添加剂对铁镍电池负极性能的影响

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Dec-87
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面对如今新能源电动汽车以及电力设备的市场需求,由于铁镍电池具有高的理论容量、绿色环保、循环寿命长、安全、耐滥用、耐过充性能好等优势,在近几年备受企业以及高校研究者的关注及重视。但是对于铁电极来说,现在仍然存在着电极的钝化、析氢严重等问题。本文从材料的制备方法、电极添加剂、电解液添加剂和优化电极性能四个方面进行研究,并取得了一些研究成果。利用沉淀氧化法制备出了纳米的Fe3O4材料,其纯度较高,颗粒粒径在20nm左右,电化学活性较大,在0.1 C放电时电极的容量高达250 mAh/g。电极中掺5%的三种硫化物(FeS、CuS、NiS)添加剂,发现掺杂NiS的电极的电化学性能更优异一些。进而对电极进行探究,发现不论机械掺杂还是复合NiS的存在都能使得电池的电化学性能提高,对于机械掺杂电极来说:掺杂10%NiS的电极电化学性能最好,0.1 C放电比容量高达407 mAh/g。对复合电极,发现复合5%NiS的Fe3O4/NiS电极具有较优的性能,0.1 C放电时容量高达500510 mAh/g,1 C放电达到300-390 mAh/g,并且此电极不易析氢,循环稳定性好,充放电库仑效率维持在80%以上。电极在静置5天后开路电压仅仅衰减了4.1%。研究加入CH3CSNH2、Na2S2O3、Na2S电解液添加剂发现,添加Na2S2O3的效果最好,0.1 C放电比容量能够达到480500 mAh/g,1 C放电,容量在250-290 mAh/g左右。向三种复合电极电解液中加入Na2S2O3,发现复合5%NiS的Fe3O4/NiS电极电化学性能好,在0.1 C下的首次放电容量高达700 mAh/g。鉴于复合电极的电化学性能良好,在此电极的基础上对电极材料进行了烧结处理,发现烧结仅仅提高了电极的大倍率放电容量和效率。向复合5%NiS的Fe3O4/NiS复合材料中分别加入了三种5 mass%石墨烯(商业石墨烯、酸化石墨烯、氧化石墨烯)材料,发现材料中掺入商业石墨烯可以使电极的小倍率容量提升2%,同时石墨烯的存在提升了电极的充放电效率,使得电极的充放电效率在90%以上。
其他文献
硫化氢(H2S)是一种具有臭鸡蛋气味的有毒气体,存在于多种生产过程以及自然界中。H2S可以通过抑制呼吸链而影响中枢神经系统与呼吸系统的活动,是工业生产中仅次于CO的第二大杀手