隨著社會(huì)的快速發(fā)展,環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻,可充電二次電池在解決化石能源消耗和環(huán)境污染問(wèn)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(zhǎng)的循環(huán)壽命、對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生二次污染、電極材料來(lái)源廣泛且價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)受到關(guān)注。但商業(yè)NiFe電池較低的比容量、能量密度和庫(kù)倫效率限制了其大規(guī)模的應(yīng)用。急需通過(guò)提高其正、負(fù)極的性能來(lái)獲得高性能的NiFe電池。本論文通過(guò)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(fù)合材料,具有高的比容量、低的內(nèi)阻和長(zhǎng)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(fù)合材料和α-Fe₂O₃/碳納米管（CNT）復(fù)合材料,電化學(xué)性能被測(cè)試,反應(yīng)機(jī)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(fù)合材... 

【文章來(lái)源】：江蘇理工學(xué)院江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：63 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

NiFe電池的組成結(jié)構(gòu)

機(jī)/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(biāo)尺eOx/石墨烯的 TEM 圖像，顯示兩種類型在石墨烯上生長(zhǎng)的粒子（標(biāo)尺為 100 nm）典，鎳鐵蓄電池的研發(fā)同樣取得了很大進(jìn)步。SAB-NIFE 公司研發(fā)的 N是作為內(nèi)燃機(jī)、儲(chǔ)備電源和機(jī)車的啟動(dòng)及牽引電源等方面。另外，SAB研發(fā)可作為動(dòng)力電源的 NiFe 電池，并且取得了一定的成果。國(guó)，作為汽車動(dòng)力電源的 NiFe 電池被 VATRTA 公司在 1977 年研發(fā)出對(duì) NiFe 電池的研發(fā)。德國(guó)的 DAUG 公司接管了 VARTA 對(duì) 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(shí)，制備命、充放電效率等方面都有明顯的提高。并且通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) FeS 作為添加

可以在-20℃到 60℃的范圍下使用。南開(kāi)大學(xué)的李東風(fēng)等人[32-34]研究了多種因素對(duì)鐵負(fù)極的影響。研究了電解液中LiOH 的添加比例、鐵負(fù)極中添加劑的以及導(dǎo)電劑的添加比例等對(duì)電極性能的影響，發(fā)現(xiàn)在鐵負(fù)極中添加 Fe 粉的含量在 11.75%-45%之間時(shí)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(fù)合材料，圖 1-3 為 Fe/C 黑納米復(fù)合材料的 SEM 圖及 XRD 圖譜。用其制備的鐵負(fù)極組裝成 NiFe 電池，在 0.8 V-1.65 V 進(jìn)行充電時(shí)，鐵電極達(dá)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(fù)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(lái)開(kāi)發(fā)便攜式可穿戴鎳鐵柔性電池提供了一個(gè)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(xiàn)】：
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(jí)電容器的研究（英文）[J]. 聶志偉,王亞平,張伊放,潘安強(qiáng).  Science China Materials. 2016(04)
[3]鎳鐵電池的工業(yè)應(yīng)用及最新研究進(jìn)展[J]. 姜巍,吳耀明,程勇,王立民.  應(yīng)用化學(xué). 2014(07)
[4]Cu單摻雜和Cu/Al復(fù)合摻雜納米氫氧化鎳的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)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(yīng)用與發(fā)展[J]. 江鵬,于彥東.  中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 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(yīng)機(jī)理和電極制備[J]. 徐艷輝,張倩,王曉琳.  電池工業(yè). 2009(04)
[8]復(fù)合摻雜稀土Ce和Al的α-Ni（OH）2電極材料的性能及作用機(jī)理研究[J]. 劉長(zhǎng)久,宋莎,劉愛(ài)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(guò)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(jìn)展[J]. 張鳳玲.  中國(guó)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(shè)計(jì)及其在電池方面的應(yīng)用[D]. 雷丹妮.湖南大學(xué) 2016

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



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