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

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【摘要】：隨著社會(huì)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(lái)說(shuō)電池是將本身儲(chǔ)存的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能,廣義上來(lái)說(shuō)是將機(jī)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(lèi)電子產(chǎn)品的重要組成部分。我國(guó)擁有1400多家電池生產(chǎn)企業(yè),而且我國(guó)也是世界上電池產(chǎn)量最大的國(guó)家,同時(shí)中國(guó)也是對(duì)電池需求量最大的國(guó)家,人們生活的各個(gè)領(lǐng)域都會(huì)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(guó)家開(kāi)始競(jìng)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(diǎn),同時(shí)被譽(yù)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(jī)、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(dòng)工具、液晶電視機(jī)、電動(dòng)汽車(chē)以及電動(dòng)玩具等。現(xiàn)如今,能源日益緊缺,隨著電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的日益成熟,新能源汽車(chē)已成為未來(lái)消費(fèi)的趨勢(shì)。鎳氫電池中含有大量的鎳、鈷、鐵、銅、鋅等金屬元素,同時(shí)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(jià)值的鎳和鈷�，F(xiàn)實(shí)生活中隨著大量廢舊鎳氫電池被丟棄,對(duì)環(huán)境造成的污染也愈加嚴(yán)重。因?yàn)殒嚉潆姵刂械逆嚭外捠莾r(jià)格昂貴的金屬,因此對(duì)廢舊鎳氫電池的再資源化回收利用,具有很大經(jīng)濟(jì)價(jià)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(guò)去的幾十年里人們對(duì)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(qiáng)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(chǔ)設(shè)備、開(kāi)關(guān)、致動(dòng)器、傳感器、低損耗磁芯材料、改進(jìn)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(duì)它的研究受到國(guó)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(kāi)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(shí)現(xiàn)廢舊鎳氫電池正極材料的再資源化!本文選擇采用無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸為溶解劑來(lái)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(jí)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(shí)間為25min時(shí),為最佳的溶解條件,鎳鈷的溶解率最高,此時(shí)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(shí)間50min,鎳鈷的溶解率最高,此時(shí)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(shí)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(jí)晶體。即為納米級(jí)鎳鈷鐵氧體。本論文的創(chuàng)新點(diǎn):本文分別利用無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸為溶解劑,采用單因素和正交試驗(yàn)的方法,分別通過(guò)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(shí)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(jí)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：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(lèi)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(yàn)流程22
• 2.1.3 實(shí)驗(yàn)方法22
• 2.1.4 實(shí)驗(yàn)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(yàn)流程29
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)方法29
• 2.2.4 實(shí)驗(yàn)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N(xiāo)i_(0.5)Co_(0.5)Fe_2O_4 的研究39-47
• 3.1 實(shí)驗(yàn)部分39-40
• 3.1.1 主要原料、試劑及儀器39-40
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)方法與設(shè)計(jì)40
• 3.2 實(shí)驗(yàn)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N(xiāo)i_(0.5)Co_(0.5)Fe_2O_4 的研究47-56
• 4.1 實(shí)驗(yàn)部分48-49
• 4.1.1 主要原料、試劑及儀器48
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)方法與設(shè)計(jì)48-49
• 4.2 實(shí)驗(yàn)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(diǎn)57-58
• 5.2 展望58-60
• 參考文獻(xiàn)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

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中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 邱鐘明;吳愛(ài)深;;寬溫區(qū)鎳氫電池的研究[J];華南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(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(guó)家鎳氫電池產(chǎn)業(yè)化示范基地——天津和平海灣電源集團(tuán)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(jì)算機(jī)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(bào)(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(jì)[J];實(shí)驗(yàn)室研究與探索;2014年07期

8 櫛谷 ,沙江子;油電混合車(chē)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(ài)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(bào)(自然科學(xué)版);2003年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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

2 閻永恒;周時(shí)國(guó);林則青;婁豫皖;夏保佳;;電動(dòng)自行車(chē)用鎳氫電池組的研制[A];2006中國(guó)動(dòng)力電池高層論壇論文集[C];2006年

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

4 李相哲;;鎳氫電池貯存性能研究[A];2006中國(guó)動(dòng)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(guó)化學(xué)與物理電源學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

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

7 胡威;單忠強(qiáng);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(guó)電化學(xué)會(huì)議論文摘要集（下集）[C];2005年

8 張宇;樸紅艷;王新剛;王佳斌;錢(qián)晨巍;;漕溪站鎳氫電池儲(chǔ)能系統(tǒng)測(cè)試與分析[A];第十三屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)第15分會(huì)場(chǎng)-大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用研討會(huì)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(jì)[A];第八屆工業(yè)儀表與自動(dòng)化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

10 郁強(qiáng);;鎳氫電池產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題——技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)化方向及投資決策[A];中國(guó)有色金屬學(xué)會(huì)第三屆學(xué)術(shù)會(huì)議論文集——戰(zhàn)略研究綜述部分[C];1997年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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

2 張萍;春蘭動(dòng)力鎳氫電池摘取奧運(yùn)綠色公交入場(chǎng)券[N];中國(guó)工業(yè)報(bào);2007年

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

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

5 李勝茂;鎳氫電池鋰電池誰(shuí)主沉浮[N];中國(guó)環(huán)境報(bào);2009年

6 胡宗祥;使用充電鎳氫電池的注意事項(xiàng)[N];中國(guó)攝影報(bào);2012年

7 山東 田連華;我用鎳鎘、鎳氫電池[N];電子報(bào);2005年

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

9 孫廣明 趙榮林;首批“東風(fēng)”混合動(dòng)力汽車(chē)平穩(wěn)運(yùn)行 春蘭鎳氫電池撩動(dòng)數(shù)百億市場(chǎng)？[N];機(jī)電商報(bào);2005年

10 仝仁;鎳氫電池“咸魚(yú)翻身” 都是成本“惹的禍”[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2004年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 單忠強(qiáng);儲(chǔ)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?jiǎng)?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(dòng)力車(chē)用電池研制[D];中南大學(xué);2012年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 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(dòng)檢測(cè)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(yuǎn);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(cuò)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(yáng);鎳氫電池高溫性能的改進(jìn)研究[D];天津大學(xué);2006年

8 郭穩(wěn)尚;酞菁類(lèi)添加劑對(duì)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(dòng)力鎳氫電池管理系統(tǒng)的研究[D];天津大學(xué);2007年

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本文編號(hào)：957386