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纳米复合储氢材料的研究.pdf

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第年卷专辑电乡也, 月, 纳米复合储氢材料的研究 陈东‘,陈廉‘,吴锋,俗敏‘,陈德敏‘,成会明‘ , 中国科学院金属研究所,迁宁沈阳国家高技术绿色材朴发展中心,北京 摘要采用球磨复合加高温烧结处理及机械复合加高温烧结处理两种方法制备了纳米复合材料,。 场吻。,。一二,。、一分析结果表明,和的复合储氮材料均是由 型立方结构的一相和密排六方结构的纯构成,未发现两相之间的合金化效应。复合材料中的残 和都属于纳米晶体。电化学性能浏试结果表明,复合材料电极的最大放电容童为二二,而 的最大放电容为。在高倍率下,电极的容童衰减率明显小于电极。 电极的高倍率放电性能最好。电化学动力学特性是当高倍率放电时,电极反应控制步骤以电荷传输控 为主但氏一电极的反应特性却是电荷传输控制和氮扩散控制的联合协同作用,表现有高倍率放电容童。 因此新型纳米复合储氮材料既适用于高能圣型动力电池更适合高功率型动力电池。 关键词纳米复合储互材料高倍率放电性能动力学特性 中图分类号,文献标识码文章编号一一一 ‘,‘,扩 ,一,一 , 。七,,。,, 从之艺一了飞‘八,, 。。。,吻一, 邓一一 一一一 ,,连 , , ,一 ,,。。, 岛一。一 ,, 一一 。 作者简介 陈东一,男,江苏丹阳人,中国科学院金属研究所博士研究生,研究方向氮能与材料 陈康一,男,江苏丹阳人,中国科学院金属研究所研究员,研究方向能源与材料 吴锋一,男,北京人,国家高技术绿色材料发展中心教授,研究方向镶氮动力电池与绿色材杆 格敏一,女,辽宁沈阳人,中国科学院金属研究所工程师,研究方向储氢材料 陈德敏一,男,辽宁人,中国科学院金属研究所副研究员,研究方向电化学与材料 成会明一,男,江西人,中国科学院金属研究所研究员,研究方向碳纳米材料与储能材料。 墓金项目国家计划资助项目一一和资助项目 ©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net ©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net 电乡也 第卷 ,计算公式。一一。,一放电容量。在低倍率时,电极容量衰减 吻」,这可能是复合材料中的催化作用所致〔一〕。复合率高于电极在高倍率时,电极容量衰减得 ,。, 材料一不仅活化性能好而且放电容量也最高很快但容量衰减率却明显降低可见材料适用于 , 。高能量型动力电池而材料则可适用于高功率型 动力电池。 复合材料电化学动力学特性 ︸ ︸ ‘州产︸﹄︸ 之一乡甲已︸井闷崎一, 玉对于复合储氢材料电极反应的动力学特性受到如下因素 ‘“ 的计算值影响〔〕①氢气在固液界面上的分解速率②氢原子渗透界面 回的能力③氢原子在材料中的扩散和形成氢化物的速率④氢 二 的计值。, 哪算原子从金属氢化物中解离出来的能力由此可见研究材料电 目艺妇汉︵目工﹄川。。们 妇喇, 极反应的吸放氢动力学特性具有很重要的意义它直接关系到 加瑰。 ‘们﹂材山曰工材料电极在超大电流下的充放电性能可归结为材料电极反 应动力学行为主要与氢扩散和电荷传输两大因素密切相关。 图复合材料电极在电流下的放电容量一压甘 地川〔卜竺公把 息一兰怂罗助。﹄ 图是复合材料电极在电流下的放电容量。 杏价 由图中可见,电极容量电极达囚,电极为 叮明显高于月愁电极容量和电极容量 日,而且电极经一次充放电循环都能活化,与 魁合金相当,明显好于纯合金经次充放电循环才能完 狱拍丰飞 全活化。复合材料电极容量随充放电循环次数的增加, 直至次其放电容量几乎保持不变,似乎好于戈。 杏 ‘ 咭‘,阳阴印。门‘孟︼︸ 一二咨︸芝尧。︶ 多呼备韶书翻牙一 铲 分厦自‘月恶胃加心。 笙二葺芝二之拍 产 八 八 二之拍 加百心 以川、 图复合材料在不同放电倍率时第周期的放电曲线 图复合材料电极在电流下的放电容量 于 复合材料的高倍率放电性能 图是复合材料在和电流密度下第一周期的放 。,、 八︺电曲线由图可见在电流密度时和电 曰目、︵ 极的放电平台宽度比电极的大前者电极的初期电位随时 执乃招一踢 间缓慢下降,放电末期的电位急剧下降。表明在低倍率下,反应 班玉一沁 一 玉一汤控制步骤以氢扩散控制为主但场电极却由 。 弘玫氢扩散控制提前转为电荷控制压力平台为左右由 图可知在高倍率时,、电极的放电很快,几乎没 有平台电位急剧下降说明、电极在高倍率放电下电荷传 阳柑‘ 一、,一 一一“一司输控制占主导地位而电极尤其是埃电 一倒极却是电荷传