NiFe电池的构筑及其应用研究
发布时间：2020-12-27 20:01
随着社会的快速发展,环境问题日益严峻,可充电二次电池在解决化石能源消耗和环境污染问题方面发挥着日益重要的作用。NiFe二次电池因具有较高的理论能量密度、长的循环寿命、对环境不产生二次污染、电极材料来源广泛且价格低廉等优点受到关注。但商业NiFe电池较低的比容量、能量密度和库伦效率限制了其大规模的应用。急需通过提高其正、负极的性能来获得高性能的NiFe电池。本论文通过控制Co在Ni（OH）2晶格中的掺杂量制备了中间相α-β-Ni（OH）2/碳纳米纤维（CNF）复合材料,具有高的比容量、低的内阻和长的循环稳定性。我们也采用不同的方法制备了具有核壳结构的α-Fe2O3@C纳米复合材料和α-Fe2O3/碳纳米管（CNT）复合材料,电化学性能被测试,反应机理被提出。用α-β-Ni（OH）2/CNFs制备的正极和α-Fe2O3@C或α-Fe2O3/CNT复合材...
【文章来源】：江苏理工学院江苏省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
NiFe电池的组成结构
机/碳杂化材料制备镍铁电池的原理图；(b) FeOx/石墨烯杂化材料的 SEM 图（标尺eOx/石墨烯的 TEM 图像，显示两种类型在石墨烯上生长的粒子（标尺为 100 nm）典，镍铁蓄电池的研发同样取得了很大进步。SAB-NIFE 公司研发的 N是作为内燃机、储备电源和机车的启动及牵引电源等方面。另外，SAB研发可作为动力电源的 NiFe 电池，并且取得了一定的成果。国，作为汽车动力电源的 NiFe 电池被 VATRTA 公司在 1977 年研发出对 NiFe 电池的研发。德国的 DAUG 公司接管了 VARTA 对 NiFe 电池的得了一定的成果。所研发的 NiFe 电池放电了 50%后，仍在 80 W·kg-1了 30 秒。本和印度，日本的 Bui Thi Hang 等人[29-30]研究了 K2S、Bi2S、FeS 等硫米氧化铁电极的影响, 研究发现硫化物质作为铁电极的添加剂时，制备命、充放电效率等方面都有明显的提高。并且通过实验发现 FeS 作为添加
可以在-20℃到 60℃的范围下使用。南开大学的李东风等人[32-34]研究了多种因素对铁负极的影响。研究了电解液中LiOH 的添加比例、铁负极中添加剂的以及导电剂的添加比例等对电极性能的影响，发现在铁负极中添加 Fe 粉的含量在 11.75%-45%之间时充电效率由以前的 60%增加到了84.4%。采用合成的四氧化三铁作为活性物质制备的薄膜式铁电极具有较高的放电比容量和高倍率性能。Chen-Yu Kao[35]等人将铁盐与碳黑混合后加入 NaBH4还原剂制备了Fe/C 黑纳米复合材料，图 1-3 为 Fe/C 黑纳米复合材料的 SEM 图及 XRD 图谱。用其制备的铁负极组装成 NiFe 电池，在 0.8 V-1.65 V 进行充电时，铁电极达到了 600 mAh·g-1的比容量，但寿命较短。Panpan Li、Zhaoyu Jin 等[36]利用在三维纳米线支撑的铜网电沉积活性金属层的方法制备了正负极材料。所组装成的 NiFe 柔性电池可以提供 185.33Wh·Kg-1的能量密度和 15.93 kW·Kg-1的功率密度，为未来开发便携式可穿戴镍铁柔性电池提供了一个很好的思路（图 1-4 为 3D 铁电极材料的 SEM 图和 NiFe 柔性电池组装图）。ab
【参考文献】：
期刊论文
[1]圆柱密封铁镍碱性蓄电池研制[J]. 阎登明,欧霜辉,余海生,陈伟明. 电源技术. 2016(12)
[2]多层壳结构α-Fe2O3中空微球用作高倍率超级电容器的研究（英文）[J]. 聂志伟,王亚平,张伊放,潘安强. Science China Materials. 2016(04)
[3]镍铁电池的工业应用及最新研究进展[J]. 姜巍,吴耀明,程勇,王立民. 应用化学. 2014(07)
[4]Cu单掺杂和Cu/Al复合掺杂纳米氢氧化镍的结构和电化学性能(英文)[J]. 包杰,朱燕娟,庄义环,许庆胜,赵汝冬,刘泳林,钟浩良. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(02)
[5]铜箔在锂离子二次电池中的应用与发展[J]. 江鹏,于彦东. 中国有色金属学报. 2012(12)
[6]超声波沉淀法制备Y掺杂纳米多相Ni（OH）2及其性能研究[J]. 周焯均,朱燕娟,张仲举,叶贤聪,伍尚改,郑汉忠,林晓然,包杰. 稀有金属材料与工程. 2011(07)
[7]氢氧化镍材料的反应机理和电极制备[J]. 徐艳辉,张倩,王晓琳. 电池工业. 2009(04)
[8]复合掺杂稀土Ce和Al的α-Ni（OH）2电极材料的性能及作用机理研究[J]. 刘长久,宋莎,刘爱芳,李广燕. 稀有金属材料与工程. 2009(S1)
[9]覆钴Ni（OH）2电极在充放电循环过程中的结构变化[J]. 罗方承,陈启元,李新海. 电源技术. 2007(08)
[10]冶金方法处理废旧镍镉电池的研究进展[J]. 张凤玲. 中国资源综合利用. 2007(06)
博士论文
[1]金属及金属氧化物的微纳结构设计及其在电池方面的应用[D]. 雷丹妮.湖南大学 2016
硕士论文
[1]添加剂对铁镍电池负极性能的影响[D]. 李艳红.哈尔滨工业大学 2016
[2]电极与电解液添加剂对铁镍电池负极性能的影响[D]. 尤万龙.哈尔滨工业大学 2014
本文编号：2942393
【文章来源】：江苏理工学院江苏省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
NiFe电池的组成结构
机/碳杂化材料制备镍铁电池的原理图；(b) FeOx/石墨烯杂化材料的 SEM 图（标尺eOx/石墨烯的 TEM 图像，显示两种类型在石墨烯上生长的粒子（标尺为 100 nm）典，镍铁蓄电池的研发同样取得了很大进步。SAB-NIFE 公司研发的 N是作为内燃机、储备电源和机车的启动及牵引电源等方面。另外，SAB研发可作为动力电源的 NiFe 电池，并且取得了一定的成果。国，作为汽车动力电源的 NiFe 电池被 VATRTA 公司在 1977 年研发出对 NiFe 电池的研发。德国的 DAUG 公司接管了 VARTA 对 NiFe 电池的得了一定的成果。所研发的 NiFe 电池放电了 50%后，仍在 80 W·kg-1了 30 秒。本和印度，日本的 Bui Thi Hang 等人[29-30]研究了 K2S、Bi2S、FeS 等硫米氧化铁电极的影响, 研究发现硫化物质作为铁电极的添加剂时，制备命、充放电效率等方面都有明显的提高。并且通过实验发现 FeS 作为添加
可以在-20℃到 60℃的范围下使用。南开大学的李东风等人[32-34]研究了多种因素对铁负极的影响。研究了电解液中LiOH 的添加比例、铁负极中添加剂的以及导电剂的添加比例等对电极性能的影响，发现在铁负极中添加 Fe 粉的含量在 11.75%-45%之间时充电效率由以前的 60%增加到了84.4%。采用合成的四氧化三铁作为活性物质制备的薄膜式铁电极具有较高的放电比容量和高倍率性能。Chen-Yu Kao[35]等人将铁盐与碳黑混合后加入 NaBH4还原剂制备了Fe/C 黑纳米复合材料，图 1-3 为 Fe/C 黑纳米复合材料的 SEM 图及 XRD 图谱。用其制备的铁负极组装成 NiFe 电池，在 0.8 V-1.65 V 进行充电时，铁电极达到了 600 mAh·g-1的比容量，但寿命较短。Panpan Li、Zhaoyu Jin 等[36]利用在三维纳米线支撑的铜网电沉积活性金属层的方法制备了正负极材料。所组装成的 NiFe 柔性电池可以提供 185.33Wh·Kg-1的能量密度和 15.93 kW·Kg-1的功率密度，为未来开发便携式可穿戴镍铁柔性电池提供了一个很好的思路（图 1-4 为 3D 铁电极材料的 SEM 图和 NiFe 柔性电池组装图）。ab
【参考文献】：
期刊论文
[1]圆柱密封铁镍碱性蓄电池研制[J]. 阎登明,欧霜辉,余海生,陈伟明. 电源技术. 2016(12)
[2]多层壳结构α-Fe2O3中空微球用作高倍率超级电容器的研究（英文）[J]. 聂志伟,王亚平,张伊放,潘安强. Science China Materials. 2016(04)
[3]镍铁电池的工业应用及最新研究进展[J]. 姜巍,吴耀明,程勇,王立民. 应用化学. 2014(07)
[4]Cu单掺杂和Cu/Al复合掺杂纳米氢氧化镍的结构和电化学性能(英文)[J]. 包杰,朱燕娟,庄义环,许庆胜,赵汝冬,刘泳林,钟浩良. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(02)
[5]铜箔在锂离子二次电池中的应用与发展[J]. 江鹏,于彦东. 中国有色金属学报. 2012(12)
[6]超声波沉淀法制备Y掺杂纳米多相Ni（OH）2及其性能研究[J]. 周焯均,朱燕娟,张仲举,叶贤聪,伍尚改,郑汉忠,林晓然,包杰. 稀有金属材料与工程. 2011(07)
[7]氢氧化镍材料的反应机理和电极制备[J]. 徐艳辉,张倩,王晓琳. 电池工业. 2009(04)
[8]复合掺杂稀土Ce和Al的α-Ni（OH）2电极材料的性能及作用机理研究[J]. 刘长久,宋莎,刘爱芳,李广燕. 稀有金属材料与工程. 2009(S1)
[9]覆钴Ni（OH）2电极在充放电循环过程中的结构变化[J]. 罗方承,陈启元,李新海. 电源技术. 2007(08)
[10]冶金方法处理废旧镍镉电池的研究进展[J]. 张凤玲. 中国资源综合利用. 2007(06)
博士论文
[1]金属及金属氧化物的微纳结构设计及其在电池方面的应用[D]. 雷丹妮.湖南大学 2016
硕士论文
[1]添加剂对铁镍电池负极性能的影响[D]. 李艳红.哈尔滨工业大学 2016
[2]电极与电解液添加剂对铁镍电池负极性能的影响[D]. 尤万龙.哈尔滨工业大学 2014
本文编号：2942393
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/2942393.html
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