氢氧化镍是一种无机化合物,化学式为Ni(OH)₂,常见于电池制造和电化学领域。这种浅绿色粉末状物质在常温下稳定,具有典型的层状氢氧化物结构,其晶体属于六方晶系,层间通过氢键连接。值得注意的是,氢氧化镍在300℃左右会分解为氧化镍(NiO)和水,这个特性使其在工业热处理过程中需要特别注意温度控制。
在电化学性能方面,氢氧化镍展现出可逆的氧化还原特性,特别是在碱性环境中。它作为镍镉电池和镍氢电池的正极活性物质时,会经历Ni(OH)₂与NiOOH之间的相互转化(标准电极电位约0.49V)。需要重点关注其粒径大小(通常为5-20μm)和比表面积(15-50m²/g),这些参数直接影响电池的充放电性能,特别是高倍率放电能力。现代工艺通过控制沉淀条件可以制备出高密度、高活性的球形氢氧化镍。
从制备方法来看,工业上主要采用硫酸镍溶液与氢氧化钠的沉淀反应,通过调节pH值(最佳范围8.5-10.5)和反应温度(60-80℃)来控制产物形貌。为提高电极性能,通常会进行钴掺杂(1-5%Co)或包覆处理,这样不仅能提高导电性,还能抑制γ-NiOOH的生成,延长电池循环寿命。近年来纳米结构的氢氧化镍因具有更大的比表面积而备受关注,但面临的主要挑战是如何解决其易团聚的问题。
在应用领域,氢氧化镍的需求量随着二次电池市场扩大而持续增长,尤其是动力电池领域。环保法规对其中的镉含量(<0.002%)和重金属杂质有严格限制。除电池外,它还被用作催化剂载体、陶瓷着色剂等,但需要根据具体用途调整纯度等级(工业级99%或电池级99.8%)。随着新能源产业发展,改性氢氧化镍材料的研发将成为提升储能器件性能的关键方向之一。