隨著社會的快速發(fā)展,環(huán)境問題日益嚴峻,可充電二次電池在解決化石能源消耗和環(huán)境污染問題方面發(fā)揮著日益重要的作用。NiFe二次電池因具有較高的理論能量密度、長的循環(huán)壽命、對環(huán)境不產(chǎn)生二次污染、電極材料來源廣泛且價格低廉等優(yōu)點受到關(guān)注。但商業(yè)NiFe電池較低的比容量、能量密度和庫倫效率限制了其大規(guī)模的應用。急需通過提高其正、負極的性能來獲得高性能的NiFe電池。本論文通過控制Co在Ni（OH）₂晶格中的摻雜量制備了中間相α-β-Ni（OH）₂/碳納米纖維（CNF）復合材料,具有高的比容量、低的內(nèi)阻和長的循環(huán)穩(wěn)定性。我們也采用不同的方法制備了具有核殼結(jié)構(gòu)的α-Fe₂O₃@C納米復合材料和α-Fe₂O₃/碳納米管（CNT）復合材料,電化學性能被測試,反應機理被提出。用α-β-Ni（OH）₂/CNFs制備的正極和α-Fe₂O₃@C或α-Fe₂O₃/CNT復合材... 

【文章來源】：江蘇理工學院江蘇省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

NiFe電池的組成結(jié)構(gòu)

機/碳雜化材料制備鎳鐵電池的原理圖；(b) FeOx/石墨烯雜化材料的 SEM 圖（標尺eOx/石墨烯的 TEM 圖像，顯示兩種類型在石墨烯上生長的粒子（標尺為 100 nm）典，鎳鐵蓄電池的研發(fā)同樣取得了很大進步。SAB-NIFE 公司研發(fā)的 N是作為內(nèi)燃機、儲備電源和機車的啟動及牽引電源等方面。另外，SAB研發(fā)可作為動力電源的 NiFe 電池，并且取得了一定的成果。國，作為汽車動力電源的 NiFe 電池被 VATRTA 公司在 1977 年研發(fā)出對 NiFe 電池的研發(fā)。德國的 DAUG 公司接管了 VARTA 對 NiFe 電池的得了一定的成果。所研發(fā)的 NiFe 電池放電了 50%后，仍在 80 W·kg-1了 30 秒。本和印度，日本的 Bui Thi Hang 等人[29-30]研究了 K2S、Bi2S、FeS 等硫米氧化鐵電極的影響, 研究發(fā)現(xiàn)硫化物質(zhì)作為鐵電極的添加劑時，制備命、充放電效率等方面都有明顯的提高。并且通過實驗發(fā)現(xiàn) FeS 作為添加

可以在-20℃到 60℃的范圍下使用。南開大學的李東風等人[32-34]研究了多種因素對鐵負極的影響。研究了電解液中LiOH 的添加比例、鐵負極中添加劑的以及導電劑的添加比例等對電極性能的影響，發(fā)現(xiàn)在鐵負極中添加 Fe 粉的含量在 11.75%-45%之間時充電效率由以前的 60%增加到了84.4%。采用合成的四氧化三鐵作為活性物質(zhì)制備的薄膜式鐵電極具有較高的放電比容量和高倍率性能。Chen-Yu Kao[35]等人將鐵鹽與碳黑混合后加入 NaBH4還原劑制備了Fe/C 黑納米復合材料，圖 1-3 為 Fe/C 黑納米復合材料的 SEM 圖及 XRD 圖譜。用其制備的鐵負極組裝成 NiFe 電池，在 0.8 V-1.65 V 進行充電時，鐵電極達到了 600 mAh·g-1的比容量，但壽命較短。Panpan Li、Zhaoyu Jin 等[36]利用在三維納米線支撐的銅網(wǎng)電沉積活性金屬層的方法制備了正負極材料。所組裝成的 NiFe 柔性電池可以提供 185.33Wh·Kg-1的能量密度和 15.93 kW·Kg-1的功率密度，為未來開發(fā)便攜式可穿戴鎳鐵柔性電池提供了一個很好的思路（圖 1-4 為 3D 鐵電極材料的 SEM 圖和 NiFe 柔性電池組裝圖）。ab

【參考文獻】：
期刊論文
[1]圓柱密封鐵鎳堿性蓄電池研制[J]. 閻登明,歐霜輝,余海生,陳偉明.  電源技術(shù). 2016(12)
[2]多層殼結(jié)構(gòu)α-Fe2O3中空微球用作高倍率超級電容器的研究（英文）[J]. 聶志偉,王亞平,張伊放,潘安強.  Science China Materials. 2016(04)
[3]鎳鐵電池的工業(yè)應用及最新研究進展[J]. 姜巍,吳耀明,程勇,王立民.  應用化學. 2014(07)
[4]Cu單摻雜和Cu/Al復合摻雜納米氫氧化鎳的結(jié)構(gòu)和電化學性能(英文)[J]. 包杰,朱燕娟,莊義環(huán),許慶勝,趙汝冬,劉泳林,鐘浩良.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(02)
[5]銅箔在鋰離子二次電池中的應用與發(fā)展[J]. 江鵬,于彥東.  中國有色金屬學報. 2012(12)
[6]超聲波沉淀法制備Y摻雜納米多相Ni（OH）2及其性能研究[J]. 周焯均,朱燕娟,張仲舉,葉賢聰,伍尚改,鄭漢忠,林曉然,包杰.  稀有金屬材料與工程. 2011(07)
[7]氫氧化鎳材料的反應機理和電極制備[J]. 徐艷輝,張倩,王曉琳.  電池工業(yè). 2009(04)
[8]復合摻雜稀土Ce和Al的α-Ni（OH）2電極材料的性能及作用機理研究[J]. 劉長久,宋莎,劉愛芳,李廣燕.  稀有金屬材料與工程. 2009(S1)
[9]覆鈷Ni（OH）2電極在充放電循環(huán)過程中的結(jié)構(gòu)變化[J]. 羅方承,陳啟元,李新海.  電源技術(shù). 2007(08)
[10]冶金方法處理廢舊鎳鎘電池的研究進展[J]. 張鳳玲.  中國資源綜合利用. 2007(06)

博士論文
[1]金屬及金屬氧化物的微納結(jié)構(gòu)設計及其在電池方面的應用[D]. 雷丹妮.湖南大學 2016

碩士論文
[1]添加劑對鐵鎳電池負極性能的影響[D]. 李艷紅.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[2]電極與電解液添加劑對鐵鎳電池負極性能的影響[D]. 尤萬龍.哈爾濱工業(yè)大學 2014



本文編號：2942393