储氢合金电极中添加碳纳米管对镍氢电池性能的影响

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1、摘要摘要本文通过在镍氢电池的负极中添加适量的碳纳米管(CarbonNanotubes，CNTs)，制备碳纳米管复合电极片，并制成两电极体系，三电极体系，AA型镍氢电池，SC镍氢型电池，研究其电化学性能、内阻、容量、高倍率放电性能和循环寿命等。结果表明在镍氢电池的负极中添加适量的碳纳米管有利于提高电池的综合性能，尤其是可以改善电池的大电流放电性能和循环稳定性。采用三电极体系研究碳纳米管复合电极在不同扫速，不同循环次数，不同碳纳米管添加量时的循环伏安性能和交流阻抗性能，实验中扫速分别为lmV／s、3mV／s、5mV／s时，复合极片的碳纳米管添加量分别为5％、3％、0．8％。

2、用循环伏安法和交流阻抗法测试了极片在不同条件下的电化学性能，发现随着扫描速度的增加，电极的可逆性越来越差。电极都需要一个活化过程，但是纯储氢合金的循环伏安曲线面积比掺碳管的极片小，说明添加了碳纳米管的复合极片具有较高的容量，也就是说随着碳纳米管的加入，极片的氧化峰值和还原峰值都会变大，其循环伏安曲线面积也会变大，复合电极极片的电流峰的宽度明显增大了，呈现较好的循环伏安特性。而且当添加碳纳米管含量为0．8％时阻抗最小，未添加碳纳米管和添加过多的碳纳米管(3％和5％)的极片的阻抗都较大。分别制备含量为0．2％、O．5％、0．7％、0．8％、O．9％、1％和3％的CNTs／L

3、aNi5复合电极，制成两电极体系，用BS9300测试柜进行循环充放电测试，发现复合碳纳米管电极片比纯储氢合金电极片的放电性能好，尤其是大电流条件下，在1000mA放电条件下，纯储氢电极片的放电终止容量只有99．92mAh，放电终止电压为1．03V，而添加了0．8％CNTs的碳纳米管复合电极片达到了124．9rnAh，放电终止电压为1．11V。制作AA型镍氢电池来讨论电极的充放电、容量性能以及内阻。实验结果表明负极中碳纳米管含量为0．5％和1．O％的电池具有比较高的容量和较好放电曲线。当碳纳米管添加量为0．5％和1．O％时，电池的容量分别为2341．22mAh和2299．

4、67mAh，放电平台电压分别为1．291V和1．206V。但是当碳纳米管添加量为广东T此人学T学硕{：学位论文3．0％时，英放电睦线反焉变差，容量也降低，容量只有1936mAh，说明碳纳米管并不是添加量越高越好。在SC型镣氢电池中加入碳纳米管含量为0．S％(拶)时电潍豹综合憔笺最好，其最高容量达到3369mAh，2C(6000mA)循环600次后容量仍然保持3280mAh(97％DOD(放电深度))以上，5C(15000mA)雾彝环180次容量仍然有2850mAh(89．I％DOD)以上。关键词：碳纳岽管复合电极；镍氢电池；循环伏安；交流阻抗；大电流放电性能；循环寿命；

5、内阻。IlABSTRACTThispaperhasstudiedtheeffectsofaddingappropriateamountofcarbonnanotubes(CNTs)intheNi-MHhydridebatteries’negativeelectrodes，andthroughpreparingcompositeCNTselectrodes，two-electrodesystem，three—electrodesystem，AAtypeNi·MHbatteries，SCNi—MHbatteristoresearchtheirelectrochemicalp

6、roperties，internalresistance，capacity，performanceandhi醢ratedischargecyclelifeandotherproperties．Andwefoundthataddingappropriateamountofcarbonnanotubesinthenickel-metalhydridebakeries’negativeelectrodescallenhancetheintegratedperformanceofNi—MHba：ttedes，especiallythelargecurrentperformanc

7、eanddischargecyclelife。Usingathree·electrodesystemofcompositecarbonnanotubeelectrodestostudytheCVperformanceandimpedanceperformanceindifferentsweep，differentcycles，differentamountofcarbonnanotubes，theexperimentsweepwere1mV／s，3mV／s，5mV／s，acompositeofcarbonnanotubes-addedvo