超声波沉淀法合成Y掺杂Ni(OH)2纳米材料及其电化学性能优化

"该文研究了利用超声波沉淀法制备Y掺杂的纳米多相Ni(OH)_2，并探讨了其粒度、结构和电化学性能。通过实验发现，Y掺杂可以改善镍氢电池正极材料的性能，提高电池的比容量和充电效率。" 本文详细介绍了采用超声波沉淀法制备Y掺杂纳米多相Ni(OH)_2的研究，这是一种用于提升镍氢电池性能的新方法。超声波沉淀法是一种有效的制备纳米材料的技术，它利用超声波能量促进反应物的快速分散和均匀混合，从而得到粒径小且分布均匀的纳米颗粒。 实验结果显示，所制备的Y掺杂Ni(OH)_2样品具有α和β相混合结构，这是Ni(OH)_2常见的两种晶型。α相Ni(OH)_2理论上拥有更高的比容量，而β相则在过度充电或大电流充电时可能导致电极膨胀和机械形变。通过激光粒度测试，发现样品的平均粒径在50至80纳米之间，符合纳米材料的标准，并且粒径分布均匀，这对于提高电化学性能至关重要。 将这些Y掺杂的样品与工业用微米级球镍按8%的比例混合制成复合镍电极，电极的可逆性和充电效率随着Y掺杂比例的增加先提升后降低。在Y含量为1.17%时，电极表现出最佳的可逆性和充电效率，其放电比容量在0.1和0.5C倍率下分别达到了370和358mAh/g，远高于市售镍氢电池的比容量（通常在230至250mAh/g之间），提高了48%至60%。这表明Y掺杂显著提升了镍氢电池的能量存储能力。 此外，研究还对比了添加超声波与未添加超声波条件下制备样品的性能差异，进一步证明了超声波在制备过程中的积极作用。通过对电极性能的深入分析，该研究为优化镍氢电池的正极材料提供了新的策略，对于提升电池性能和延长电池寿命具有重要意义。 关键词涵盖了超声波沉淀法、Y掺杂、混合相纳米氢氧化镍以及电化学性能，这些都是本文研究的核心内容。超声波沉淀法是制备高性能纳米材料的重要技术，而Y掺杂则是改善Ni(OH)_2电化学性能的关键因素。通过这些技术，可以为镍氢电池的正极材料设计提供新的方向，有助于推动电池技术的进步。