新能源材料结课论文

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1、几种新型的NI-MH电池阴极材料摘要：本文介绍了四种新型的NI-MH阴极材料，概述了他们的一些它们的性能，及研究方法，其中最后一种BN，C纳米管，是个失败的例子，虽然它们电化学吸氢方面没有特殊性能但是研究过程，让我们了解的BN，C纳米管吸附氢气的原理，指导了今后的应用。引言：目前大量使用的镍镉电池（Ni－Cd）中的镉有毒，使废电池处理复杂，环境受到污染，因此它将逐渐被用储氢合金（Ni－MH）所替代。从电池电量来讲，相同大小的镍氢充电电池电量比镍镉电池高约1.5～2倍，且无镉的污染，现已经广泛地用于移动通讯、笔记本计算机等各种小型便携式的电子设备。

2、在过去的几十年中，人们在合金组分和表面改性上做了大量工作，已经开发出许多类型的NI-MH阴极材料，包括：AB5型稀土镍系储氢合金，AB2型Laves相储氢合金，及以镁为基础的A2B型稀土镍系储氢合金等。从近些年的研究看出，纳米材料以其特殊的表面性质，很适合作为NI-MH阴极材料。本文中介绍的几种新型的NI-MH阴极材料都是纳米材料，它们有的是已有材料的改造，有的是新类型的材料。他们分别是极细非晶型的Co-B合金颗粒，Mg1.8La0.2Ni-xNi纳米复合材料BN，C纳米管碳（碳掺杂镍）为载体的MH电极。正文：1.极细非晶型的Co-B合金颗粒简介

3、：通过电化学吸氢反应，极细非晶型的Co-B合金颗粒有良好的电化学可逆性，高的容量，较好的循环性能。原因是他特殊的非晶态结构和纳米尺寸效应制备简介：1）250mL硼氢化钠(0.5molL-1)用氢氧化钠调节pH=122）二价硫酸钴(0.1molL-1,250mL)在冰浴中用脱气的蒸馏水制备。在冰浴中1）逐滴加入2），搅拌一小时脱去氢气，过滤，水洗，丙酮保护防止氧化，真空抽干，既得到分析纯的样品，不用进一步净化，成分结构表征材料Co、B原子比为1.9，Co-B粉末大小均一在几十纳米的数量级上，并且是非定性结构。电化学性质：1）可逆的电化学性质：通过C

4、o-B合金的伏安特性图，可知其有可逆的电化学性质，还原峰在-1.01V，氧化峰在0.8V。2）充放电容量：构建Ni-MH电池单元，以测试其可行性，从图可知，在100mA/g的充放电速率下，第五次容量为340mAh/g，第二十五次为310mAh/g，有较大充放电容量，超过了当时含稀土元素的Ni-MH电池。3）功率：在300mA/g的充放电速率下，电池容量仍与100mA/g的充放电速率下基本相同，说明它既是高容量电级，又是高功率的电极。4）循环性能：在300mA/g的充放电速率下，最初其显示了很大容量600mAh/g，第三次循环变为300mAh/g，

5、但100次循环之后，仍大于260mAh/g，有较好的循环性能。5）其他：比起其他电极，不用进行提前的电化学及化学的预处理。电化学机制：可逆的氢吸附，吸氢后Co.H比约为一。总结：Co-B合金表现出良好的电极，且使用前不需在处理，此类型的材料结构还很简单电极容量也还可以通过改性来提高。2、Mg1.8La0.2Ni-xNi纳米复合材料简介：Mg1.8La0.2Ni-xNi纳米复合材料在Mg2Ni吸氢合金的基础上逐步改进而来的，由Mg1.8La0.2Ni合金与Ni粉用球磨机制成粒径小于50nm，吸氢性能在x=2时最好为2.55wt%（通过电化学的压力温

6、度等温线）。相结构：通过球磨机，Mg1.8La0.2Ni合金由晶型转为了非晶型电化学性质：1）阻抗性质：加入Ni进行球磨后，从Mg1.8La0.2Ni的53mΩ/g到20mΩ/g，原因可能是Ni对合金表面氧化膜的弛豫过程。在x=2使合金表面到电解液之间阻抗最小31mΩ/g。2）容量性质：通过电化学压力温度等温线，可知吸氢性能在x=2时最好为2.55wt%，x=2时，充放电容量最大，首次为716mAh/g，达到理论值的0.716，50次后为381mAh/g，容量大。3）功率性质：在1200mA/g的情况下，只减少0.48的容量，说明其可用做高功率电

7、极。加入了Ni之后无论是容量还是在功率方面都有显著的提高4)循环性能：Mg1.8La0.2Ni-xNi，由Mg2Ni合金改进而来。Mg2Ni合金一开始具有很高的充电容量可达830mAh/g，但循环20次后就小于400mAh/g。加La后仍没能完全改善这一状况循环30次后为220mAh/g，但Mg1.8La0.2Ni-xNi有较好的循环性质，50次后仍保持为381mAh/g。总结：Mg1.8La0.2Ni-xNi纳米复合材料的研究是建立在Mg2Ni合金，Mg1.8La0.2Ni合金的研究基础上的，Mg2Ni合金有很高容量但是循环性能很差，加入了La

8、进行了改性后仍没有使用价值，但Mg1.8La0.2Ni-xNi在前两个的基础上有很大提高，单循环性能上还不是很理想，可以进一步研究材料改