本文關(guān)鍵詞：碳納米管CVD直接生長技術(shù)在高效能源電池中的應(yīng)用研究　出處：《溫州大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：鎳氫電池(Ni-MH)具有高能量密度、長壽命、無記憶效應(yīng)、無污染等優(yōu)點,在新型能源電池中占有舉足輕重的地位。實驗中經(jīng)常使用濕法涂覆工藝制備鎳氫電池電極,然而這種工藝耗時長,制備繁瑣,在循環(huán)過程中活性物質(zhì)易脫落,會降低電池比容量,縮短電池循環(huán)壽命。因此,本論文的目的就是提高電池的放電比容量和循環(huán)壽命,并降低電池內(nèi)阻。碳納米管(CNT)由于其優(yōu)越的物理化學(xué)性能、導(dǎo)電性,以及極高的比表面積,而被應(yīng)用到各個領(lǐng)域中。目前,制備碳納米管通常有兩種方法,即表面沉積催化層的化學(xué)氣相沉積原位法和將CNT附著到表面的間接法。然而這些方法制備的碳納米管都很難實現(xiàn)與基底的自然結(jié)合,接觸電阻大,導(dǎo)電性能差,附著性不佳。因此,本論文的重點就是制備出與基底強附著的碳納米管,并用于改善鎳氫電池性能。本實驗通過化學(xué)氣相沉積(CVD)技術(shù)直接生長CNT,泡沫鎳基底不需要沉積額外的催化層。將生長了碳納米管的泡沫鎳用作鎳氫電池集流體,通過干粉滾壓技術(shù)制備正負電極,然后將其制備成開口式模擬電池,進行一系列的性能測試。研究表明,通過CVD直接生長工藝,碳納米管可以從泡沫鎳的內(nèi)部長出,像導(dǎo)電橋梁一樣穿插在活性物質(zhì)顆粒之間,增加電極的機械強度,提高電荷轉(zhuǎn)移能力,縮短電荷傳輸路徑,降低電荷轉(zhuǎn)移電阻。此外,碳納米管可以將活性物質(zhì)緊緊地固定到泡沫鎳基底,減緩電池活性物質(zhì)的脫落和內(nèi)阻的增加,延長電池循環(huán)壽命。電池系統(tǒng)A的放電比容量可以達到360.9m Ah/g,比未生長碳納米管的電池B增加了18%,且電荷轉(zhuǎn)移電阻降低約37.5%。與此同時,直接生長碳納米管和添加粘合劑PTFE后,電池的充放電壽命得到大大的提高,經(jīng)過220個充放電循環(huán)次數(shù),其放電比容量僅僅衰減10.8%。由此可見,通過熱CVD技術(shù)直接生長的碳納米管可以大大提高鎳氫電池充放電性能。
【學(xué)位授予單位】：溫州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM912;TB383.1

【共引文獻】

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本文編號：1326677