新型Ni/MH电池电极材料制备与性能研究

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Ni/MH电池的负极材料,已经成为Ni/MH电池技术发展的关键,已有的各种传统负极材料,分别存在不同的问题,因此近年来,许多新型合金材料不断涌现。本文研究了两类新型的Ni/MH电池负极材料:AB<,3>型储氢合金La<,0.8>Mg<,0.2>Ni<,2.4>Co<,0.5>Mn<,0.1>和新型Co-B材料。 第一部分AB<,3>型储氢合金La<,0.8>Mg<,0.2>Ni<,2.4>Co<,0.5>Mn<,0.1>La-Mg-Ni系AB<,3>型储氢合金是一种具有良好应用前景的Ni/MH电池负极材料,但该合金在碱性电解质中的循环稳定性普遍较差,有待进一步改进。本工作通过复合金属硼化物的办法,改善了AB<,3>型储氢合金La<,0.8>Mg<,0.2>Ni<,2.4>Co<,0.5>Mn<,0.1>的循环稳定性。 通过合金熔炼法制得了起始AB<,3>型储氢合金La<,0.8>Mg<,0.2>Ni<,2.4>Co<,0.5>Mn<,0.1>,经XRD测试,其具有PuNi<,3>型结构,由LaNi<,5>和(La,Mg)Ni<,3>两相组成。合金经过80h球磨Ni-B,Fe-B复合后,其基本结构保持不变,复合后,其循环稳定性升高,高倍率放电性能提高,更适合大电流放电要求,合金的抗腐蚀性能得到提高,反应电阻降低。 第二部分新型Co-B材料通过研究发现,Co-B材料具有较高的放电容量,良好的循环寿命,但是其放电机理一直不太清楚,通常认为其放电容量是由吸放氢导致的。本工作采用高温扩散法和合金熔炼法制备Co-B合金,初步探讨其放电机理。 高温扩散法制得的Co-B合金主相均为Co<,2>B,合金熔炼法制得的Co-B合金主相分别为Co<,3>B,Co<,2>B和CoB。 高温扩散法和合金熔炼法制得的Co-B合金电极前100周内容量衰减很小,循环稳定性很好,高温扩散法制得的材料容量均稳定在175mAh/g左右,合金熔炼法制得的材料容量分别稳定在88mAh/g,175mAh/g和190 mAh/g。 从CV,SEM和XPS测试,推断出熔炼法制得的CoB合金的放电容量主要是由于Co/Co(OH)<,2>电对的氧化还原反应造成的,部分是因为B的氧化反应造成的,而不是通常的吸放氢机理。
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