添加劑對鐵鎳電池負極性能的影響.pdf

1、面對如今新能源電動汽車以及電力設(shè)備的市場需求，由于鐵鎳電池具有高的理論容量、綠色環(huán)保、循環(huán)壽命長、安全、耐濫用、耐過充性能好等優(yōu)勢，在近幾年備受企業(yè)以及高校研究者的關(guān)注及重視。但是對于鐵電極來說，現(xiàn)在仍然存在著電極的鈍化、析氫嚴重等問題。本文從材料的制備方法、電極添加劑、電解液添加劑和優(yōu)化電極性能四個方面進行研究，并取得了一些研究成果。
　　利用沉淀氧化法制備出了納米的Fe3O4材料，其純度較高，顆粒粒徑在20nm左右，電化學(xué)活性

2、較大，在0.1C放電時電極的容量高達250mAh/g。
　　電極中摻5％的三種硫化物（FeS、CuS、NiS）添加劑，發(fā)現(xiàn)摻雜NiS的電極的電化學(xué)性能更優(yōu)異一些。進而對電極進行探究，發(fā)現(xiàn)不論機械摻雜還是復(fù)合NiS的存在都能使得電池的電化學(xué)性能提高，對于機械摻雜電極來說：摻雜10%NiS的電極電化學(xué)性能最好，0.1C放電比容量高達407mAh/g。對復(fù)合電極，發(fā)現(xiàn)復(fù)合5%NiS的Fe3O4/NiS電極具有較優(yōu)的性能，0.1C放電時容

3、量高達500~510mAh/g，1C放電達到300-390mAh/g，并且此電極不易析氫，循環(huán)穩(wěn)定性好，充放電庫侖效率維持在80%以上。電極在靜置5天后開路電壓僅僅衰減了4.1%。
　　研究加入CH3CSNH2、Na2S2O3、Na2S電解液添加劑發(fā)現(xiàn)，添加Na2S2O3的效果最好，0.1C放電比容量能夠達到480~500mAh/g，1C放電，容量在250-290mAh/g左右。向三種復(fù)合電極電解液中加入Na2S2O3，發(fā)現(xiàn)復(fù)合5

4、%NiS的Fe3O4/NiS電極電化學(xué)性能好，在0.1C下的首次放電容量高達700mAh/g。
　　鑒于復(fù)合電極的電化學(xué)性能良好，在此電極的基礎(chǔ)上對電極材料進行了燒結(jié)處理，發(fā)現(xiàn)燒結(jié)僅僅提高了電極的大倍率放電容量和效率。向復(fù)合5%NiS的Fe3O4/NiS復(fù)合材料中分別加入了三種5mass%石墨烯(商業(yè)石墨烯、酸化石墨烯、氧化石墨烯)材料，發(fā)現(xiàn)材料中摻入商業(yè)石墨烯可以使電極的小倍率容量提升2%，同時石墨烯的存在提升了電極的充放電效率