掺杂CeO 2 与Ni对Mg 2 Ni储氢合金的结构与电化学性能的影响

发布时间：2024-03-15 02:31

　　Mg₂Ni合金由于其良好的电化学储氢性能而备受关注。Mg₂Ni储氢合金具有充电容量大,充电性能好等优点,作为镍氢电池的负极是极为理想的材料,不足之处是放电条件苛刻,导致放电性能较差,放电容量较低,而且放电循环稳定性也较差,这些不足导致其在电池领域的应用受到极大的限制。因此,改善Mg₂Ni储氢合金的电化学性能是我们目前亟待解决的问题。本文针对合金电化学性能差的问题,提出了一些改善方法,从优化制备工艺与掺杂氧化物以及金属Ni两方面进行研究,并得到了一些有价值的研究成果:(1)掺杂不同的稀土氧化物(CeO₂、La₂O₃与Pr₆O₁₁)于Mg₂Ni储氢合金中并进行球磨,发现稀土氧化物的掺杂不仅提高了合金的最大放电容量,同时还提高了容量保持率。掺杂CeO₂时,合金的改善效果最明显,放电容量最大,为163.58 mAh/g。进一步改善合金的制备工艺(球磨环境、转速、球料比)发现,在...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 储氢材料
    1.3 储氢合金的分类及机理
        1.3.1 储氢合金分类
        1.3.2 储氢合金的动力学储氢机理
        1.3.3 储氢合金的热力学特性
        1.3.4 储氢合金的电化学储氢机理
        1.3.5 储氢合金电极的失效机理
    1.4 Mg₂Ni储氢合金的制备及改性研究
        1.4.1 Mg₂Ni储氢合金的制备方法
        1.4.2 Mg₂Ni储氢合金的改性研究
    1.5 本文研究目的及内容
第二章 实验方法
    2.1 实验材料及电极制备
        2.1.1 实验材料及设备
        2.1.2 电极片制备
    2.2 合金的结构与性能测试
        2.2.1 合金的结构测试
        2.2.2 合金表面形貌测试
        2.2.3 合金表面元素与电子价态测试
        2.2.4 合金电化学性能测试
第三章 掺杂(CeO₂,La₂O₃,Pr₆O₁₁)及制备工艺对Mg₂Ni储氢合金性能的影响
    3.1 Mg₂Ni储氢合金的性能测试
    3.2 掺杂不同氧化物对Mg₂Ni储氢合金性能的影响
        3.2.1 合金的相结构
        3.2.2 合金电极的电化学性能
    3.3 制备工艺对Mg₂Ni+1wt.%CeO₂合金电极电化学性能的影响
        3.3.1 球磨氛围
        3.3.2 球磨机转速
        3.3.3 球料比
    3.4 本章小结
第四章 Mg₂Ni+xwt.%CeO₂+ywt.%Ni合金电极性能的研究
    4.1 Mg₂Ni+xwt.%CeO₂(x=1,3,5,7,9)合金的性能
        4.1.1 合金的相结构
        4.1.2 合金电极的放电容量
        4.1.3 合金电极的放电特性
        4.1.4 合金电极的自放电性能
    4.2 Mg₂Ni+7wt.%CeO₂+ywt%Ni(y=0,5,10,20)储氢合金电极性能的研究
        4.2.1 合金的相结构
        4.2.2 合金电极的放电容量
        4.2.3 合金电极的放电特性
        4.2.4 合金电极的自放电性能
    4.3 本章小结
第五章 Mg₂Ni+7wt.%CeO₂+5wt.%Ni合金电极性能的研究
    5.1 充放电电流对Mg₂Ni+7wt.%CeO₂+5wt.%Ni合金电化学性能的影响
        5.1.1 充电电流对合金电化学性能的影响
        5.1.2 放电电流对合金电化学性能的影响
    5.2 球磨时间对Mg₂Ni+7wt.%CeO₂+5wt.%Ni合金结构、形貌及表面成分的影响
        5.2.1 合金的相结构
        5.2.2 合金颗粒的表面形貌
        5.2.3 合金元素的表面成分
    5.3 球磨时间对Mg₂Ni+7w.t%CeO₂+5wt.%Ni合金电化学性能的影响
        5.3.1 合金电极的放电容量
        5.3.2 合金电极的放电特性
        5.3.3 合金电极的自放电性能
        5.3.4 合金电极的高倍率放电性能
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间完成的学术论文



本文编号：3928416