LaNi-CNTs复合储氢材料的制备及性能和应用研究

摘要

储氢材料的研究和发展导致了高能量、无记忆效应和无污染镍氢电池(Ni-MH)的问世，并推动了镍氢电池的产业化和快速发展。近年来，碳纳米管及其储氢性能的发现引起了人们的极大兴趣。碳纳米管和储氢合金的储氢性能有一定的互补性。本文的目的就是用机械球磨的方法制备碳纳米管和LaNi<,5>储氢合金的复合材料(以下简称复合材料)，研究复合材料的电化学性能，并对其进行实际应用研究。 本文采用机械球磨的方法制备了碳纳米管和LaNi<,5>储氢合金的复合材料，利用扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)分析了复合材料的微观结构，采用恒电流放电法、循环伏安法和交流阻抗法等电化学手段对复合材料的电化学性能进行了表征。结果表明：(1)当时间t≤360分钟时，LaNi<,5>合金表面被碳纳米管包覆，仍保持了LaNi<,5>合金的CaCu<,5>结构。(2)当时间等于30分钟时，机械合金化有效的保持了复合材料的放电容量，改善了活化性能，提高了高倍率放电性能。当0.2C放电时复合材料的放电容量达292.5 mAh·g<'-1>；当lC放电时复合材料的放电容量达270 mAh·g<'-1>，比LaNi<,5>合金高出15 mAh·g<'-1>；当3C放电时复合材料的放电容量达202.5 mAh·g<'-1>，比LaNi<,5>合金高出30 mAh·g<'-1>；复合材料活化次数为6次，比LaNi<,5>合金少3次。 本文将球磨30分钟复合材料做成从1300mAh镍氢电池(Ni-MH)，并对其性能进行了测试，发现其做成的电池有较高的容量，1C容量达到了1415mAh，与LaNi<,5>合金所做成的电池相当。高倍率放电性能有明显提高：2.3C的放电容量达1493.3 mhh，比LaNi<,5>合金所做成的电池高出6％；5C放电容量达1380 mAh，比LaNi<,5>合金所做成的电池高出7％。活化性能也有改善，达到最大容量的循环次数为6次，比LaNi<,5>合金少2次。而且，比LaNi<,5>合金所做成的电池具有更好的放电平台。电池性能检测进一步验证了复合材料的性能变化，表明复合材料更加适用于高功率镍氢电池的制备。

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及关于学位论文使用授权说明

第一章 绪论

第二章 复合材料的制备、结构与电化学性能

第三章 复合材料制备电池的应用

第四章 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间主要研究成果