稀土与金属离子复合掺杂非晶Ni(OH)<,2>的制备及电化学性能研究

来源 :桂林理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lcm2005
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
论文全面综述了氢氧化镍电极材料的研究现状。基于非晶态材料的诸多优异性能及稀土元素物质独特的电子组态和功能金属离子的强电化学活性等作用,本文从非品态材料的角度出发,通过快速冷冻共沉淀法成功制备出了掺杂Y(Ⅲ)、La(Ⅲ)以及复合掺杂Y(Ⅲ)/A1(Ⅲ)、La(Ⅲ)/Sr(Ⅱ)非晶态氢氧化镍样品材料,并系统研究了其制备合成条件及行为规律,材料的微结构特征与电化学性能,同时研究了样品电极材料的电极过程动力学特征,探讨了添加剂掺杂对非晶态氢氧化镍性能的影响及其电化学效应作用。 文中通过实验从单因素考察了掺杂剂钇的含量、pH值、搅拌反应时间和干燥温度对制备的样品材料充放电和循环伏安特性等性能的影响,确定出其优化制备条件为:钇掺杂量为4%(质量分数),反应pH值为10.6-11.0,搅拌反应时间为2.0 h,干燥温度为80℃。并与同样条件下制备的β—Ni(OH)2进行对比,发现非晶态Ni(OH)2样品材料具有结构缺陷多,无序性强等特点,其放电比容量较高为330.04mAh·g-1,放电平台较平稳,放电中值电压为1.2678 V;在充放电循环30次后比容量衰减仅为4.11%,循环可逆性较好,充放电循环稳定,电荷转移电阻较小。 采用优化工艺条件下制备不同复合掺杂比例量的Y(Ⅲ)/Al(Ⅲ)样品,并对其进行微结构与电化学性能测试,结果表明:掺杂之后的氢氧化镍仍为非品态;通过复合掺杂Y(Ⅲ)/Al(Ⅲ)样品与仅掺Y(Ⅲ)的对比,复合掺杂4%Y(Ⅲ)16%Al(Ⅲ)样品的微结构缺陷比单独掺杂Y(Ⅲ)的样品增多,无序性交强。将样品组装成MH—Ni模拟电池,在0.2C充电6h,0.2C放电至1.0V的充放电制度下,复合掺杂4%Y(Ⅲ)16%Al(Ⅲ)样品电极的放电比容量和放电中值电压分别为351.83 mAh·g-1和1.3364 V,且经4次充放电活化就能获得晟大值的放电比容量,在充放电循环30次后比容量衰减仅为2.21%;样品电极的电荷转移电阻小,质子扩散系数大为1.32×10-9 cm2·s-1,电极反应可逆性高,并且充放电循环30次后仍具有稳定的非晶态微结构。发现适量的钇和铝复合掺杂能够提高电极的析氧电位和放电电位,而且由于形成带较多正电荷离子的微结构缺陷和扩大质子在充放电过程中的进出自由度,对增强样品电极结构的稳定性和导电性起到明显的作用。 将复合掺杂La(Ⅲ)/Sr(Ⅱ)与单掺La(Ⅲ)和未掺杂样品进行对比,掺杂前后的样品材料仍为非晶态;同样发现复合掺杂4%La(Ⅲ)6%Sr(Ⅱ)样品材料有较多的结构缺陷和较强的无序性;热分解温度为312.7℃,较复合掺杂Y(Ⅲ)/Al(Ⅲ)样品材料的低,整个升温过程共失重26,49%;放电中值电压为1,2650 V和放电比容量为340.56 mAh·g-1,充放电循环30次后容量衰减仅为2.72%,循环可逆性好,且在充放电循环30次后非晶态微结构稳定。适量的镧和锶复合掺杂能够有效抑制电极的析氧反应,且有更好的活化性能。
其他文献
  从高等教育目的和考试组织两方面分析了常规大学课程成绩评定和考试中存在的问题,在此基础上,探讨了计算机辅助考试模式在大学工程类课程成绩考核中的适用性,简单介绍了河海
  围绕基于创新和实践能力培养的土木工程专业人才培养目标,结合混凝土结构课程教学的特点,重点对混凝土结构的教学内容、教学方法、实践性教学环节等方面进行改革与实践,提高
  文章以本校土木工程专业2013年新设立的创新性课程《结构模型概念与实验》为对象,探讨该课程的教学方式及人才培养模式。文章首先介绍了课程的教学目的、教学基本要求及具
  现阶段高校混凝土结构课程教学过程中教学方法单一,不能充分调动学生主观能动性,并且忽视实践技能的培养,使得高校土木工程专业毕业生不能很好融入实际工作。对于混凝土结构
细胞色素P450是近年来国际学术研究的焦点之一,是非常古老的一类基因超家族,包括一大家族催化一系列小分子混合物的酶。细胞色素P450在植物中有相当重要的作用,不仅参与植物中物
  我院土木工程专业人才培养的定位为工程技术型人才,培养以工程实践型人才为主,兼顾创新实践型和技术实践型人才,各专业课程的教学模式相继有了较大的创新。在新的教学环境下
会议
本文通过对荣华二采区10
  根据军队院校土木工程专业复合型工程技术军官的培养目标和多年的教学改革实践,介绍了《混凝土结构原理》课程建设的思路和方法。以精品课堂建设为切入点,优化教学内容,整合
  针对《钢筋混凝土结构原理》课程的特点、地位、要求和军队院校的特色,课程组围绕教学质量的提升,进行课程教法改革和优化建设,创建了适合该课程的"目标导学法"教学模式。通
  当前教育目标之一就是创新,而土木工程专业因为其特殊性,需要教师在课堂和实践环节中进行研究型教学的引入,从而达到教育创新的目的。本文结合房屋建筑专业在课堂和实践环节