Ni(OH)2-RGO及其摻雜CNTs復(fù)合材料的制備與電化學(xué)性能的研究.pdf

1、近年來(lái)由于環(huán)境的污染和能源的短缺問(wèn)題使人們?cè)絹?lái)越關(guān)注電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展，所以其供應(yīng)鏈上游的動(dòng)力電池在研發(fā)速度上也不斷加快。鎳氫（Ni/MH）電池是一種廣泛使用的二次電池，具有綠色環(huán)保、安全性高、價(jià)格低廉、放電容量高等優(yōu)良的特性被廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域。Ni/MH電池負(fù)極的容量遠(yuǎn)超過(guò)正極的容量，提高容量的一種有效方法是向正極材料氫氧化鎳（Ni(OH)2）中加入導(dǎo)電劑或添加劑。
　　本論文在總結(jié)了相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，分別以石墨烯和石墨烯

2、/碳納米管（CNTs）作為導(dǎo)電劑，合成了Ni(OH)2/還原氧化石墨烯（RGO）二元復(fù)合材料和Ni(OH)2/RGO/CNTs三元復(fù)合材料，并分析了合成材料的微觀結(jié)構(gòu)、形貌及其電化學(xué)性能。
　　采用改進(jìn)的Hummers法制備氧化石墨（GO）。采用化學(xué)沉淀-回流法制備N(xiāo)i(OH)2/RGO復(fù)合材料，研究了不同NH3·H2O濃度和不同GO和Ni(OH)2的質(zhì)量比對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)、形貌和電化學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明：所制備的復(fù)合材料為β

3、-Ni(OH)2納米片與RGO片相互插層的結(jié)構(gòu)，片層薄并且分散均勻，有效抑制了RGO的團(tuán)聚，當(dāng)合成條件NH3·H2O濃度為3mol/L、GO:Ni(OH)2=1:8時(shí)，復(fù)合電極在充電倍率為0.2C時(shí)的放電比容量高達(dá)334.9mAh/g，在5C時(shí)的放電比容量為260.2mAh/g，仍能保持β-Ni(OH)2的理論放電比容量（289.0mAh/g）的90%，呈現(xiàn)出較好的倍率性能。
　　通過(guò)正交試驗(yàn)分析了反應(yīng)物質(zhì)的配比、反應(yīng)時(shí)間以及反應(yīng)

4、溫度三種因素對(duì)Ni(OH)2/RGO/CNTs復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、形貌和電化學(xué)性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明最佳工藝條件為：GO:CNTs=10:3（質(zhì)量比）、反應(yīng)時(shí)間24h、反應(yīng)溫度120℃，該條件所制備的三元復(fù)合材料具有大的比表面積和三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在充電倍率為0.2C時(shí)的放電比容量為362.8mAh/g，5C時(shí)的放電比容量為286.2mAh/g，這表明RGO/CNTs協(xié)同的作用有效提高了電極材料的導(dǎo)電性和活性物質(zhì)的利用率，最終提升了復(fù)合材料的