论文部分内容阅读
Nd–Mg–Ni系储氢合金由于具有高容量、低成本的优点,有望用于高容量型的金属氢化物/镍电池负极材料。镍氢电池在充放电的过程中需要用碱液做电解质,因此Nd–Mg–Ni系储氢合金易受到电解液的腐蚀,发生氧化和粉化,造成电池性能下降,不能够长期使用。为了改善这一现象,本文使用表面处理的手法在Nd–Mg–Ni系合金的表面分别包覆聚苯胺层、还原型氧化石墨烯层、rGO/Cu复合层来改善储氢合金的表面状态,从而提高合金的电化学性能。蒸镀处理后的合金表面包覆了一层聚苯胺膜,随着蒸镀时间的增加聚苯胺不断增厚,蒸镀处理10 min的合金活化过程中放电容量最大,放电电压平台最高;蒸镀处理45 min的合金的高倍率放电性能最好,在放电电流密度为1500 mA/g时达到79.4%;蒸镀处理30 min的合金的循环稳定能最好,其循环寿命高达95.2%。氧化石墨烯溶液处理后的合金表面生成一层均匀的网状还原型氧化石墨烯层,随着氧化石墨烯溶液浓度的增大,包覆层逐渐变厚。0.1 g/L的氧化石墨烯溶液处理后的合金的电化学性能最为优异,在放电电流为1500 mA/g时高倍率放电性能由53.2%上升至83.9%,上升了30.7%;放电中值电压由1.210 V上升至1.249 V,增加了0.039 V;循环100周后的放电容量损失从37.5 mAh/g减小至28.8 mAh/g。表面包覆rGO/Cu的储氢合金的SEM结果表明,储氢合金表面形成一层均匀的还原型氧化石墨烯和铜的复合镀层,增大了合金的比表面积。处理后的合金的放电性能和循环稳定性能均有提升,其中,高倍率放电性能由55.5%上升至87.8%,上升了32.3%;中值电压由1.210 V上升至1.256 V,上升了0.046 V;循环100周后的放电容量损失由37.5 mAh/g减小至18.6 mAh/g。