表面電鍍聚苯胺對稀土-鎂-鎳基貯氫合金電化學(xué)性能的影響

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1、在不同電壓下表面電鍍聚苯胺對稀土-鎂-鎳基貯氫合金電化學(xué)性能的影響摘要本文研究了在不同電壓下（1V、2V、3V）表面電鍍聚苯胺對稀土—鎂—鎳基貯氫合金（即AB3型貯氫合金）電化學(xué)性能的影響。表面鍍覆聚苯胺后，合金電化學(xué)性能得到改善：在高倍率放電性能（HRD）方面，從15.93%分別提高到19.25%、18.06%、20.22%；而在循環(huán)穩(wěn)定性方面，合金電極在200周時的容量保持率（S200）從78.00%分別提高到81.06%、82.35%、81.32%。綜上所述，在電壓為2V時，合金的循環(huán)穩(wěn)定性最好。關(guān)鍵詞：聚苯胺稀土-鎂-鎳基貯氫合

2、金電化學(xué)性能電鍍不同電壓StudyonelectrochemicalpropertiesofRareEarth-Mg-NibasedhydrogenstoragealloysbyelectroplatingpolyanilineonsurfaceatdifferentvoltagesKunXiaoAbstract:StudyonelectrochemicalpropertiesofRareEarth-Mg-Nibasedhydrogenstoragealloys(AB3-typehydrogenstoragealloys)byelect

3、roplatingpolyanilineonsurfaceatdifferentvoltages（1V、2V、3V）.Throughthepolyaniline–coatedthehighratedischarge(HRD)increasedrespectivelyfrom15.93%to19.25%、18.06%、20.22%andthecapacityretentionrate(S200)whichwasafter200cycleschangedrespectivelyfrom78.00%to81.06%,82.35%,81.32%

4、.Therefore,thecyclicalstabilitywasthebestat2V.Keywords:polyanilineRareEarth-Mg-Ni-basedhydrogenstoragealloyselectrochemicalpropertieselectroplatedifferentvoltages1引言金屬氫化物/鎳(MH/Ni)電池是以貯氫合金作為負(fù)極材料的新型二次電池，因具有能量密度高，耐過充/放電性能好，對環(huán)境無污染等優(yōu)點(diǎn)，而特別適用于輕質(zhì)、小型、便攜式電子設(shè)備。目前商品化的AB5型貯氫合金具有易活化、循

5、環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn)，但由于受到結(jié)構(gòu)的限制，AB5型貯氫合金的理論放電容量低(理論電化學(xué)容量為370mAh/g)，并且經(jīng)過多年的研究改進(jìn)，其實際容量(310–330mAh/g)已經(jīng)接近于理論容量，提高的潛力有限，在一定程度上限制了MH/Ni電池的發(fā)展。開發(fā)高容量的貯氫合金已經(jīng)成為目前極具發(fā)展前景的熱點(diǎn)課題之一。近年來，一類稀土-鎂-鎳基貯氫合金（即AB3型貯氫合金）具有較高的電化學(xué)容量，可以達(dá)到約400mAh/g。同時，AB3型貯氫合金具有特定的多相結(jié)構(gòu)，由于多相之間的相互作用，其大電流放電能力和低溫放電性能也高于AB5型貯氫合金。但是此類合

6、金的循環(huán)穩(wěn)定性并不理想，因此提高其循環(huán)穩(wěn)定性具有非常重要的理論與實際意義。本課題采取區(qū)別于傳統(tǒng)合金表面處理的酸處理、堿處理、化學(xué)鍍覆金屬層等方法的電沉積鍍覆聚苯胺的處理方法，進(jìn)一步提高稀土－鎂－鎳基貯氫合金的循環(huán)穩(wěn)定性。本方法是對適于新型稀土-鎂-鎳基貯氫合金表面處理方法的有益探索，也是改善此類合金電化學(xué)性能新方法的嘗試。2實驗部分2.1合金制備將AB3型貯氫合金鑄錠進(jìn)行機(jī)械破碎、研磨并過篩，選取200目—400目的合金粉末約2g浸入電鍍?nèi)芤褐校╬H=6-7，苯胺濃度為1%，硫酸與鍍液的體積比約為1：500)，進(jìn)行電鍍聚苯胺。電壓分別為

7、1V、2V、3V，反應(yīng)時間為1.5min。2.2合金電極的電化學(xué)性能測試將0.15g合金粉與0.75g羰基Ni粉混合均勻后，在15MPa下冷壓成直徑10mm、厚約lmm的圓片作為待測合金電極。合金電極的電化學(xué)性能測試在兩電極體系中進(jìn)行，測試系統(tǒng)由測試電極(MH電極)和輔助電極(Ni(OH)2／NiOOH電極)組成，電解液為濃度6moL／L的KOH溶液。合金電極的電化學(xué)性能使用DC一5恒電流測試儀進(jìn)行測試，充／放電制度為：充電電流45mA／g，除倍率放電性能測試外，其它均采用9mA／g電流放電，放電截止電壓為1V，充／放電時間間隔為10m

8、in。3結(jié)果與討論3.1初始活化性能合金的活化數(shù)據(jù)如表1所示。表1.初始活化放電容量(mA/g)與處理電壓的關(guān)系數(shù)據(jù)表活化圈數(shù)（n）空白1V2V3V12692422412422351359356360335