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1、幾種新型的NI-MH電池陰極材料摘要：本文介紹了四種新型的NI-MH陰極材料，概述了他們的一些它們的性能，及研究方法，其中最后一種BN，C納米管，是個(gè)失敗的例子，雖然它們電化學(xué)吸氫方面沒(méi)有特殊性能但是研究過(guò)程，讓我們了解的BN，C納米管吸附氫氣的原理，指導(dǎo)了今后的應(yīng)用。引言：目前大量使用的鎳鎘電池（Ni－Cd）中的鎘有毒，使廢電池處理復(fù)雜，環(huán)境受到污染，因此它將逐漸被用儲(chǔ)氫合金（Ni－MH）所替代。從電池電量來(lái)講，相同大小的鎳氫充電電池電量比鎳鎘電池高約1.5～2倍，且無(wú)鎘的污染，現(xiàn)已經(jīng)廣泛地用于移動(dòng)通訊、筆記本計(jì)算機(jī)等各種小型便攜式的電子設(shè)備。
2、在過(guò)去的幾十年中，人們?cè)诤辖鸾M分和表面改性上做了大量工作，已經(jīng)開發(fā)出許多類型的NI-MH陰極材料，包括：AB5型稀土鎳系儲(chǔ)氫合金，AB2型Laves相儲(chǔ)氫合金，及以鎂為基礎(chǔ)的A2B型稀土鎳系儲(chǔ)氫合金等。從近些年的研究看出，納米材料以其特殊的表面性質(zhì)，很適合作為NI-MH陰極材料。本文中介紹的幾種新型的NI-MH陰極材料都是納米材料，它們有的是已有材料的改造，有的是新類型的材料。他們分別是極細(xì)非晶型的Co-B合金顆粒，Mg1.8La0.2Ni-xNi納米復(fù)合材料BN，C納米管碳（碳摻雜鎳）為載體的MH電極。正文：1.極細(xì)非晶型的Co-B合金顆粒簡(jiǎn)介
3、：通過(guò)電化學(xué)吸氫反應(yīng)，極細(xì)非晶型的Co-B合金顆粒有良好的電化學(xué)可逆性，高的容量，較好的循環(huán)性能。原因是他特殊的非晶態(tài)結(jié)構(gòu)和納米尺寸效應(yīng)制備簡(jiǎn)介：1）250mL硼氫化鈉(0.5molL-1)用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH=122）二價(jià)硫酸鈷(0.1molL-1,250mL)在冰浴中用脫氣的蒸餾水制備。在冰浴中1）逐滴加入2），攪拌一小時(shí)脫去氫氣，過(guò)濾，水洗，丙酮保護(hù)防止氧化，真空抽干，既得到分析純的樣品，不用進(jìn)一步凈化，成分結(jié)構(gòu)表征材料Co、B原子比為1.9，Co-B粉末大小均一在幾十納米的數(shù)量級(jí)上，并且是非定性結(jié)構(gòu)。電化學(xué)性質(zhì)：1）可逆的電化學(xué)性質(zhì)：通過(guò)C
4、o-B合金的伏安特性圖，可知其有可逆的電化學(xué)性質(zhì)，還原峰在-1.01V，氧化峰在0.8V。2）充放電容量：構(gòu)建Ni-MH電池單元，以測(cè)試其可行性，從圖可知，在100mA/g的充放電速率下，第五次容量為340mAh/g，第二十五次為310mAh/g，有較大充放電容量，超過(guò)了當(dāng)時(shí)含稀土元素的Ni-MH電池。3）功率：在300mA/g的充放電速率下，電池容量仍與100mA/g的充放電速率下基本相同，說(shuō)明它既是高容量電級(jí)，又是高功率的電極。4）循環(huán)性能：在300mA/g的充放電速率下，最初其顯示了很大容量600mAh/g，第三次循環(huán)變?yōu)?00mAh/g，
5、但100次循環(huán)之后，仍大于260mAh/g，有較好的循環(huán)性能。5）其他：比起其他電極，不用進(jìn)行提前的電化學(xué)及化學(xué)的預(yù)處理。電化學(xué)機(jī)制：可逆的氫吸附，吸氫后Co.H比約為一?？偨Y(jié)：Co-B合金表現(xiàn)出良好的電極，且使用前不需在處理，此類型的材料結(jié)構(gòu)還很簡(jiǎn)單電極容量也還可以通過(guò)改性來(lái)提高。2、Mg1.8La0.2Ni-xNi納米復(fù)合材料簡(jiǎn)介：Mg1.8La0.2Ni-xNi納米復(fù)合材料在Mg2Ni吸氫合金的基礎(chǔ)上逐步改進(jìn)而來(lái)的，由Mg1.8La0.2Ni合金與Ni粉用球磨機(jī)制成粒徑小于50nm，吸氫性能在x=2時(shí)最好為2.55wt%（通過(guò)電化學(xué)的壓力溫
6、度等溫線）。相結(jié)構(gòu)：通過(guò)球磨機(jī)，Mg1.8La0.2Ni合金由晶型轉(zhuǎn)為了非晶型電化學(xué)性質(zhì)：1）阻抗性質(zhì)：加入Ni進(jìn)行球磨后，從Mg1.8La0.2Ni的53mΩ/g到20mΩ/g，原因可能是Ni對(duì)合金表面氧化膜的弛豫過(guò)程。在x=2使合金表面到電解液之間阻抗最小31mΩ/g。2）容量性質(zhì)：通過(guò)電化學(xué)壓力溫度等溫線，可知吸氫性能在x=2時(shí)最好為2.55wt%，x=2時(shí)，充放電容量最大，首次為716mAh/g，達(dá)到理論值的0.716，50次后為381mAh/g，容量大。3）功率性質(zhì)：在1200mA/g的情況下，只減少0.48的容量，說(shuō)明其可用做高功率電
7、極。加入了Ni之后無(wú)論是容量還是在功率方面都有顯著的提高4)循環(huán)性能：Mg1.8La0.2Ni-xNi，由Mg2Ni合金改進(jìn)而來(lái)。Mg2Ni合金一開始具有很高的充電容量可達(dá)830mAh/g，但循環(huán)20次后就小于400mAh/g。加La后仍沒(méi)能完全改善這一狀況循環(huán)30次后為220mAh/g，但Mg1.8La0.2Ni-xNi有較好的循環(huán)性質(zhì)，50次后仍保持為381mAh/g?？偨Y(jié)：Mg1.8La0.2Ni-xNi納米復(fù)合材料的研究是建立在Mg2Ni合金，Mg1.8La0.2Ni合金的研究基礎(chǔ)上的，Mg2Ni合金有很高容量但是循環(huán)性能很差，加入了La
8、進(jìn)行了改性后仍沒(méi)有使用價(jià)值，但Mg1.8La0.2Ni-xNi在前兩個(gè)的基礎(chǔ)上有很大提高，單循環(huán)性能上還不是很理想，可以進(jìn)一步研究材料改
