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金属硼氢化物具有较高的含氢容量,可以作为优异的储氢介质,但其热稳定性较高限制了其实际应用。添加碳材料可以有效改善金属硼氢化物的储氢性能,这可能归因于纳米化、界面或者C的催化作用等。因此,本文在综述最新研究进展的基础上,选取石墨、单壁纳米碳管、多壁纳米碳管和石墨烯四种不同结构的碳材料,借助粉末X射线衍射(XRD)、X射线能量色散谱仪(EDS)、恒容-压力差Sievert法(PCT)、扫描电子显微镜(TEM)、循环伏安法(CV)、恒流充放电和电化学阻抗谱(EIS)等技术手段,系统研究了原位生成金属硼氢化物与不同碳材料的内在相互作用。并考察了碳材料对金属硼氢化物的储氢性能、以及金属硼氢化物对碳材料储电性能的影响。所得主要研究结果如下:(1)以石墨作为碳源,以LiBH4和KCl为原位反应的反应物,通过添加石墨作为催化剂,通过机械球磨的方法。探究石墨对这类金属卤化物与LiBH4会产生何种影响,通过比较各金属卤化物与Li BH4产物的储氢性能得到石墨的添加在影响原位反应的同时会对材料的储氢性能产生的影响。结果表明碳材料对硼氢化物原位反应有促进作用,并且硼氢化物的储氢能力也得到显著提高。另一方面,硼氢化物的原位反应对碳材料具有解离效应。(2)以石墨粉(Graphite)、单壁纳米碳管(SWCNT)、多壁纳米碳管(MWCNT)、石墨烯(Graphene)作为复合体系的碳源,采用机械球磨的方法制备硼氢化物原位反应体系KCl+LiBH4(下文以B代替)与碳材料质量比例为5:5的复合材料。对材料进行500℃下加热3个小时的热处理得到电极材料。并且通过对碳材料的电化学性能进行研究,探究出硼氢化物与金属卤化物的原位反应能够显著提高碳材料作为锂离子电池负极材料的电化学性能。(3)以石墨作为碳源,以LiBH4和KCl为原位反应的反应物。将这种复合材料制作成锂离子电池的负极材料并通过调节硼氢化物原位反应体系中石墨的相对含量来研究硼氢化物原位反应对石墨电化学性能改善机制。探索出在碳材料和硼氢化物原位反应体系中,G/B=1:9材料的电化学性能最优。即复合体系中碳材料的相对含量越小,复合体系的电化学性能越好。