引言：氯化镍是比较常见的热电池正极材料，这种材料具有储能值高等方面的特点和优势，因此被广泛应用到热电池制造之中。在热电池制备过程中，人们普遍认为正电池正极材料需要经过高温处理，但是针对这一观点却缺乏有效的证明。本文就热电池正极材料氯化镍的性能进行研究，探究以高温处理粉作正极制备的热电池的性能状况。
1实验过程
1.1实验材料的制备
本实验涉及的材料主要为六水合氯化镍，实验之前先对六合水氯化镍材料进行真空烘干处理以及高温处理。在真空烘干过程中，需要确保烘干环境的绝对真空，并且保证烘干时长不少于24小时。完成材料的真空烘干之后，再对经过真空烘干处理后的六水合氯化镍材料进行粉碎和筛选，接着再对粉碎和筛选出来的材料进行高温处理。
1.2实验电池的制备
实验电池的制备，分别对氯化镍材料进行高温处理以及真空烘干处理，然后分别在经过处理后的两组材料中按照相应的比例加入导电材料和熔融性无机盐。并应用锂合金作为电池负极材料，同时选用三元全锂电解质。
2试验结果分析
2.1真空条件下烘干粉与高温条件下处理粉的外形和XRD分析
试验结果表明，在脱水处理过程中，氯化镍晶体的晶格也会被破坏，与此同时，真空烘干处理也会破坏晶格，在此基础上再对材料进行高温处理，则可以使那些损坏的晶格以新的形式排列。相较于脱水处理的氯化镍，经真空烘干再加热处理的氯化镍在外观上更具光滑性与层次性。
2.2真空烘干粉与高温处理粉的XRD图谱分析
分析真空烘干粉的XRD图谱，可知其在12.8度以及25.8度存在2个显著的NiOOH特征峰。表明在烘干温度的影响下，氯化镍晶体容易出现结晶水氧化现象。针对高温处理粉的XRD图谱分析，结果表明基本无杂相显示，且衍射峰较少，并普遍比较尖锐。这种情况表明氯化镍在经过高温处理之后其晶体结构相对稳定。由于氧化物杂物在高温处理过程中只能附着在材料表面，因为纯氯化镍晶体粒的排序比较紧密，氯化物杂物难以进入到氯化镍晶体粒之中，后续只需将这一层杂质去除便可以得到纯度较高的产品。
2.3高温处理粉以及真空烘干粉的物理参数分析
无论是高温处理粉还是真空烘干粉，均采用粉碎的方式进行处理，经过80目筛后得到相关性能参数详见表1。
表1高温处理粉以及真空烘干粉的理化性
结合表1分析，在比表面积方面，高温处理粉更小。之所以会出现这种情况，主要原因在于真空烘干处理过程中会导致材料出现相应的细孔，受此影响使得材料比表面积变大。对于高温处理粉而言，由于其晶格排序更加有序，相应的细孔也会随之缩小，而随着细孔的缩小，材料的表面积也会随之缩小。与此同时，随着细孔的缩小，材料的振实密度以及松装密度则会随之有所提升。在含水量方面，结合表1数据分析，表面无论采用哪种处理方式都不能将材料中的水分完全去除。如真空烘干粉虽然经过了24小时的烘干处理，但是材料的含水量依然为4.7%，相较于烘干粉，高温处理粉虽然同样未能将材料中的水分完全去除，但是高温处理粉的含水量明显降低，仅为01%。通过表1各项数据分析，对比高温处理粉与真空烘干粉的理化性能，结果表明相较于真空烘干粉，高温处理粉的理化性能与热电池制备需求之间更加契合，更适合作为热电池正电极材料。
除了分析高温处理粉以及真空烘干粉的理化性能之外，本实验还对高温处理粉以及真空烘干粉的压片电阻和厚度进行了对比分析。借助对高温处理粉以及真空烘干粉分别采用增添不同比例导电剂的实验，并统计压片厚度以及平面间电阻数据，详见表2。
表2高温处理粉以及真空烘干粉的压片电阻和厚度
结合表2分析，在对两组材料分别添加同样计量的导电剂的情况下，实验结果表明高温处理粉的电阻更低，厚度更小，并且高温处理粉的厚度缩减范围大，由于厚度缩减范围较大，因此可以进一步提升电池的体积能量比能，并且其提升空间较大。对于热电池材料而言，导热系数越高以及电阻率越低，便意味着热电池材料性能越佳。由于氯化镍热电池具有激活时间长的特点，因此对材料的导热性能要求更高。无论是材料的导热性还是材料的导电性，均会受到材料结晶状态的直接影响，因此需要通过改变材料结晶状态的方式来提升材料的导电性与导热性。对于氯化镍材料而言，通过高温处理可以使其结晶度越来越好，材料结晶度越来越好，相应的材料的热学性质以及电学性质也会随之有所提升。另外，从本质上来讲，晶体的导热性属于热振动传输，晶体的导电性属于热缺陷运动，无论是热振动传输还是热缺陷运动，均与晶格有着密切的关联性。由于真空烘干处理会造成材料晶格的断裂，因此会在一定程度上限制热振动传输以及热缺陷运动，或者导致运动行程被延长，进而会影响到材料的导电性以及导热性。而高温处理粉则不涉及这方面问题，高温处理粉因晶粒比较完整，因此其导电性以及导热性不会受到影响。
结束语：
本文通过实验分析的方式对比热电池正极材料在不同处理方式下的性能状况，结果表明高温处理后的材料性能更佳。相较于真空烘干粉，高温处理粉的含水量更低、放电内阻更低，另外在比表面积等方面也更具优势。这些都表明氯化镍受高温处理的影响更大，因此高温处理的方式对于改善热电池正极材料性能而言其效果更为显著，影响更大，并且这些影响以积极影响为主。
参考文献：
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