流化床電鍍法制備鎳包覆納米碳纖維的研究.pdf

1、納米碳纖維做為一種新材料具有許多優(yōu)良的性能，在吸波、涂層、儲(chǔ)氫、鋰離子電池等方面有許多應(yīng)用。本文采用流化床電極電鍍法進(jìn)行鎳包覆納米碳纖維粉末的制備研究，制備一種新型復(fù)合材料。考察各因素對(duì)制備鎳包覆納米碳纖維的影響，并測(cè)試其作為鋰離子二次電池負(fù)極的電化學(xué)性能，得出合適的工藝條件。 建立Watts型電解液體系的流化床電極一維數(shù)學(xué)模型，給出了非線性的常微分方程組、邊界條件以及相關(guān)參數(shù)的計(jì)算表達(dá)式；討論了實(shí)驗(yàn)條件下，不同表觀電流密度、不

2、同膨脹率時(shí)，流化床電極內(nèi)的顆粒相和電解質(zhì)液相的電位分布、過電位分布、顆粒表面真實(shí)電流密度分布的特點(diǎn)和規(guī)律。得出，適中的膨脹率和稍大的電流密度才能使流化床電極工作性能穩(wěn)定良好；應(yīng)用準(zhǔn)數(shù)關(guān)系式研究了流化床電極的傳質(zhì)規(guī)律。 以納米碳纖維為原料，采用Watts型鍍液，進(jìn)行了流化床電極電鍍法制備鎳包覆納米碳纖維粉末的工藝研究；通過單因素及正交實(shí)驗(yàn)研究了pH值、Ni2+濃度、電流密度、電鍍溫度、極板材料、電鍍時(shí)間等因素對(duì)能耗、包覆質(zhì)量等的影

3、響，并對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了SEM、XRD觀察和檢測(cè)，給出制備的適宜工藝條件。 以制備的鎳包覆納米碳纖維為鋰離子二次電池的負(fù)極材料，測(cè)試其電化學(xué)性能，綜合初始放電比容量和循環(huán)壽命，得出最佳樣品，其參數(shù)為初次放電比容量為455mAhg-1，不可逆比容量損失321mAhg-1，循環(huán)10次效率為93％；最佳鍍覆工藝條件為Ni2+濃度79.4％，pH值5，電流密度0.04A/cm2，電鍍溫度40℃，電鍍時(shí)間3小時(shí)。 流化床電極電鍍法制備鎳