2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、鎳氫電池作為一種高能量電池,具有容量高、壽命長(zhǎng)、功率大、可快速充放電、無污染等特點(diǎn),已經(jīng)成為競(jìng)爭(zhēng)研究的對(duì)象,并且是二次電池的發(fā)展的重要方向之一。Ni-MH電池的正極是以Ni(OH)2作為電極活性材料,以各種稀土儲(chǔ)氫合金作為負(fù)極電極活性材料,近幾年,由于Ni-MH電池的負(fù)極活性材料稀土儲(chǔ)氫合金的發(fā)展越來越迅速,負(fù)極的容量在很大程度上被提高,如今已經(jīng)達(dá)到了1600mAh·g-1,然而作為正極材料的β-Ni(OH)2理論容量只有289.4mA

2、h·g-1,因此正極材料嚴(yán)重制約了鎳氫電池容量的提高。
  本論文針對(duì)鎳氫電池正極材料的發(fā)展現(xiàn)狀和存在的問題,以及還原石墨烯在電極材料中的應(yīng)用,對(duì)鎳氫電池正極材料的合成方法進(jìn)行了改進(jìn),著重研究了以碳材料還原石墨烯為基體復(fù)合氫氧化鎳電極材料的制備方法,并通過改變氧化石墨與氫氧化鎳質(zhì)量比、水熱反應(yīng)溫度、沉淀劑和還原劑一系列因素,探究其對(duì) Ni(OH)2/RGO復(fù)合材料電化學(xué)性能的影響。
  首先采用Hummers方法,以石墨粉為

3、原料制備出了氧化程度較高、結(jié)構(gòu)較規(guī)整且易于在水中發(fā)生溶脹而層離的氧化石墨(GO),然后將GO超生分離于去離子水中,能夠得到分散比較均勻的褐色氧化石墨烯的懸濁液。
  以氧化石墨和六水合硝酸鎳為原料,用化學(xué)沉淀法使氫氧化鎳與氧化石墨烯進(jìn)行復(fù)合,再以水合肼為還原劑水熱還原氧化石墨,成功制備了Ni(OH)2/RGO復(fù)合材料。并研究了GO與Ni(OH)2不同比例時(shí),Ni(OH)2/RGO復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能受到怎樣的影響。然后測(cè)試復(fù)合材料

4、的電化學(xué)性能,得到當(dāng)GO與Ni(OH)2質(zhì)量比為1:8時(shí)所得的放電比容量最大,在0.2C倍率下高達(dá)348.5mAh·g-1,在10C的大倍率充放電下也能夠達(dá)到257.7mAh·g-1,并且循環(huán)性能優(yōu)異。
  最后探究性的設(shè)計(jì)了三水平四因子正交試驗(yàn),對(duì)不同反應(yīng)溫度、氧化石墨與氫氧化鎳不同質(zhì)量比、不同沉淀劑、氧化石墨不同還原劑四個(gè)影響因素進(jìn)行了詳細(xì)的分析。試驗(yàn)結(jié)果表明,四因子按著還原劑、沉淀劑、質(zhì)量比、溫度的順序影響復(fù)合材料的放電比容

5、量。當(dāng)水熱反應(yīng)溫度為100℃、質(zhì)量比選擇1:12、沉淀劑為尿素、還原劑為硼氫化鈉時(shí),得到α/β-Ni(OH)2/RGO復(fù)合材料,其在0.2C倍率下放電比容量為388.9mAh·g-1;當(dāng)水熱反應(yīng)溫度為100℃、質(zhì)量比為1:8、沉淀劑為氨水、還原劑為二氧化硫脲時(shí),得到β-Ni(OH)2/RGO復(fù)合材料在0.2C倍率下放電比容量高達(dá)341mAh·g-1,而且10C放電倍率下仍能達(dá)到242.2mAh·g-1。循環(huán)伏安測(cè)試表明, Ni(OH)2

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