在不同时间下表面电镀聚苯胺对稀土-镁-镍基贮氢合金电化学性能的影响

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1、在不同时间下表面电镀聚苯胺对稀土-镁-镍基贮氢合金电化学性能的影响摘要：本文研究了在不同时间下表面电镀聚苯胺对稀土-镁-镍基（La-Mg-Ni基）贮氢合金电化学性能的影响。通过本次实验及数据得出最佳条件为：在电镀时间为1.5min，电压为2V时，La-Mg-Ni基贮氢合金电极的循环稳定性得以较大的提高。关键词：稀土-镁-镍基贮氢合金；电镀；聚苯胺；不同时间Studyingonelectrochemicalpropertiesofrareearth-magnesium-ni-basedhydrogenstoragealloybyelectroplatingpolya

2、nilineunderthesurfaceindifferenttimeAbstract:Studyingonelectrochemicalpropertiesofrareearth-magnesium-ni-basedhydrogenstoragealloybyelectroplatingpolyanilineunderthesurfaceindifferenttime.Weobtainthebestresultthroughtheexperimentanddata:La-Mg-Nibaseofhydrogenstoragealloyelectrodecycle

3、stabilitycangreatlyimproveinelectroplatingtimefor150minandvoltagefor2V.Keywords:Rareearth-magnesium-ni-basedhydrogenstoragealloy,electroplate，polyaniline，differenttime.1.引言金属氢化物/镍(Ni/MH)电池是以贮氢合金作为负极材料的新型二次电池，具有能量密度高、耐过充/放电性能好、对环境无污染等优点，因而特别适用于轻质、小型、便携式电子设备。但是目前市场上流通的AB5型合金负极材料的电化学容量只有

4、320~330mAh/g，已经接近于其理论容量,进一步提高的潜力有限,在一定程度上限制了Ni/MH电池的发展,因此开发高容量的储氢合金已经成为目前极具发展前景的热点课题之一。近年来，通过查阅文献以及前期的研究发现，稀土－镁－镍基贮氢合金具有较高的电化学容量，可以达到约400mAh/g，但是此类合金也具有其自身的缺陷，寿命较短即循环稳定性较差，不能满足实际需要。通过我们研究发现，在合金表面电镀聚苯胺可以提高合金本身的循环稳定性，从而得到性能更加良好的Ni/MH电池。事实上聚苯胺的熔析和行程是很难进行的，我们通过电化学镀覆方法将单体聚苯胺镀覆在AB3型贮氢合金表面，并

5、且将在下文中研究AB3型稀土-镁-镍基贮氢合金电化学性能的改变。2材料与方法2.1原料苯胺、浓度为98%的浓硫酸、蒸馏水、稀土-镁-镍基贮氢合金、镍粉。2.2试验方法2.2.1制作工艺配制苯胺与蒸馏水的体积比为1：100的苯胺溶液，向其中逐滴滴加浓度为98%的浓硫酸直到变为澄清的中性溶液为止。将配制好的镀液倒入镀液槽中，将合金粉置于镀液中进行电镀，电镀电压设置为2V，共电镀五份合金，电镀时间分别为1min,1.5min,2min,2.5min,3min.将合金粉在烘箱中烘干约3小时，每次称量合金粉约0.1500g镍粉约0.7500g，研磨将两者混合，压片制成合金负

6、极。然后与正极组装成电池进行测试，测试工作在DC一5电池性能检测仪上进行。2.2.2Ni/MH电池的性能测试2.2.2.1电池的活化测定活化是Ni/MH电池化成的第一关，主要是使贮氢合金经物理充氢后具有电化学活性，也直接影响电池的性能。2.2.2.2电池的倍率测定高倍率放电能力主要由合金电极表面电荷的转移阻力和氢在合金体内的扩散速率所决定。合金电极的高倍率放电性能（HRD）可以用下式来表示：HRD(%)=Cd/C60其中，Cd是各电流密度下的放电容量，C60是9mA/g电流密度下的放电容量。2.2.2.3电池的荷电测定电池还有多少电量，又称剩余电量，常取其与额定容

7、量或实际容量的比值，称荷电程度。合金电极的自放电性能可由荷电保持率（CR）来表示，其可以通过下式得出：CR=2Cb/(Ca+Cc)其中，Cb为合金电极完全充电后放置24h后的放电容量；Ca为测定Cb前一充/放电循环周期的放电容量，Cc为后一充/放电循环周期的放电容量。2.2.2.4电池的寿命测定通过观察电池在一定放电循环周期后的放电容量来判断电池的寿命长短。本次试验共进行了200次循环。3结果与分析Fig.1.部分覆盖在AB3型贮氢合金表面的聚苯胺的扫描电镜图像3.1电池的活化分析本实验采用不同时间下对稀土-镁-镍基贮氢合金表面进行聚苯胺电化学镀覆，并将其与镍粉混

8、合制成Ni