氫氧化鎳是一種無機化合物,化學式為Ni(OH)?,常見于電池制造和電化學領域。這種淺綠色粉末狀物質在常溫下穩(wěn)定,具有典型的層狀氫氧化物結構,其晶體屬于六方晶系,層間通過氫鍵連接。值得注意的是,氫氧化鎳在300℃左右會分解為氧化鎳(NiO)和水,這個特性使其在工業(yè)熱處理過程中需要特別注意溫度控制。
在電化學性能方面,氫氧化鎳展現出可逆的氧化還原特性,特別是在堿性環(huán)境中。它作為鎳鎘電池和鎳氫電池的正極活性物質時,會經歷Ni(OH)?與NiOOH之間的相互轉化(標準電極電位約0.49V)。需要重點關注其粒徑大小(通常為5-20μm)和比表面積(15-50m2/g),這些參數直接影響電池的充放電性能,特別是高倍率放電能力。現代工藝通過控制沉淀條件可以制備出高密度、高活性的球形氫氧化鎳。
從制備方法來看,工業(yè)上主要采用硫酸鎳溶液與氫氧化鈉的沉淀反應,通過調節(jié)pH值(最佳范圍8.5-10.5)和反應溫度(60-80℃)來控制產物形貌。為提高電極性能,通常會進行鈷摻雜(1-5%Co)或包覆處理,這樣不僅能提高導電性,還能抑制γ-NiOOH的生成,延長電池循環(huán)壽命。近年來納米結構的氫氧化鎳因具有更大的比表面積而備受關注,但面臨的主要挑戰(zhàn)是如何解決其易團聚的問題。
在應用領域,氫氧化鎳的需求量隨著二次電池市場擴大而持續(xù)增長,尤其是動力電池領域。環(huán)保法規(guī)對其中的鎘含量(<0.002%)和重金屬雜質有嚴格限制。除電池外,它還被用作催化劑載體、陶瓷著色劑等,但需要根據具體用途調整純度等級(工業(yè)級99%或電池級99.8%)。隨著新能源產業(yè)發(fā)展,改性氫氧化鎳材料的研發(fā)將成為提升儲能器件性能的關鍵方向之一。