微波反應(yīng)合成Ni(OH)2-RGO復(fù)合材料及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、能源危機(jī)與環(huán)保壓力促使了清潔節(jié)能汽車的快速發(fā)展，鎳氫電池憑借其安全性高、電容量大和可充放電次數(shù)多等優(yōu)勢(shì)成為目前使用普遍的綠色環(huán)保的二次電池之一，在綠色交通設(shè)備如電動(dòng)汽車上具有廣闊的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的鎳氫電池的正極材料為β-Ni(OH)2，經(jīng)過多年研究，其放電比容量逐漸迫近理論容量289mAh·g-1，進(jìn)一步提升的空間有限。而α-Ni(OH)2由于電子轉(zhuǎn)移數(shù)較高，其理論容量高達(dá)479mAh·g-1，因此日益受到研究者的關(guān)注。但是其在堿性環(huán)境

2、下結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，限制了其進(jìn)一步應(yīng)用。由于石墨烯具有大的比表面積、高的導(dǎo)電性和化學(xué)穩(wěn)定性，常常作為電極材料的優(yōu)良載體來改善氫氧化鎳電極的電化學(xué)性能。
　　本論文針對(duì)鎳氫電池正極材料的發(fā)展現(xiàn)狀，以及石墨烯在電極材料中的應(yīng)用，采用微波法合成氫氧化鎳/還原氧化石墨烯(Ni(OH)2/RGO)復(fù)合材料，用作鎳氫電池正極材料，探討微波功率和反應(yīng)原料配比對(duì)材料相結(jié)構(gòu)、形貌和電化學(xué)性能的影響，得到制備具有高的比容量以及良好的循環(huán)性能與倍率性能復(fù)合材

3、料的最佳工藝條件。
　　采用 Hummers法，以石墨粉為原料制備出了氧化程度較高的氧化石墨(GO)，然后以尿素為沉淀劑，氧化石墨和硝酸鎳為原料，分別以二甲基亞砜、水為溶劑，采用簡(jiǎn)便易行的微波反應(yīng)法成功制備了α-Ni(OH)2/RGO復(fù)合材料。以二甲基亞砜為溶劑時(shí)，研究了不同微波功率、不同比例石墨烯對(duì)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)及性能的影響。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明，當(dāng) GO與氫氧化鎳的質(zhì)量比為1:6時(shí)，復(fù)合材料表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能，在10C放電比

4、容量為230.5mAh·g-1。
　　以水為溶劑時(shí)，研究了不同比例石墨烯對(duì)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能的影響。研究表明，復(fù)合材料中，納米α-Ni(OH)2呈花瓣?duì)睿?GO與氫氧化鎳的質(zhì)量比為1:9時(shí)由于石墨烯的加入，石墨烯和氫氧化鎳的分散性都得以抑制，形成良好結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，放電倍率10C時(shí)放電比容量為247.1mAh·g-1。具有優(yōu)異的大電流放電性能和循環(huán)穩(wěn)定性。
　　以水為溶劑，氨水為沉淀劑，制備的β-Ni(OH)2/RG