本文關(guān)鍵詞：以廢舊鎳氫電池正極為原料制備鎳鈷鐵氧體的研究

  更多相關(guān)文章： 廢舊鎳氫電池正極材料 硫酸 檸檬酸 鎳鈷鐵氧體

【摘要】：隨著社會工業(yè)的發(fā)展,人們生活質(zhì)量的提高,電池的出現(xiàn)為人們的生活提供了巨大的便利。我們所謂的電池,有狹義和廣義之分,狹義上來說電池是將本身儲存的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能,廣義上來說是將機械能以外的能量轉(zhuǎn)換成電能。通常電池包括電極、隔膜、電解液和外殼等4部分組成,其中電極和電解質(zhì)是電池最主要的部分,代表了電池的最基本的組成,存在于各種各樣的電子產(chǎn)品中,是各類電子產(chǎn)品的重要組成部分。我國擁有1400多家電池生產(chǎn)企業(yè),而且我國也是世界上電池產(chǎn)量最大的國家,同時中國也是對電池需求量最大的國家,人們生活的各個領(lǐng)域都會看到電池的出現(xiàn)。本文主要討論的是廢舊鎳氫電池,在二十世紀(jì)九十年代,很多國家開始競相發(fā)展一種新型的電池,即為鎳氫電池。它具有高功率、高能量、可循環(huán)充放電、適合大電流放電、污染小等優(yōu)點,同時被譽為“綠色電池”。鎳氫電池經(jīng)常被用在鎳氫電池組,用于滿足便攜式電子設(shè)備的需要,應(yīng)用于各行各業(yè)中。如:便攜式打印機、數(shù)碼用品、醫(yī)療器械設(shè)備、通訊設(shè)備及儀器、儀器儀表、移動工具、液晶電視機、電動汽車以及電動玩具等�，F(xiàn)如今,能源日益緊缺,隨著電動汽車技術(shù)的日益成熟,新能源汽車已成為未來消費的趨勢。鎳氫電池中含有大量的鎳、鈷、鐵、銅、鋅等金屬元素,同時也含有鑭、鈰、釹等稀土金屬。鎳氫電池正極材料中不含稀土元素,主要含有鎳、鈷、鐵等金屬元素,本文主要研究的是廢舊鎳氫電池正極材料中有回收價值的鎳和鈷�，F(xiàn)實生活中隨著大量廢舊鎳氫電池被丟棄,對環(huán)境造成的污染也愈加嚴(yán)重。因為鎳氫電池中的鎳和鈷是價格昂貴的金屬,因此對廢舊鎳氫電池的再資源化回收利用,具有很大經(jīng)濟價值和重要的環(huán)保意義。從廢舊鎳氫電池正極材料看,回收廢舊鎳氫電池正極材料主要是回收貴重的鎳、鈷元素,其工藝復(fù)雜,分離難度大,它們正是制備鎳鈷鐵氧體的主要原料。在過去的幾十年里人們對于磁性材料產(chǎn)生了極大的興趣,磁性材料的需求量也大大增加,鎳鈷鐵氧體是一種性能優(yōu)良的永磁材料,耐熱,抗氧化性能較好,其化學(xué)穩(wěn)定性好,飽和磁化強度較高,磁晶各向異性常數(shù)較大,比較廣泛應(yīng)用于垂直記錄材料、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備、開關(guān)、致動器、傳感器、低損耗磁芯材料、改進性能的電磁設(shè)備、磁性靜態(tài)波器件等等。由于鎳鈷鐵氧體應(yīng)用范圍較廣、產(chǎn)品附加值也比較高,所以對它的研究受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注,目前,鎳鈷鐵氧體的制備都是從試劑或現(xiàn)成的化工原料開始,成本較高。因此以廢舊鎳氫電池為原料制備鎳鈷鐵氧體的研究,不僅可以降低成本,更能實現(xiàn)廢舊鎳氫電池正極材料的再資源化!本文選擇采用無機酸和有機酸為溶解劑來探討廢舊鎳氫電池正極材料的溶解性能。利用檸檬酸溶解廢舊鎳氫電池的正極材料的最佳條件,制備納米級鎳鈷鐵氧體。研究表明:采用硫酸為溶解劑,當(dāng)硫酸初始濃度為3mol/L、液固比8:1、溶解溫度為85℃,溶解時間為25min時,為最佳的溶解條件,鎳鈷的溶解率最高,此時的溶解率為94.15%;采用檸檬酸為溶解劑,當(dāng)檸檬酸濃度為2mol/L,液固比8:1,溶解溫度90℃,溶解時間50min,鎳鈷的溶解率最高,此時溶解率為84.56%。在最佳溶解條件下,采用微波水熱法,在p H=10,微波消解溫度160℃,反應(yīng)時間1h的條件下制備性能較好的Ni0.5Co0.5Fe2O4。采用水熱法,p H=10,水熱溫度為140℃,反應(yīng)4h,在分別采用XRD和SEM分析表征產(chǎn)品的晶態(tài)、組成和形貌。得到分散均勻性能良好的納米級晶體。即為納米級鎳鈷鐵氧體。本論文的創(chuàng)新點:本文分別利用無機酸和有機酸為溶解劑,采用單因素和正交試驗的方法,分別通過極差分析的方法探究影響廢舊鎳氫電池正極材料的溶解條件。同時選擇以檸檬酸為溶解劑的最佳條件,分別采用微波水熱法和水熱法制備納米級鎳鈷鐵氧體。
【關(guān)鍵詞】：廢舊鎳氫電池正極材料 硫酸 檸檬酸 鎳鈷鐵氧體
【學(xué)位授予單位】：河南師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM910.4;TM277
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 引言11-21
• 1.1 電池的發(fā)展11-12
• 1.1.1 電池的誕生11-12
• 1.1.2 鎳氫電池的發(fā)展12
• 1.2 鎳氫電池的概述12-14
• 1.2.1 二次電池12-13
• 1.2.2 鎳氫電池的分類13
• 1.2.3 鎳氫電池的結(jié)構(gòu)13
• 1.2.4 鎳氫電池的原理13-14
• 1.3 廢舊鎳氫電池的危害14-16
• 1.3.1 鎳15
• 1.3.2 鈷15-16
• 1.3.3 稀土元素16
• 1.4 鎳氫電池的再資源化16-17
• 1.5 鎳氫電池再資源化的方法17-18
• 1.5.1 火法冶金技術(shù)17
• 1.5.2 濕法冶金技術(shù)17-18
• 1.6 鎳鈷鐵氧體概述18
• 1.7 本課題研究的內(nèi)容和意義18-21
• 第二章 分析廢舊鎳氫電池在酸中的溶解條件21-39
• 2.1 廢舊鎳氫電池在硫酸中的溶解條件21-28
• 2.1.1 主要原料、試劑及儀器21-22
• 2.1.2 試驗流程22
• 2.1.3 實驗方法22
• 2.1.4 實驗結(jié)果和討論22-28
• 2.2 廢舊鎳氫電池在檸檬酸中的溶解條件28-36
• 2.2.1 主要原料、試劑及儀器28-29
• 2.2.2 試驗流程29
• 2.2.3 實驗方法29
• 2.2.4 實驗結(jié)果和討論29-36
• 2.3 本章小結(jié)36-39
• 第三章 廢舊鎳氫電池的正極材料采用微波法制備Ni_(0.5)Co_(0.5)Fe_2O_4 的研究39-47
• 3.1 實驗部分39-40
• 3.1.1 主要原料、試劑及儀器39-40
• 3.1.2 實驗方法與設(shè)計40
• 3.2 實驗結(jié)果和討論40-46
• 3.2.1 產(chǎn)品的表征41-45
• 3.2.2 產(chǎn)物磁性能的表征45-46
• 3.3 本章小結(jié)46-47
• 第四章 廢舊鎳氫電池的正極材料采用水熱法制備Ni_(0.5)Co_(0.5)Fe_2O_4 的研究47-56
• 4.1 實驗部分48-49
• 4.1.1 主要原料、試劑及儀器48
• 4.1.2 實驗方法與設(shè)計48-49
• 4.2 實驗結(jié)果和討論49-55
• 4.2.1 產(chǎn)品的表征49-54
• 4.2.2 產(chǎn)物磁性能的表征54-55
• 4.3 本章小結(jié)55-56
• 第五章 結(jié)論56-60
• 5.1 創(chuàng)新點57-58
• 5.2 展望58-60
• 參考文獻60-65
• 致謝65-67
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄67-68

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 邱鐘明;吳愛深;;寬溫區(qū)鎳氫電池的研究[J];華南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年S1期

2 殷守宏;;關(guān)于如何增加鎳氫電池使用壽命的研究[J];黑龍江科技信息;1999年10期

3 賈旭;孔悅;;國家鎳氫電池產(chǎn)業(yè)化示范基地——天津和平海灣電源集團有限公司[J];科技潮;1999年09期

4 謝德明;新型“綠色”電源──鎳氫電池[J];世界科學(xué);1996年04期

5 樸昌浩;秦慶勇;;基于回歸分析法的鎳氫電池建模與仿真研究[J];計算機仿真;2013年10期

6 侯憲魯;薛建軍;南俊民;夏信德;楊敏杰;崔燕;;高功率型鎳氫電池的循環(huán)性能(英文)[J];中山大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2005年S2期

7 李素英;竇真蘭;;智能鎳氫電池充電電路設(shè)計[J];實驗室研究與探索;2014年07期

8 櫛谷 ,沙江子;油電混合車用鎳氫電池在日本投產(chǎn)[J];世界發(fā)明;2003年10期

9 石克偉;天津市將建立鎳氫電池示范生產(chǎn)線[J];天津科技;1996年05期

10 廖華,吳芳,羅愛平;廢舊鎳氫電池正極材料中鎳和鈷的回收[J];五邑大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2003年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王立民;吳耀明;;稀土儲氫合金和鎳氫電池的研制[A];中國稀土儲氫材料產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展與共贏——第三屆中國包頭·稀土產(chǎn)業(yè)論壇專家報告集[C];2011年

2 閻永恒;周時國;林則青;婁豫皖;夏保佳;;電動自行車用鎳氫電池組的研制[A];2006中國動力電池高層論壇論文集[C];2006年

3 邱鐘明;吳愛深;;寬溫區(qū)鎳氫電池的研究[A];第二十八屆全國化學(xué)與物理電源學(xué)術(shù)年會論文集[C];2009年

4 李相哲;;鎳氫電池貯存性能研究[A];2006中國動力電池高層論壇論文集[C];2006年

5 呂文廣;鄭景宜;;高溫鎳氫電池關(guān)鍵技術(shù)[A];第二十七屆全國化學(xué)與物理電源學(xué)術(shù)年會論文集[C];2006年

6 牛麗賢;;我國鎳氫電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展對策研究[A];中國稀土儲氫材料產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展與共贏——第三屆中國包頭·稀土產(chǎn)業(yè)論壇專家報告集[C];2011年

7 胡威;單忠強;田建華;;鎳氫電池內(nèi)壓曲線的數(shù)學(xué)表征研究[A];第十三次全國電化學(xué)會議論文摘要集（下集）[C];2005年

8 張宇;樸紅艷;王新剛;王佳斌;錢晨巍;;漕溪站鎳氫電池儲能系統(tǒng)測試與分析[A];第十三屆中國科協(xié)年會第15分會場-大規(guī)模儲能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用研討會論文集[C];2011年

9 史曉東;彭亦功;陸中成;;鎳氫電池?zé)o記憶效應(yīng)的快速充電技術(shù)及設(shè)計[A];第八屆工業(yè)儀表與自動化學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

10 郁強;;鎳氫電池產(chǎn)業(yè)化問題——技術(shù)進步、產(chǎn)業(yè)化方向及投資決策[A];中國有色金屬學(xué)會第三屆學(xué)術(shù)會議論文集——戰(zhàn)略研究綜述部分[C];1997年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 記者 鄭水松;“凱恩”年產(chǎn)5億節(jié)鎳氫電池項目啟動[N];麗水日報;2005年

2 張萍;春蘭動力鎳氫電池摘取奧運綠色公交入場券[N];中國工業(yè)報;2007年

3 孫廣明;動力鎳氫電池封裝技術(shù)獲突破[N];中國企業(yè)報;2007年

4 記者劉其丕;鎳氫電池基地出口產(chǎn)品免檢[N];中國有色金屬報;2003年

5 李勝茂;鎳氫電池鋰電池誰主沉浮[N];中國環(huán)境報;2009年

6 胡宗祥;使用充電鎳氫電池的注意事項[N];中國攝影報;2012年

7 山東 田連華;我用鎳鎘、鎳氫電池[N];電子報;2005年

8 本報記者 張九紅;為鎳氫電池的中國制造加油[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報;2002年

9 孫廣明 趙榮林;首批“東風(fēng)”混合動力汽車平穩(wěn)運行 春蘭鎳氫電池撩動數(shù)百億市場？[N];機電商報;2005年

10 仝仁;鎳氫電池“咸魚翻身” 都是成本“惹的禍”[N];中國計算機報;2004年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 單忠強;儲氫合金負(fù)極表面改性及大容量鎳氫電池性能研究[D];天津大學(xué);2007年

2 劉元剛;高性能鎳氫電池及其新型正極材料的研究[D];天津大學(xué);2007年

3 蘇耿;鎳氫電池負(fù)極關(guān)鍵技術(shù)研究及混合動力車用電池研制[D];中南大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張文;以廢舊鎳氫電池正極為原料制備鎳鈷鐵氧體的研究[D];河南師范大學(xué);2015年

2 曹文;鎳氫電池在線自動檢測與篩選系統(tǒng)的研究[D];西南交通大學(xué);2004年

3 朱鵬;單一壓力容器鎳氫電池的熱模擬及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];上海交通大學(xué);2007年

4 楊志遠;廢舊鎳氫電池中鎳鈷回收工藝的研究[D];東北大學(xué);2008年

5 王修虎;鎳氫電池的故障診斷與容錯策略研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

6 郭霽方;鎳氫電池充電電源控制模式的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

7 張曉陽;鎳氫電池高溫性能的改進研究[D];天津大學(xué);2006年

8 郭穩(wěn)尚;酞菁類添加劑對鎳氫電池性能的影響[D];天津大學(xué);2007年

9 陳曉旭;基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鎳氫電池智能充電研究[D];電子科技大學(xué);2011年

10 張瑩;動力鎳氫電池管理系統(tǒng)的研究[D];天津大學(xué);2007年

，

本文編號：957386