镍电极在充放电过程中的XRD原位观测

摘要

Ｎｉ（ＯＨ）２在不同的充放电条件下会发生多种晶型转变，这些变化与ＭＨ－Ｎｉ电池的性能有关。尤其是过充或大电流充电时生成的γ－ＮｉＯＯＨ可造成镍电极膨胀、开裂甚至失效，严重影响镍氢电池使用寿命。由于γ－ＮｉＯＯＨ不稳定，易自放电，常规研究方法很难定量考察充电过程中生成γ－ＮｉＯＯＨ的准确数量。Ｘ射线衍射原位测量技术可有效地在充放电过程中对氢氧化镍正极结构变化进行观测。本文采用该实验技术对氢氧化镍正极活性物质结构变化进行了动态研究。研究表明Ｎｉ（ＯＨ）２晶格缺陷和晶体结构无序化导致Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）谱线宽化，具有ＸＲＤ谱线宽化特别是（１０１）谱线宽化特征的镍正极有较高的电化学活性。添加ＺｎＯ可抑制充电时生成γ－ＮｉＯＯＨ的数量，并运用ＸＲＤ定量分析γ－ＮｉＯＯＨ含量的方法计算了此时镍电极在充电状态下γ／（γ＋β）的比值为１４．２％。