3、摻雜滲鍍梯度復合球形氫氧化鎳

球形氫氧化鎳產業化有十余年的經歷，摻雜Cd+Co和摻雜Zn+Co球鎳商品化比較成熟，包鈷(或稱覆鈷)在逐步走向商品化。以至于有人說[2]“目前β-Ni(OH)2的開發已接近極限;納米Ni(OH)2及α-Ni(OH)2材料的研究和開發前景將會十分廣闊”。

梯度功能材料(Functionally Gradient Materials,簡稱FGM)是應現代航天航空工業等高技術領域的需要，為滿足在極限環境(超高溫、大溫度落差)下能反復正常工作而發展起來的一種新型功能材料[3]。是目前國際復合功能材料主要發展前沿技術領域。

摻雜滲鍍梯度復合球形氫氧化鎳應分為兩個概念：

一、摻雜球形氫氧化鎳，它是在傳統的摻雜Cd+Co和摻雜Zn+Co球鎳基礎上，優化選擇Ⅱ族元素、稀土元素等，制備出成分均勻、微觀結構晶粒尺寸小、層間距大、半高寬較大的摻雜，比表面積和粒度分布符合要求，品質穩定的球形氫氧化鎳。在該方面，作者認為自己開發的“體系微晶在線三元控制法”，在產品穩定性、均勻性;工藝再線控制簡易程度、參數精密可靠度;低廉設備投資和產品整體成本等方面處于國內領先地位。對松下電池公司批量供貨一年時間、近千噸產品中，無一例品質投訴事件，開創國內同類產品之先河[4][5]。

二、梯度復合球形氫氧化鎳，它與目前包鈷球鎳有相似之處，但又有很大的區別。包鈷球鎳是簡單地在球形氫氧化鎳中沉積包覆一層單一的氫氧化鈷;梯度復合球形氫氧化鎳是將欲滲材料(鈷、釔、鈦、鈣、鎂或其他稀土元素)與被修材料(摻雜球鎳)均放在嚴密控制條件的狀態，滲鍍離子與氫氧根在添加劑的作用下聚集在基材(摻雜球鎳)表面的離子不斷沿著基材的晶體缺陷向基體內部快速擴散。最后形成欲滲金屬元素在基體表面富集結晶，并滲入到基體內一定深度，由表及里，欲滲元素濃度呈梯度遞減，其組織結構也呈梯度變化，形成基材外表面具有欲滲金屬的性能，基材心部仍保持原來的性能，中間層性能逐漸過度的梯度功能材料。組分連續變化的梯度材料的致密化使滲鍍材料與基體結合牢固，制造成電池材料反應過程中滲鍍材料與基體不容易脫落，保證了電池循環性能壽命一致性，通過加入選擇Ⅱ族元素、稀土元素等，制備出摻雜滲鍍梯度復合球形氫氧化鎳從而獲得高溫鎳氫電池的效果。

4、結論

在鎳氫電池正極配料中添加稀土、稀有、堿土元素或氧化物，能改善鎳氫電池在高溫狀態性能，其中具有代表性的元素為：如Mg、Ca、Sr、Sc、Y、La、鑭系元素、Ti、Zr、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Cd、B、Al、Ga、In、Si、P、As、Sb、Bi其中一種或多種氧化物、氫氧化物。其中鋯在新能源材料中研究應用有不少介紹[6][7][8]，除鋯在核電站(核能，鋯板、管材)有產業化實際應用之外，其他在鎳氫正負極材料和鋰電池正極材料添加劑中尚不具備產業化的實際應用。機械混合法表面混合存在均勻性問題從而影響性能;化學沉淀摻雜、包覆較機械混合法有一定優勢，仍存在生產工藝控制的技術;摻雜滲鍍梯度復合球形氫氧化鎳可能是解決上述缺陷的有效辦法。

參考文獻

[1] 新型寬溫區鎳氫電池性能優異 中國科技信息網

[2] 蘇凌浩 范少華　Ni(OH)2電化學性能改進研究的現狀和展望 河南科技大學學報(自然科學版) 2005.26(1).-100-104

[3] 貢長生 張克立主編　新型功能材料　北京：化學工業出版社　2001;

[4] 筑巢引鳳　球鎳引領國內之首　電源技術 2005 (2)

[5] 球鎳質量穩定獲松下贊許　國內訂單大增　電源技術 2005 (3)

[6] 呂文廣 鄭景宜 氧氯化鋯(二氧化鋯)的生產及在電池中的應用前景　礦產與地質，2001 15(增刊)

[7] 呂文廣 鄭景宜 現代高新技術電池與鋯粉體材料 第二十五屆中國化學與物理電源學術年會論文集，2002,廣東惠州;

[8] 呂文廣 鋯在二次電池材料中的應用狀況和趨勢　國際電池 2004 (11);28-31