發(fā)布時(shí)間：2022-01-22 03:42

　　據(jù)有關(guān)報(bào)道可知,近些年,有許多新型儲(chǔ)氫合金受到了關(guān)注,而具有高放電容量的鈷基合金就是其中之一,作為新的能源儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)化材料而被研究,應(yīng)用于鎳氫電池的負(fù)極材料。本文中的所有試驗(yàn)都是以Co₂B合金為主研究主體,通過(guò)利用機(jī)械球磨和化學(xué)置換的方法,將Pd、Cu、碳纖維和Co₃O₄納米顆粒摻入其中形成以鈷基合金為主的復(fù)合材料,從而研究對(duì)Co₂B合金的微觀結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響,本論文的研究主要內(nèi)容和結(jié)果如下:（1）利用機(jī)械球磨的方法將5wt.%Pd摻入Co₂B合金當(dāng)中,通過(guò)研究球磨時(shí)間對(duì)Co₂B+5wt.%Pd復(fù)合合金的影響,當(dāng)球磨時(shí)間為30min時(shí),Pd的分布最均勻,復(fù)合合金的電化學(xué)性能最佳。研究表明,Pd作為一種高效催化劑,可以加速電荷的轉(zhuǎn)移速率,從而改善了材料的動(dòng)力學(xué)和電化學(xué)活性。（2）通過(guò)機(jī)械球磨的方法分別摻入碳纖維和Co₃O₄納米顆粒以及將碳纖維和Co₃O₄納米顆粒共同摻... 

【文章來(lái)源】：長(zhǎng)春理工大學(xué)吉林省

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

二次電池重量能量密度比較及常見(jiàn)儲(chǔ)氫材料

第一章緒論4圖1.2Ni-MH電池電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程原理圖1.4電化學(xué)性能與儲(chǔ)氫性能之間的關(guān)系在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域里，Ni-MH電池的容量，交換電流密度（Io），耐用性（循環(huán)壽命）和放電性能（動(dòng)力學(xué)）等參數(shù)，與用作活性材料的儲(chǔ)氫合金的特有的性質(zhì)密切相干[17-19]。金屬間化合物的電化學(xué)行為取決于其結(jié)構(gòu)，還有其中每種元素的性質(zhì)和含量。室溫下金屬氫化物的排放壓力應(yīng)在0.1和1atm之間，以確�？梢酝耆尫藕辖鹬袃�(chǔ)存的氫氣。儲(chǔ)氫材料可以吸收的氫氣量決定了電極的電化學(xué)存儲(chǔ)容量，因此決定了電池的能量存儲(chǔ)容量。為了得到具有電化學(xué)上可逆的高存儲(chǔ)容量，應(yīng)考慮儲(chǔ)氫合金的穩(wěn)定性。組成原子之間化學(xué)鍵的性質(zhì)在決定氫化物穩(wěn)定性方面起著主導(dǎo)作用，儲(chǔ)氫合金的解吸壓力對(duì)應(yīng)于MH電極的平衡電位。在要求的氫氣脫附壓力范圍內(nèi)（0.1-1atm），脫附壓力應(yīng)足夠高，即平衡電位應(yīng)足夠負(fù)（接近-0.9324Vvs.Hg=HgO），以確保大量的氫氣可以完全釋放出來(lái)。為了確�？赡嫘�，儲(chǔ)氫合金中的M-H鍵強(qiáng)度的范圍應(yīng)在25至50kJmol-1之間。如果粘結(jié)強(qiáng)度太低，氫將不會(huì)與合金發(fā)生反應(yīng)，而是會(huì)以氣體的形式釋放出來(lái)。如果結(jié)合強(qiáng)度太高，則儲(chǔ)氫合金不會(huì)可逆地存儲(chǔ)氫[20,21]。合金的氫擴(kuò)散性和交換電流密度（Io）與鎳氫電池的放電速率是正相關(guān)的關(guān)系，特別是在放電電流密度比較大的情況下，這種關(guān)系更為明顯。這些參數(shù)與質(zhì)量轉(zhuǎn)移和電荷轉(zhuǎn)移過(guò)程有關(guān)，電池的放電能力主要取決于這些過(guò)程[10]。在放電過(guò)程中，必須通過(guò)擴(kuò)散將合金中存儲(chǔ)的氫帶到合金表面，然后，氫必須在金屬-電解質(zhì)界面與氫氧根離子發(fā)生反應(yīng)。大部分合金中的氫擴(kuò)散性和交換電流密度（Io）影響氫在鎳氫電池中的存儲(chǔ)速率以及從鎳氫電池中去除的速率。交換電流密度（Io）主要受表面性質(zhì)的

第一章緒論7單質(zhì)為固態(tài)的元素對(duì)合金中La、Ni部分替代的影響，部分?jǐn)?shù)據(jù)在表1.3中呈現(xiàn)。在金屬錳代替鑭的實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)過(guò)一系列的研究后，實(shí)驗(yàn)者發(fā)現(xiàn)改良后的電池其放電量更高且不容易衰減，性能得到了提升，并且部分合金可以用于實(shí)際實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，尤其是其中的Mm(NiCoMnAl)5儲(chǔ)氫合金材料其性能尤為突出，1990年，日本初次開(kāi)始進(jìn)行了鎳氫電池的商業(yè)化。而我國(guó)的包頭稀土研究所則在九十年代初，國(guó)家的“863”項(xiàng)目支持下，通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，自主研究出了合金Mm(NiCoMnAl)5材料，從而使鎳氫電池在我國(guó)開(kāi)始有了產(chǎn)業(yè)化[44]。目前LaNi5合金材料的放電容量已達(dá)到了340~350mAh/g，基本靠近了LaNi5合金的理論放電容量—372mAh/g。為實(shí)現(xiàn)合金功能的多樣化，高功率、高容量是比不可少的條件，而鈷的含量對(duì)于LaNi5型合金材料起著至關(guān)重要的作用，鈷能夠降低合金材料的粉化概率，提高電池的循環(huán)次數(shù)。除此之外，熱處理工藝也可對(duì)合金造成一定的影響，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，許多企業(yè)大量制備合金材料的方法是真空感應(yīng)熔煉，由于量大，且元素種類繁多，所以容易造成偏析等后果，但在后來(lái)的操作當(dāng)中發(fā)現(xiàn)，要想使合金晶相更加均勻，可以使用水冷錠模澆鑄或速凝甩帶的方法，結(jié)晶度也提高了很多，這樣可使合金材料的放電現(xiàn)象更加穩(wěn)定[45-49]。并且，通過(guò)鎳的包覆、酸堿處理得到更厚的鎳層的話，可以提高合金的導(dǎo)電性，從而使合金的電阻降低，外表面活性提升，獲得高功率的負(fù)極電極材料。圖1.4LaNi5合金的晶體結(jié)構(gòu)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Improved electrochemical hydrogen storage capacity of Ti45Zr38Ni17 quasicrystal by addition of ZrH2[J]. Jianxun Zhao,Xiaojie Zhai,Xing Tao,Zhe Li,Qingshuang Wang,Wanqiang Liu,Limin Wang.  Journal of Materials Science & Technology. 2018(06)
[2]Process optimization of electroless copper plating and its influence on electrochemical properties of AB5-type hydrogen storage alloy[J]. 張博,吳文遠(yuǎn),尹少華,李世偉,羅瑤,邊雪,涂贛峰.  Journal of Rare Earths. 2010(06)



本文編號(hào)：3601489