钴磷复合材料的电化学储氢性能研究

来源 :长春理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:quuizx
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Co基合金具有优异的电化学储氢性能,作为Ni-MH电池的负极材料在新能源领域受到广泛关注。本论文以Co-P合金为研究对象,加入花状Ni/C纳米晶、MWCNT/MoS2复合材料和C@Ni S核壳材料,形成以Co-P合金为主的复合材料,并研究了Co-P复合材料的微观形貌和电化学性能,具体研究结果如下:(1)通过溶剂热法制备了花状Ni/C纳米晶,采用球磨法将其与Co-P合金复合,形成Co-P+Ni/C复合材料。Co-P+Ni/C复合材料的最大放电容量为635.8 m Ah/g,容量保持率为66.3%。研究表明,花状Ni/C纳米晶所具有的独特片层结构和电催化作用可以有效的改善Co-P合金的电化学储氢性能。(2)采用溶剂热法将MoS2和多壁碳纳米管(MWCNT)进行复合,再通过高能球磨法制备出Co-P+MWCNT/MoS2复合材料。复合后的材料表现出比Co-P合金更好的电化学性能,在30 m A/g电流密度下,最大放电容量可达702.9 m Ah/g,循环50圈后的放电容量仍可保持在478.7 m Ah/g。研究表明,MWCNT优异的电导率和中空管状结构可以加速电荷转移并为氢提供传输通道,MoS2可以抑制活性物质的溶解和氧化。二者形成复合材料后,MWCNT和MoS2的协同作用进一步改善了Co-P合金的电化学储氢性能。(3)采用低温水浴法制备了一种核壳材料,这种核壳材料是由Ni S包覆多孔碳(C@Ni S)形成的,并采用球磨法制备出Co-P合金和C@Ni S的复合材料。当Ni S和多孔碳的摩尔比为4时,复合材料的电化学性能最好,最高放电容量可达697.8 m Ah/g,容量保持率为69.2%。研究表明,具有催化作用的Ni S纳米片层均匀的包覆在多孔碳表面上时,可以为电化学反应提供更多的活性位点,加快电极与电解质之间的电荷转移速率,促进氢的扩散,从而提高复合材料的电化学储氢性能。
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