡沫镍圆片上负载的电极活性材料的质量为1～2mg。
进一步地，泡沫镍的干燥温度为80摄氏度，干燥时间为12小时。
本发明还提供了一种碱性镍锌电池，包括负极、正极以及设置在所述负极和正极之间的隔膜、电解液和壳体，所述正极为上述所述的碱性镍锌电池电极。
上述所述碱性镍锌电池的制备方法，以上述所述的碱性镍锌电池电极作为碱性镍锌电池的正极，以商业锌箔作为负极，以玻璃纤维滤纸作为隔膜，然后进行封装。具体步骤如下：
(1)将电池壳的正极平放在实验台上，滴加两滴电解液，然后按照顺序依次放入正极、隔膜，负极、垫片、弹片，最后将电池壳的负极放上，用镊子平放在电池封装机上，进行封装。
进一步地，所述电解液为碱性电解液，隔膜为亲水性隔膜。
本发明原理如下：
本发明是以六水合硝酸镍、六水合硝酸钴、六亚甲基四胺和葡萄糖作为原材料，其中六水合硝酸镍和六水合硝酸钴分别提供镍元和钴元，六亚甲基四胺作为沉淀剂，使盐溶液达到饱和状态，在反应过程中产生沉淀，葡萄糖的加入可以提高活性材料的电容和速率性能。其中当六水合硝酸镍为3.6mmol，六水合硝酸钴为2.4mmol，六亚甲基四胺为10mmol，葡萄糖为2mmol时，比容量最高。一方面，葡萄糖的加入可以大大提高电导率，使电化学反应中的电子传递速率增加；另一方面，材料的比表面积增大，电解质的扩散速率增大。同时，电子传递速率加快，电导率进一步提高。当加入过多葡萄糖时就会出现镍钴氢氧化物的晶相就不够纯。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明通过一步水热合成法制备具有多层纳米片结构的镍钴氢氧化物，工艺流程简洁明了，通过一步水热法得到的镍钴氢氧化物因独特的层状结构，可以提供大的比表面积，较高的表面活性位点，并且具有良好的导电性。
(2)与片状结构相比，多层纳米片具有更高的比表面积，保证了电解质离子和电解质的充分接触，从而提高了镍锌电池的能量密度，低结晶度电极通常比高结晶度电极具有更大的比容量。
(3)将本发明制备的具有多层纳米片结构的镍钴氢氧化物作为电极材料，其具有较大的比容量以及良好的倍率性能，采用上述镍钴氢氧化物材料制成电极材料后，其比电容在1A/g恒定电流下为400～800C/g，扫描速率从1A/g到10A/g其电容保持率为85％左右。
附图说明
图1(a)、(b)、(c)、(d)依次为本发明实施例1～4制备得到的镍钴氢氧化物的扫描电镜(SEM)图；
图2为本发明实施例1～4制备得到的镍钴氢氧化物的X衍射(XRD)图；
图3为本发明实施例1～4制备得到的镍钴氢氧化物在电流密度为1A/g时的充放电测试结果图；
图4为本发明实施例1～4制备得到的镍钴氢氧化物在扫描速率为5mV/s时的CV曲线对比图；
图5(a)、(b)、(c)、(d)依次为本发明实施例5～8制备得到的镍钴氢氧化物的扫描电镜(SEM)图；
图6为本发明实施3、5～8制备得到的镍钴氢氧化物的X衍射(XRD)图；
图7为本发明实施3、5～8制备得到的镍钴氢氧化物在电流密度为1A/g时的充放电测试结果图；
图8为本发明实施例3、5～8制备得到的镍钴氢氧化物在扫描速率为5mV/s时的CV曲线图；
图9为本发明实施例3制备得到的镍钴氢氧化物在电流密度为1A/g～10A/g的倍率图；
图10为本发明实施例9中，以实施例1的镍钴氢氧化物作为正极、商业锌箔作为负极制备的碱性镍锌电池在电流密度为3A/g时的循环图；
图11为本发明实施例9中，以实施例3的镍钴氢氧化物作为正极、商业锌箔作为负极制备的碱性镍锌电池在电流密度为3A/g时的循环图。
具体实施方式
以下通过实施例形式对本发明的上述内容再作进一步的详细说明，但本发明并不限于以下的具体实施方式，以下实例只是示意的，不是限制的，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做很多形式，都属于本发明的保护之内。
本发明实施例中涉及的比电容均根据下述公式计算得出：
C(C/g)＝I×Δt，
其中I为电流密度，Δt为放电时间。
一、不同葡萄糖浓度
实施例1
本实施例的一种镍钴氢氧化物的制备方法，是以金属镍盐、金属钴盐、六亚甲基四胺为原材料，首先将原材料配置成溶液、其次进行水热反应、抽滤、干燥及后处理工艺，形成镍钴氢氧化物，以此作为电极材料。所述方法具体包含如下步骤：
(1)溶液配制：在室温下，将金属镍盐、金属钴盐和六亚甲基四胺按照一定的质量比例加入去离子水中，然后进行搅拌使其完全溶解，将该溶液倒入聚四氟乙烯内胆中。
其中，所述溶液是按如下方法配置的：
(a)在室温下量60mL去离子水倒入烧杯中；
(b)在室温下称量1.05g六水合硝酸镍、0.70g六水合硝酸钴，加入到步骤(a)中的去离子水中，搅拌溶解形成溶液A；
(c)在室温下称量1.4019g六亚甲基四胺加入溶液A中，搅拌溶解形成溶液B；将其倒入聚四氟乙烯内胆中；
(2)水热反应：室温下，将步骤(1)所述聚四氟乙烯内胆放入衬有特氟隆的不锈钢反应釜中，然后放入干燥箱中，进行水热反应。其中，干燥箱的温度设置为100摄氏度，反应时间设置为10小时；
(3)抽滤：室温下，待步骤(2)反应完全后，将聚四氟乙烯内胆从不锈钢反应釜中取出，将其溶液倒入抽滤装置中进行抽滤并用滤纸收集粉末；
(4)干燥：室温下，将步骤(3)所收集的粉末放入干燥箱中进行干燥，干燥12小时；
(5)收集：室温下，将步骤(4)中干燥好的粉末收集起来。
(6)将步骤(5)中的镍钴氢氧化物粉末与用NMP、乙炔黑、PVDF、配成的分散液均匀混合，得到电极浆料，并均匀涂抹在极片上，干燥，压片，备用。
用辰华电化学工作站(CHI760E)采用循环伏安(CV)、恒流充放电(GCD)测试了电极在6M KOH溶液中，电极材料作为工作电极，Pt和Hg/HgO分别作为对电极和参比电极的三电极体系中的电化学性能；在电流密度为1A/g时，其比电容达到601C/g。
实施例2
本实施例的一种镍钴氢氧化物的制备方法，是以金属镍盐、金属钴盐、六亚甲基四胺、葡萄糖为原材料，首先将原材料配置成溶液、其次进行水热反应、抽滤、干燥及后处理工艺，形成镍钴氢氧化物，以此作为电极材料。所述方法具体包含如下步骤：
(1)溶液配制：在室温下，将金属镍盐、金属钴盐、六亚甲基四胺和葡萄糖按照一定的质量比例加入去离子水中，然后进行搅拌使其完全溶解，将该溶液倒入聚四氟乙烯内胆中。
其中，所述溶液是按如下方法配置的：
(a)在室温下，量60mL去离子水倒入烧杯中；
(b)在室温下，称量1.05g六水合硝酸镍、0.70g六水合硝酸钴，加入到步骤(a)中的去离子水中，搅拌溶解形成溶液A；
(c)在室温下，称量1.4019g六亚甲基四胺加入溶液A中，搅拌溶解形成溶液B；
(d)在室温下，称量0.18016g葡萄糖加入溶液B中，搅拌溶解形成溶液C，将其倒入聚四氟乙烯内胆中；
(2)水热反应：室温下，将步骤(1)所述聚四氟乙烯内胆放入衬有特氟隆的不锈钢反应釜中，然后放入干燥箱中，进行水热反应。其中，干燥箱的温度设置为100摄氏度，反应时间设置为10小时；
(3)抽滤：室温下，待步骤(2)反应完全后，将聚四氟乙烯内胆从不锈钢反应釜中取出，将其溶液倒入抽滤装置中进行抽滤并用滤纸收集粉末；
(4)干燥：室温下，将步骤(3)所收集的粉末放入干燥箱中进行干燥，干燥12小时；
(5)后处理：在室温下，将步骤(4)中干燥好的粉末收集起来。
(6)将步骤(5)中的镍钴氢氧化物粉末与用NMP、乙炔黑、PVDF、配成的分散液均匀混合，得到电极浆料，并均匀涂抹在极片上，干燥，压片，备用。
用辰华电化学工作站(CHI760E)采用循环伏安(CV)、恒流充放电(GCD)测试了电极在6M KOH溶液中，电极材料作为工作电极，Pt和Hg/HgO分别作为对电极和参比电极的三电极体系中的电化学性能；在电流密度为1A/g时，其比电容达到676C/g。
实施例3
本实施例的一种镍钴氢氧化物的制备方法，是以金属镍盐、金属钴盐、六亚甲基四胺、葡萄糖为原材料，首先将原材料配置成溶液、其次进行水热反应、抽滤、干燥及后处理工艺，形成镍钴氢氧化物，以此作为电极材料。所述方法具体包含如下步骤：
(1)溶液配制：在室温下，将金属镍盐、金属钴盐、六亚甲基四胺和葡萄糖按照一定的质量比例加入去离子水中，然后进行搅拌使其完全溶解，将该溶液倒入聚四氟乙烯内胆中。
其中，所述溶液是按如下方法配置的：
(a)在室温下，量60mL去离子水倒入烧杯中；
(b)在室温下，称量1.05g六水合硝酸镍、0.70g六水合硝酸钴，加入到步骤(a)中的去离子水中，搅拌溶解形成溶液A；
(c)在室温下，称量1.4019g六亚甲基四胺加入溶液A中，搅拌溶解形成溶液B；
(d)在室温下，称量0.36032g葡萄糖加入溶液B中，搅拌溶解形成溶液C，将其倒入聚四氟乙烯内胆中；
(2)水热反应：室温下，将步骤(1)所述聚四氟乙烯内胆放入衬有特氟隆的不锈钢反应釜中，然后放入干燥箱中，进行水热反应。其中，干燥箱的温度设置为100摄氏度，反应时间设置为10小时；
(3)抽滤：室温下，待步骤(2)反应完全后，将聚四氟乙烯内胆从不锈钢反应釜中取出，将其溶液倒入抽滤装置中进行抽滤并用滤纸收集粉末；
(4)干燥：室温下，将步骤(3)所收集的粉末放入干燥箱中进行干燥，干燥12小时；
(5)后处理：在室温下，将步骤(4)中干燥好的粉末收集起来。
(6)将步骤(5)中的镍钴氢氧化物粉末与用NMP、乙炔黑、PVDF、配成的分散液均匀混合，得到电极浆料，并均匀涂抹在极片上，干燥，压片，备用。
用辰华电化学工作站(CHI760E)采用循环伏安(CV)、恒流充放电(GCD)测试了电极在6M KOH溶液中，电极材料作为工作电极，Pt和Hg/HgO分别作为对电极和参比电极的三电极体系中的电化学性能；在电流密度为1A/g时，其比电容达到793C/g。
实施例4
本实施例的一种镍钴氢氧化物的制备方法，是以金属镍盐、金属钴盐、六亚甲基四胺、葡萄糖为原材料，首先将原材料配置成溶液、其次进行水热反应、抽滤、干燥及后处理工艺，形成镍钴氢氧化物，以此作为电极材料。所述方法具体包含如下步骤：
(1)溶液配制：在室温下，将金属镍盐、金属钴盐、六亚甲基四胺和葡萄糖按照一定的质量比例加入去离子水中，然后进行搅拌使其完全溶解，将该溶液倒入聚四氟乙烯内胆中。
其中，所述溶液是按如下方法配置的：
(a)在室温下，量60mL去离子水倒入烧杯中；
(b)在室温下，称量1.05g六水合硝酸镍、0.70g六水合硝酸钴，加入到步骤(a)中的去离子水中，搅拌溶解形成溶液A；
(c)在室温下，称量1.4019g六亚甲基四胺加入溶液A中，搅拌溶解形成溶液B；
(d)在室温下，称量0.54048g葡萄糖加入溶液B中，搅拌溶解形成溶液C，将其倒入聚四氟乙烯内胆中；
(2)水热反应：室温下，将步骤(1)所述聚四氟乙烯内胆放入衬有特氟隆的不锈钢反应釜中，然后放入干燥箱中，进行水热反应。其中，干燥箱的温度设置为100摄氏度，反应时间设置为10小时；
(3)抽滤：室温下，待步骤(2)反应完全后，将聚四氟乙烯内胆从不锈钢反应釜中取出，将其溶液倒入抽滤装置中进行抽滤并用滤纸收集粉末；
(4)干燥：室温下，将步骤(3)所收集的粉末放入干燥箱中进行干燥，干燥12小时；
(5)后处理：在室温下，将步骤(4)中干燥好的粉末收集起来。
(6)将步骤(5)中的镍钴氢氧化物粉末与用NMP、乙炔黑、PVDF、配成的分散液均匀混合，得到电极浆料，并均匀涂抹在极片上，干燥，压片，备用。
用辰华电化学工作站(CHI760E)采用循环伏安(CV)、恒流充放电(GCD)测试了电极在6M KOH溶液中，电极材料作为工作电极，Pt和Hg/HgO分别作为对电极和参比电极的三电极体系中的电化学性能；在电流密度为1A/g时，其比电容达到656C/g。
图1(a)、(b)、(c)、(d)依次为本发明实施例1～4制备得到的镍钴氢氧化物的扫描电镜(SEM)图。通过扫描电镜(SEM)图可以看出氢氧化镍钴的形貌变化，随着葡萄糖用量的增加，纳米片的外端呈现多层折叠越来越多，但是当葡萄糖的量太多时，其多层折叠就会因太厚而堆积在一起。
图2为本发明实施例1～4制备得到的镍钴氢氧化物的X衍射(XRD)图。通过XRD可以看出主要包含4个主要特征峰。它们分别是(003)、(006)、(009)和(110)平面。这些衍射峰的位置和强度与天然水滑石(JCPDS 14-0191)的结构吻合良好。说明该产物具有与天然水滑石相似的结构，属于六方体系。其中d(003)反映了金属氢氧化物中间层的层间间距，这与层间的阴离子半径以及与阳离子的相互作用有关。峰值(003)随着葡萄糖的增加逐渐改变。它揭示了层间的间距逐渐减小，衍射峰的强度降低，说明产物的结晶度随着葡萄糖的增加而降低。
图3为本发明实施例1～4制备得到的镍钴氢氧化物在电流密度为1A/g时的充放电测试结果图。通过充放电测试结果图，可以得到随着葡萄糖浓度的增加，镍钴氢氧化物的比电容增大。当葡萄糖的浓度为2mmol时具有最高的电容性能，其比电容高达793C/g。但当葡萄糖进一步增加时，比电容降低。
上述比电容的具体计算方法如下：根据公式C(C/g)＝I×Δt，以及说明书附图中的图3，电流密度为1A/g，放电时间为793s，得出比电容为793C/g。
图4为本发明实施例1～4制备得到的镍钴氢氧化物在扫描速率为5mV/s时的CV曲线图。通过CV曲线图，可以得到当葡萄糖的浓度为2mmol时，得到的电极材料具有更大的CV面积和更高的电流响应，证实了其更高的电化学活性，具有较大的比容量，与充放电曲线结果一致。
总结：通过形貌变化和测试结果得出，一方面形成的镍钴氢氧化物结晶度逐渐降低，电解质离子进入和扩散变得更加方便，另一方面宏观上增加层间距也提供了比表面更大的间隙，使其与电解液充分接触来提高其比容量。
二、不同六水合硝酸镍和六水合硝酸钴比例
实施例5
本实施例的一种镍钴氢氧化物的制备方法，是以金属镍盐、金属钴盐、六亚甲基四胺、葡萄糖为原材料，首先将原材料配置成溶液、其次进行水热反应、抽滤、干燥及后处理工艺，形成镍钴氢氧化物，以此作为电极材料。所述方法具体包含如下步骤：
(1)溶液配制：在室温下，将金属镍盐、金属钴盐、六亚甲基四胺和葡萄糖按照一定的质量比例加入去离子水中，然后进行搅拌使其完全溶解，将该溶液倒入聚四氟乙烯内胆中。
其中，所述溶液是按如下方法配置的：
(a)在室温下，量60mL去离子水倒入烧杯中；
(b)在室温下，称量0.872g六水合硝酸镍、0.873g六水合硝酸钴，加入到步骤(a)中的去离子水中，搅拌溶解形成溶液A；
(c)在室温下，称量1.4019g六亚甲基四胺加入溶液A中，搅拌溶解形成溶液B；
(d)在室温下，称量0.36032g葡萄糖加入溶液B中，搅拌溶解形成溶液C，将其倒入聚四氟乙烯内胆中；
(2)水热反应：室温下，将步骤(1)所述聚四氟乙烯内胆放入衬有特氟隆的不锈钢反应釜中，然后放入干燥箱中，进行水热反应。其中，干燥箱的温度设置为100摄氏度，反应时间设置为10小时；
(3)抽滤：室温下，待步骤(2)反应完全后，将聚四氟乙烯内胆从不锈钢反应釜中取出，将其溶液倒入抽滤装置中进行抽滤并用滤纸收集粉末；
(4)干燥：室温下，将步骤(3)所收集的粉末放入干燥箱中进行干燥，干燥12小时；
(5)后处理：在室温下，将步骤(4)中干燥好的粉末收集起来。
(6)将步骤(5)中的镍钴氢氧化物粉末与用NMP、乙炔黑、PVDF、配成的分散液均匀混合，得到电极浆料，并均匀涂抹在极片上，干燥，压片，备用。
用辰华电化学工作站(CHI760E)采用循环伏安(CV)、恒流充放电(GCD)测试了电极在6M KOH溶液中，电极材料作为工作电极，Pt和Hg/HgO分别作为对电极和参比电极的三电极体系中的电化学性能；在电流密度为1A/g时，其比电容达到589C/g。
实施例6
本实施例的一种镍钴氢氧化物的制备方法，是以金属镍盐、金属钴盐、六亚甲基四胺、葡萄糖为原材料，首先将原材料配置成溶液、其次进行水热反应、抽滤、干燥及后处理工艺，形成镍钴氢氧化物，以此作为电极材料。所述方法具体包含如下步骤：
(1)溶液配制：在室温下，将金属镍盐、金属钴盐、六亚甲基四胺和葡萄糖按照一定的质量比例加入去离子水中，然后进行搅拌使其完全溶解，将该溶液倒入聚四氟乙烯内胆中。
其中，所述溶液是按如下方法配置的：
(a)在室温下，量60mL去离子水倒入烧杯中；
(b)在室温下，称量0.698g六水合硝酸镍、1.048g六水合硝酸钴，加入到步骤(a)中的去离子水中，搅拌溶解形成溶液A；
(c)在室温下，称量1.4019g六亚甲基四胺加入溶液A中，搅拌溶解形成溶液B；
(d)在室温下，称量0.36032g葡萄糖加入溶液B中，搅拌溶解形成溶液C，将其倒入聚四氟乙烯内胆中；
(2)水热反应：室温下，将步骤(1)所述聚四氟乙烯内胆放入衬有特氟隆的不锈钢反应釜中，然后放入干燥箱中，进行水热反应。其中，干燥箱的温度设置为100摄氏度，反应时间设置为10小时；
(3)抽滤：室温下，待步骤(2)反应完全后，将聚四氟乙烯内胆从不锈钢反应釜中取出，将其溶液倒入抽滤装置中进行抽滤并用滤纸收集粉末；
(4)干燥：室温下，将步骤(3)所收集的粉末放入干燥箱中进行干燥，干燥12小时；
(5)后处理：在室温下，将步骤(4)中干燥好的粉末收集起来。
(6)将步骤(5)中的镍钴氢氧化物粉末与用NMP、乙炔黑、PVDF、配成的分散液均匀混合，得到电极浆料，并均匀涂抹在极片上，干燥，压片，备用。
用辰华电化学工作站(CHI760E)采用循环伏安(CV)、恒流充放电(GCD)测试了电极在6M KOH溶液中，电极材料作为工作电极，Pt和Hg/HgO分别作为对电极和参比电极的三电极体系中的电化学性能；在电流密度为1A/g时，其比电容达到492C/g。
实施例7
本实施例的一种镍钴氢氧化物的制备方法，是以金属镍盐、金属钴盐、六亚甲基四胺、葡萄糖为原材料，首先将原材料配置成溶液、其次进行水热反应、抽滤、干燥及后处理工艺，形成镍钴氢氧化物，以此作为电极材料。所述方法具体包含如下步骤：
(1)溶液配制：在室温下，将金属镍盐、金属钴盐、六亚甲基四胺和葡萄糖按照一定的质量比例加入去离子水中，然后进行搅拌使其完全溶解，将该溶液倒入聚四氟乙烯内胆中。
其中，所述溶液是按如下方法配置的：
(a)在室温下，量60mL去离子水倒入烧杯中；
(b)在室温下，称量0.582g六水合硝酸镍、1.164g六水合硝酸钴，加入到步骤(a)中的去离子水中，搅拌溶解形成溶液A；
(c)在室温下，称量1.4019g六亚甲基四胺加入溶液A中，搅拌溶解形成溶液B；
(d)在室温下，称量0.36032g葡萄糖加入溶液B中，搅拌溶解形成溶液C，将其倒入聚四氟乙烯内胆中；
(2)水热反应：室温下，将步骤(1)所述聚四氟乙烯内胆放入衬有特氟隆的不锈钢反应釜中，然后放入干燥箱中，进行水热反应。其中，干燥箱的温度设置为100摄氏度，反应时间设置为10小时；
(3)抽滤：室温下，待步骤(2)反应完全后，将聚四氟乙烯内胆从不锈钢反应釜中取出，将其溶液倒入抽滤装置中进行抽滤并用滤纸收集粉末；
(4)干燥：室温下，将步骤(3)所收集的粉末放入干燥箱中进行干燥，干燥12小时；
(5)后处理：在室温下，将步骤(4)中干燥好的粉末收集起来。
(6)将步骤(5)中的镍钴氢氧化物粉末与用NMP、乙炔黑、PVDF、配成的分散液均匀混合，得到电极浆料，并均匀涂抹在极片上，干燥，压片，备用。
用辰华电化学工作站(CHI760E)采用循环伏安(CV)、恒流充放电(GCD)测试了电极在6M KOH溶液中，电极材料作为工作电极，Pt和Hg/HgO分别作为对电极和参比电极的三电极体系中的电化学性能；在电流密度为1A/g时，其比电容达到403C/g。
实施例8
本实施例的一种镍钴氢氧化物的制备方法，是以金属镍盐、金属钴盐、六亚甲基四胺、葡萄糖为原材料，首先将原材料配置成溶液、其次进行水热反应、抽滤、干燥及后处理工艺，形成镍钴氢氧化物，以此作为电极材料。所述方法具体包含如下步骤：
(1)溶液配制：在室温下，将金属镍盐、金属钴盐、六亚甲基四胺和葡萄糖按照一定的质量比例加入去离子水中，然后进行搅拌使其完全溶解，将该溶液倒入聚四氟乙烯内胆中。
其中，所述溶液是按如下方法配置的：
(a)在室温下量60mL去离子水倒入烧杯中；
(b)在室温下，称量1.163g六水合硝酸镍、0.582g六水合硝酸钴，加入到步骤(a)中的去离子水中，搅拌溶解形成溶液A；
(c)在室温下，称量1.4019g六亚甲基四胺加入溶液A中，搅拌溶解形成溶液B；
(d)在室温下，称量0.36032g葡萄糖加入溶液B中，搅拌溶解形成溶液C，将其倒入聚四氟乙烯内胆中；
(2)水热反应：室温下，将步骤(1)所述聚四氟乙烯内胆放入衬有特氟隆的不锈钢反应釜中，然后放入干燥箱中，进行水热反应。其中，干燥箱的温度设置为100摄氏度，反应时间设置为10小时；
(3)抽滤：室温下，待步骤(2)反应完全后，将聚四氟乙烯内胆从不锈钢反应釜中取出，将其溶液倒入抽滤装置中进行抽滤并用滤纸收集粉末；
(4)干燥：室温下，将步骤(3)所收集的粉末放入干燥箱中进行干燥，干燥12小时；
(5)后处理：在室温下，将步骤(4)中干燥好的粉末收集起来。
(6)将步骤(5)中的镍钴氢氧化物粉末与用NMP、乙炔黑、PVDF、配成的分散液均匀混合，得到电极浆料，并均匀涂抹在极片上，干燥，压片，备用。
用辰华电化学工作站(CHI760E)采用循环伏安(CV)、恒流充放电(GCD)测试了电极在6M KOH溶液中，电极材料作为工作电极，Pt和Hg/HgO分别作为对电极和参比电极的三电极体系中的电化学性能；在电流密度为1A/g时，其比电容达到605C/g。
图5(a)、(b)(c)(d)依次为本发明实施例5～8制备得到的镍钴氢氧化物的扫描电镜(SEM)图。通过扫描电镜(SEM)图可以看出氢氧化镍钴的形貌变化，基本都是多层折叠的形状，镍钴比例不同，其相貌变化差别不是很大，但随着六水合硝酸镍的含量多些时，其多层折叠越来越明显，多层纳米片折叠的越好看。
图6为本发明实施例3、5～8制备得到的镍钴氢氧化物的X衍射(XRD)图。通过XRD可以看出主要包含4个主要特征峰。它们分别是(003)、(006)、(009)和(110)平面。这些衍射峰的位置和强度与天然水滑石(JCPDS 14-0191)的结构吻合良好。说明该产物具有与天然水滑石相似的结构，属于六方体系。其中d(003)反映了金属氢氧化物中间层的层间间距，这与层间的阴离子半径以及与阳离子的相互作用有关。峰值(003)随着镍钴比例的不同逐渐改变。可以看出随着六水合硝酸钴的含量的增加，其衍射峰逐渐增强，说明产物的结晶度随着六水合硝酸镍的增加而增加。
图7为本发明实施3、5～8制备得到的镍钴氢氧化物在电流密度为1A/g时的充放电测试结果图。通过充放电测试结果图，可以得到随着六水合硝酸钴的含量的增加，镍钴氢氧化物的比容量减小，当六水合硝酸镍的含量增加时，镍钴氢氧化物的比容量增加，当六水合硝酸镍与六水合硝酸钴的摩尔比为1.5:1时，比容量最高，其比电容高达793C/g。
图8为本发明实施例1～4制备得到的镍钴氢氧化物在扫描速率为5mV/s时的CV曲线图。通过CV曲线图，可以得到当六水合硝酸镍与六水合硝酸钴的摩尔比为1.5:1时，得到的电极材料具有更大的CV面积和更高的电流响应，证实了其更高的电化学活性，具有较大的比容量，与充放电曲线结果一致。
总结：通过不同的六水合硝酸镍和六水合硝酸钴的摩尔比例，可以得到当通过形貌变化和测试结果得出，宏观上不同六水合硝酸镍和六水合硝酸钴的摩尔比例，其层间距不同，多层纳米片的间隙不一样，，使其与电解液接触程度不同。当六水合硝酸镍与六水合硝酸钴的摩尔比为1.5:1时，其比电容最高。
三、碱性镍锌电池上述实施例1～8制备的镍钴氢氧化物可作为碱性镍锌电池的正极活性材料制备正极。所述正极的制备方法如下：
将泡沫镍通过裁剪，压片，制成直径为1.13cm的圆片，采用涂片的方式，将电极浆料均匀的涂在泡沫镍上；其中：以上述所述具有多层纳米片结构的镍钴氢氧化物作为电极活性材料，PVDF作为粘结剂，乙炔黑作为导电剂，以NMP作为溶剂，通过搅拌使其混合均匀，得到含镍钴氢氧化物的电极浆料；以泡沫镍为集流体，将所述电极浆料涂覆在所述集流体表面后对其进行干燥处理，得到所述碱性镍锌电池正极；其中：所述镍钴氢氧化物、PVDF、乙炔黑的质量比为8:1:1；所述电极浆料在直径为1.13cm的泡沫镍圆片上的涂抹量为45微升，泡沫镍圆片上负载的电极活性材料的质量为1.2mg；所述泡沫镍的干燥温度为80摄氏度，干燥时间为12小时。
实施例9
本实施例是碱性镍锌电池制备方法，是以上述实施例1和实施例3制备的镍钴氢氧化物作为正极活性材料。在室温下，将电池壳的正极平放在实验台上，将正极放入电池壳内，滴加两滴碱性电解液，然后按照顺序依次放入隔膜，负极、垫片、弹片，最后将电池壳的负极放上，用镊子平放在电池封装机上，进行封装。封装制成碱性镍锌扣式电池，采用新威电池测试***测量循环寿命。
特别的，碱性电解液是4M KOH+2M KF+1M K2CO3。
通过测试得出：
以实施例1的镍钴氢氧化物作为正极制备的碱性镍锌电池，在3A/g的电流密度下，能够达到160mAh/g左右的比容量。
以实施例3的镍钴氢氧化物作为正极制备的碱性镍锌电池，在3A/g的电流密度下，能够达到380mAh/g左右的比容量。
Claims (10)
1.一种具有多层纳米片结构的镍钴氢氧化物的制备方法，其特征在于：所述方法具体包含如下步骤：
(1)溶液的制备：在室温条件下，将金属镍盐、金属钴盐、六亚甲基四胺和葡萄糖按照一定的质量比例加入去离子水中，然后进行搅拌使其完全溶解，将该溶液倒入聚四氟乙烯内胆中；
(2)水热反应：在室温条件下，将步骤(1)所述聚四氟乙烯内胆放入衬有特氟隆的不锈钢反应釜中，然后放入干燥箱中，进行水热反应；其中，干燥箱的温度设置为80～160摄氏度，反应时间设置为5～15小时；
(3)抽滤：在室温条件下，待步骤(2)反应完全后，将聚四氟乙烯内胆从不锈钢反应釜中取出，将该溶液倒入抽滤装置中进行抽滤并用滤纸收集其粉末；
(4)干燥：在室温的条件下，将步骤(3)所收集的粉末放入干燥箱中进行干燥，干燥完成后将其粉末收集起来。
2.根据权利要求1所述的具有多层纳米片结构的镍钴氢氧化物的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述金属镍盐是氯化镍、硫酸镍、硝酸镍、乙酸镍中的任意一种；所述金属钴盐是氯化钴、硫酸钴、硝酸钴、乙酸钴中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的具有多层纳米片结构的镍钴氢氧化物的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述金属镍盐的用量为0.03mmol～10mmol，金属钴盐的用量为0.03mmol～10mmol，所述的六亚甲基四胺的用量为5～15mmol，葡萄糖的用量为0.1～10mmol。
4.根据权利要求3所述的具有多层纳米片结构的镍钴氢氧化物的制备方法，其特征在于：所述金属镍盐与金属钴盐的摩尔比是1：5～5：1。
5.根据权利要求4所述的具有多层纳米片结构的镍钴氢氧化物的制备方法，其特征在于：所述金属镍盐与金属钴盐的摩尔比为1.5：1；所述金属镍盐与葡萄糖的摩尔比为1.8：1。
6.根据权利要求1～5任一项所述的具有多层纳米片结构的镍钴氢氧化物的制备方法制备得到的具有多层纳米片结构的镍钴氢氧化物。
7.权利要求1～5任一项所述方法制备得到的具有多层纳米片结构的镍钴氢氧化物作为电极活性材料在碱性镍锌电池中的应用。
8.一种碱性镍锌电池电极材料，包括电极活性材料、导电剂和粘结剂，其特征在于：所述电极活性材料为权利要求1～5任一项所述方法制备得到的具有多层纳米片结构的镍钴氢氧化物。
9.一种碱性镍锌电池电极，所述电极包括集流体及涂覆和/或填充于集流体上的电极材料，其特征在于：所述电极材料权利要求8所述的碱性镍锌电池电极材料。
10.一种碱性镍锌电池，包括负极、正极以及设置在所述负极和正极之间的隔膜、电解液和壳体，其特征在于：所述正极为权利要求9所述的碱性镍锌电池电极。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210005661.8A CN114335448B (zh) | 2022-01-04 | 2022-01-04 | 一种具有多层纳米片结构的镍钴氢氧化物及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210005661.8A CN114335448B (zh) | 2022-01-04 | 2022-01-04 | 一种具有多层纳米片结构的镍钴氢氧化物及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114335448A true CN114335448A (zh) | 2022-04-12 |
| CN114335448B CN114335448B (zh) | 2023-10-31 |
Family
ID=81024777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210005661.8A Active CN114335448B (zh) | 2022-01-04 | 2022-01-04 | 一种具有多层纳米片结构的镍钴氢氧化物及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114335448B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115662805A (zh) * | 2022-11-14 | 2023-01-31 | 齐鲁工业大学 | 一种花球状镍钴层状双金属氢氧化物负载草酸镍超级电容器电极材料及制备方法 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003068292A (ja) * | 2001-08-23 | 2003-03-07 | Hitachi Maxell Ltd | 電極およびそれを用いた電池 |
| JP2004259515A (ja) * | 2003-02-25 | 2004-09-16 | Yuasa Corp | ニッケル電極用増粘剤、ニッケル電極及びその製造方法、並びに、アルカリ蓄電池 |
| CN106207115A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-12-07 | 华中科技大学 | 一种氢氧化镍电极材料的制备方法 |
| CN106315693A (zh) * | 2015-06-30 | 2017-01-11 | 韦升鸿 | 一种钴酸镍/碳微米球的制备方法 |
| CN106340398A (zh) * | 2016-11-17 | 2017-01-18 | 西南大学 | 一种超级电容器电极材料镍钴氢氧化物与钼氧化物复合材料的制备方法 |
| CN106882846A (zh) * | 2017-03-03 | 2017-06-23 | 南京理工大学 | 晶型可控镍钴氢氧化物的制备方法 |
| CN107522241A (zh) * | 2017-08-20 | 2017-12-29 | 桂林理工大学 | 一种镍钴双金属氢氧化物的制备方法及其应用 |
| CN110615487A (zh) * | 2019-10-19 | 2019-12-27 | 石河子大学 | 一种CoNiO2纳米花电极材料的制备方法 |
| CN111899988A (zh) * | 2020-08-06 | 2020-11-06 | 合肥工业大学 | 一种镍钴双金属氢氧化物电极材料的宏量制备方法及其应用 |
| CN112271084A (zh) * | 2020-10-15 | 2021-01-26 | 同济大学 | 一种高面积容量和高负载量镍钴氢氧化物复合电极材料的制备方法 |
| CN112279308A (zh) * | 2020-10-15 | 2021-01-29 | 南昌大学 | 一种大批量制备高储能镍钴氢氧化物电极材料的方法 |
-
2022
- 2022-01-04 CN CN202210005661.8A patent/CN114335448B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003068292A (ja) * | 2001-08-23 | 2003-03-07 | Hitachi Maxell Ltd | 電極およびそれを用いた電池 |
| JP2004259515A (ja) * | 2003-02-25 | 2004-09-16 | Yuasa Corp | ニッケル電極用増粘剤、ニッケル電極及びその製造方法、並びに、アルカリ蓄電池 |
| CN106315693A (zh) * | 2015-06-30 | 2017-01-11 | 韦升鸿 | 一种钴酸镍/碳微米球的制备方法 |
| CN106207115A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-12-07 | 华中科技大学 | 一种氢氧化镍电极材料的制备方法 |
| CN106340398A (zh) * | 2016-11-17 | 2017-01-18 | 西南大学 | 一种超级电容器电极材料镍钴氢氧化物与钼氧化物复合材料的制备方法 |
| CN106882846A (zh) * | 2017-03-03 | 2017-06-23 | 南京理工大学 | 晶型可控镍钴氢氧化物的制备方法 |
| CN107522241A (zh) * | 2017-08-20 | 2017-12-29 | 桂林理工大学 | 一种镍钴双金属氢氧化物的制备方法及其应用 |
| CN110615487A (zh) * | 2019-10-19 | 2019-12-27 | 石河子大学 | 一种CoNiO2纳米花电极材料的制备方法 |
| CN111899988A (zh) * | 2020-08-06 | 2020-11-06 | 合肥工业大学 | 一种镍钴双金属氢氧化物电极材料的宏量制备方法及其应用 |
| CN112271084A (zh) * | 2020-10-15 | 2021-01-26 | 同济大学 | 一种高面积容量和高负载量镍钴氢氧化物复合电极材料的制备方法 |
| CN112279308A (zh) * | 2020-10-15 | 2021-01-29 | 南昌大学 | 一种大批量制备高储能镍钴氢氧化物电极材料的方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| LIAN, MENG: ""A novel and facile step-by-step hydrothermal synthesis of flower-like [email protected](OH)(2) for supercapacitors: Understanding the excellent cycling stability"", 《MATERIALS LETTERS》, vol. 207, pages 16 - 20 * |
| 张慧等: ""Ni-Co双金属氧化物纳米结构制备及其在超级电容器中的应用"", 《广州化工》, vol. 45, no. 15, pages 54 - 56 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115662805A (zh) * | 2022-11-14 | 2023-01-31 | 齐鲁工业大学 | 一种花球状镍钴层状双金属氢氧化物负载草酸镍超级电容器电极材料及制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114335448B (zh) | 2023-10-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111180690B (zh) | 改性镍钴铝酸锂正极材料及其制备方法与应用 | |
| Guo et al. | Pineapple-shaped ZnCo 2 O 4 microspheres as anode materials for lithium ion batteries with prominent rate performance | |
| Liu et al. | General synthesis of x Li 2 MnO 3·(1− x) LiMn 1/3 Ni 1/3 Co 1/3 O 2 nanomaterials by a molten-salt method: towards a high capacity and high power cathode for rechargeable lithium batteries | |
| CN103337604B (zh) | 空心球形NiMn2O4锂离子电池负极材料及制备方法 | |
| CN106654212B (zh) | 一种Co3O4/N-RGO/HSAs复合材料的制备方法及应用 | |
| CN103943848A (zh) | 一种多孔棒状结构钴基锂离子电池正极材料的制备方法 | |
| WO2014190662A1 (zh) | 一种双掺杂富锂固溶体正极复合材料及其制备方法、锂离子电池正极片和锂离子电池 | |
| CN115566184B (zh) | 一种钠离子电池正极材料及其制备方法 | |
| CN111463418B (zh) | 一种碳包覆硒化镍超薄纳米片复合材料及其制备方法 | |
| Ying et al. | Insight into pseudocapacitive-diffusion mixed kinetics and conversion-alloying hybrid mechanisms of low-cost Zn-Mn perovskite fluorides anodes for powerful Li-ion/dual-ion storage | |
| Wang et al. | Mo-doped Na 3 V 2 (PO 4) 3@ C composites for high stable sodium ion battery cathode | |
| CN110980673A (zh) | 一种金属磷化物及其制备方法和在超级电容器中的应用 | |
| TWI651272B (zh) | 一種富鋰－鋰鎳錳氧化物陰極複合材料的製備方法及其用途 | |
| Zhang et al. | Improvement of capacity and cycling performance of spinel LiMn2O4 cathode materials with TiO2-B nanobelts | |
| CN114335448B (zh) | 一种具有多层纳米片结构的镍钴氢氧化物及其制备方法和应用 | |
| CN112751008B (zh) | 多酚改性锌铁基异质结氧化物碳纳米锂离子电池负极复合材料及其制备方法 | |
| He et al. | Synthesis and electrochemical properties of chemically substituted LiMn2O4 prepared by a solution-based gel method | |
| CN112480424B (zh) | 蒽醌-2,3-二羧酸钙配位聚合物作为锂离子电池正极材料的应用 | |
| CN108640167B (zh) | 一种二维纳米片的制备方法 | |
| CN110931726A (zh) | 一种钛酸锂负极复合材料及其制备方法、锂离子电池 | |
| CN113387385B (zh) | 一类富氧空位缺陷的二维无定形钼基氧化物复合材料的制备方法及其应用 | |
| CN109231283A (zh) | 一种碱解钴铝双金属氢氧化物制备超级电容器材料的方法 | |
| CN111933935B (zh) | 一种铜基多核超分子化合物电极及其制备方法和应用 | |
| CN104037415B (zh) | 一种锂离子电池负极材料镍包覆的铬镍钛酸锂的制备方法 | |
| CN102891310A (zh) | 钛硅碳改性的锂离子电池三元正极材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |