納米碳管在鎳氫電池負極材料中的應用研究.pdf

1、由于具有一維納米尺度的中空管和高比表面積的結(jié)構(gòu)特點，納米碳管（CNTs）自從1991年被發(fā)現(xiàn)以來，一直是碳材料科學和凝聚態(tài)物理研究的前沿和熱點。納米碳管的獨特結(jié)構(gòu)和性能使之極有可能成為氫能的載體，從而為研究和開發(fā)全新型高性能電池奠定了基礎(chǔ)。 本文利用TEM和XRD對催化熱解法制備的納米碳管進行結(jié)構(gòu)表征。同時采用循環(huán)伏安、計時電位、交流阻抗和Tafel曲線等電化學方法研究其電化學儲氫性能，以及對鎳氫電池負極材料Mm稀土合金電化學性

2、能的改善作用。 循環(huán)伏安測試發(fā)現(xiàn)，納米碳管電極的氧化峰和還原峰電流在開始階段隨循環(huán)次數(shù)的增加而增大，表明其電化學儲氫過程存在一個活化過程； CNTs-Ni電極和純鎳電極的還原峰電位大致相同，而且氧化峰電流和掃描速度具有良好的線性關(guān)系，說明CNTs-Ni電極的電化學儲氫過程正好發(fā)生在鎳的活性點上，并受氫的吸附/氧化過程控制；鎳粉對儲氫量的貢獻較小，主要起催化作用。納米碳管的電化學儲氫容量隨著鎳粉加入量的增加而增大，最高可達575m

3、Ah/g。但CNTs-Ni電極的自放電嚴重，反映出氫與納米碳管之間作用力很弱，很容易發(fā)生氫的逃逸，其電化學儲氫機理可能是物理吸附。 MmNi5和CNTs-MmNi5電極的電化學儲氫也存在一個活化過程，但其循環(huán)伏安行曲線中氫的氧化峰電流與掃描速度的平方根有良好的線性關(guān)系，表明該電極的儲氫過程受氫的擴散步驟控制。納米碳管與鎳氫電池負極材料用Mm稀土合金復合能增大電極的比表面積，從而明顯改善電極的活化性能，減少了活化所需的循環(huán)次數(shù)。而