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基于大功率镍氢电池用碳纳米复合电极的充放电性能研究与应用

发布时间:2025-04-11    |  【  大    中    小  】  |  【 打印 】 【 关闭 】

(1)课题组创新性地采用具有自主知识产权的稀土合金催化生长碳纳米管技术,结合稀土镍系LaNi5合金和碳纳米管的优点,制备出高放电容量的碳纳米储氢电池负极材料,并且获得了国家发明专利。(2)课题组研究了碳纳米复合储氢负极材料的电化学储氢性能,研究电极制作工艺以及电极成型条件、充放电电流大小、充放电时间等对碳纳米材料的充放电性能的影响。优化出最佳负极制备方法和条件。所研制的碳纳米材料具有高的容量和好的大电流放电性能。在高达1500mA/g放电电流下还仍有320mAh/g的放电容量。该负极材料具有容量大,质量小,碱性电解液中抗腐蚀能力较强,稳定性好的特点。(3)课题组创新性地采用碳纳米材料掺入AB5型储氢合金中制成CNTs-LaNi5电极,通过对复合电极材料的组份的控制,同时优选各种预处理方法来提高碳纳米镍氢电池的电化学储氢性能。在真空热处理下CNTs-LaNi5电极放电容量达到504mAh/g,在氮气氛热处理下CNTs-LaNi5电极放电容量达到519mAh/g,特别是采用Ar气氛热处理方法,研制出放电量达到541mAh/g的纳米碳复合负极材料,材料的最大放电量是进行热处理前的的1.37倍。(4)首次开发了可产业化的纳米碳改性复合储氢电极材料的关键工艺技术,在SC高功率镍氢电池的负极中添加了不同含量的纳米碳材料制成碳纳米复合镍氢电池。并对其容量,大电流放电性能和循环寿命进行研究,特别是所研制的3000mAhSC型圆柱形碳纳米复合镍氢动力电池平均容量3200mAh(1C);能量密度>200Wh/L;最大功率>30W,比功率>500W/kg,功率密度>1800W/L;工作温度-20℃-50℃;循环寿命(2C)可达600次,具有好的大电流放电性能和高的循环寿命。

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