添加ni粉球磨以及纳米碳复合对非晶态镁基贮氢电极合金电化学性能的影响

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1、浙江人学硕士学位论文摘要本文首先综述了近年来国内外在Mg．Ni系贮氢电极合金方面的研究进展，并在此基础上，确定以非晶态Mg-Ni系合金为研究方向。本文首先熔炼制备了铸态三元合命MgaNio95Sno05，然后通过添加Ni粉进行机械球磨制备了M92Nio95Sno05+Xwt％Ni非晶合金体系，并结合合金的非晶度和颗粒大小，从Ni添加量和球磨条件两个方面对其相结构和电化学性能进行了研究。然后进一步添加炭纳米粉、碳纳米管(CNT)进行机械球磨复合，以期在大容量的基础上获得更好的循环稳定性能。研究结果表明：(1)铸态M92Nio9sSno05合金容量极低，最大放电容量仅为16mAh／g，

2、球磨以后容量仍无明显提高。添加适量的Ni粉球磨，可以显著提高合金容量。随Ni粉添加量z的增加，合金的最大放电容量先增后减，在x=75时达到最大值625．6mAh／g；合金的循环稳定性能不断提高，到x=125时，10次循环后容量的保持率达到最大值70．6％。随着球磨时间f的延长，合金的最大放电容量不断增加，t=-200h时达到670．1mAh／g；合金的循环稳定性先增后减，在t=100h时，10次循环后的容量保持率达到最大值64．7％。微结构分析结果表明，添加Ni粉具有促进镁基合金非晶形成的作用，随着球磨时间延长，合金颗粒变细，非晶度逐渐提高，并达到一稳定值，继续增加球磨时间，则颗粒

3、变大。球磨时间短时，非晶度对电化学性能的影响起主要作用，球磨时间长时，颗粒大小对电化学性能的影响起主要作用。在上述实验结果的基础上，选取球磨200h的M92Nio95Sno05+75％Ni非晶体系作为复合研究对象。(2)添加适量的炭纳米粉可以提高合金的放电容量，但对合金的循环稳定性无促进作用。随着炭纳米粉添加量Y的增加，合金最大放电容量先增后减，y=10时，达到最大值726．8mAh／g；添加少量的炭纳米粉，合金的循环稳定性变化不大，添加量增加以后，合金的循环稳定性出现下降的趋势，到y=20时，10次循环后的容量保持率降低到20％。循环稳定性的下降，可能与炭纳米粉的加入导致合金颗粒

4、间的粘性下降，从而在循环过程中出现的电极片严重掉粉现象有关。(3)添加适量的CNT可以提高合金电极的最大放电容量，改善合金的循环稳定性。随着CNT添加量=的增加，合金电极的最大放电容量先增后减，z=5时，达到最大值750．3mAh／g；合金电极的循环稳定性有所提高，复合物电极经10次循环后的容量保持率都在54％左右，相比原合金的容量保持率要高出13％左右。CNT良好的抗腐蚀、导电性以及氢通道的作用，是合金电化学性能提高的直接原因。浙江大学硕士学位论文关键词：机械合金化、非晶念合金、Mg基合金、炭纳米粉、碳纳米管浙江大学硕士学位论文ABSTRACTInthisthesis，there

5、centresearchanddevelopmentonMgbasedhydrogenstorageelectrodealloyshasbeenreviewed．Onthebasisofthereview．amorphousMg-Nibasedalloysareselectedastheobjectofthisstudy．AmorphousM92Nio95Sn005+Xwt％Nialloyispreparedbyballmillingthemixtureofas．castM92Nio95Sn005andNipowder,theinfluenceofNipowdercontentan

6、dpreparationconditionsonthemicrostructuresandelectrochemicalpropertiesarestudied．Furthermore，theamorphoussystemwhichhasthehighestdishchargecapacity,ischosentobecoatedbycarbonnanopowderandcarbonnanotube(CNT)byballmillingtechniquetogetbettercyclingstability．Themainresultareasfollows：(1)Themaximu

7、mdischargecapacityofas—castMgzNio95Sn005isverylow(only16mAh／g)，andnosignificantimprovementobtainedevenafterballmillingwithoutadditionofNi．Asthecontent(x)ofNiincreases，themaximumdischargecapacityoftheballmilledM92Nio95Sno05+xwt％Nifirstin