朱瑾予,张纪光,朱云峰,李李泉

(南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京 210009)

纳米CuO原位包覆的Mg2NiH4的电化学性能

朱瑾予,张纪光,朱云峰,李李泉

(南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京 210009)

研究了纳米CuO球磨原位包覆对氢化燃烧合成(HCS)产物Mg2NiH4结构和电化学性能的影响。XRD分析表明:球磨过程中,纳米CuO被Mg2NiH4还原为Cu,包覆于合金表面,提出了球磨原位包覆机制。电化学测试表明:纳米CuO球磨原位包覆提高了镁基合金氢化物电极的抗腐蚀性能,随着CuO添加量的增加和球磨时间的延长,电极的循环稳定性提高,首次放电比容量降低。添加30%CuO球磨40 h的电极,以30 mA/g的电流放电至-0.6 V,首次比容量为146 mAh/g,第10次循环(30 mA/g放电至-0.6 V,300 mA/g充电2 h)的容量保持率为48.6%。

储氢合金; 氢化燃烧合成; 原位包覆; 电化学性能

目前,商业化储氢电极合金主要为AB5型稀土系合金,受实际放电比容量(300～330 mAh/g)的限制,难以满足高能量密度电池的需求。开发高容量、低成本、长寿命的负极材料,是储氢电极材料研究的热点。

以Mg2Ni为代表的A2B型镁基储氢合金具有理论储氢比容量(999 mAh/g)高、资源丰富及价格低廉等优点[1]。Y.F.Zhu等[2]采用氢化燃烧合成(HCS)法一步合成,制备了高活性高纯度的镁基合金氢化物Mg2NiH4,经5 h机械球磨后的产物无需充电,以 30 mA/g的电流放电至-0.6 V(vs.Hg/HgO),首次放电的比容量可达578 mAh/g。Mg在碱液中易氧化、腐蚀,导致合金电极的放电容量衰减迅速,循环寿命与实用化要求尚有较大距离。改善镁基储氢电极合金的循环稳定性的方法主要有:元素取代[3]、表面处理[4]、复合制备[5]及开发新的制备工艺[6]等。……