导电高分子聚合物表面处理A2B型贮氢合金电化学性能的影响

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A2B型镁基贮氢合金因其密度小、贮氢量大,资源丰富等优点用作Ni/MH电池的负极材料得到专家学者们的广泛研究。镁金属较为活泼,表面易形成氧化膜造成充放电循环稳定性差、动力学性能差,在碱液中抗侵蚀能力差等缺点。本文研究了化学氧化法制备高分子导电聚合物聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩表面处理Mg1.8Nd0.2Ni贮氢合金电化学性能的影响,通过SEM分析贮氢合金表面形貌,采用电化学测试系统对合金的电化学性能进行测试,主要表征了表面处理对合金充放电过程中表面电荷转移以及体相内氢扩散的影响。研究发现经过表面处理之后合金表面均附着了导电高分子层,聚苯胺表面处理之后使贮氢合金在50次充放电循环内放电容量保持率从77.82%提高到86.31%,但是这种表面处理工艺对合金表面电荷转移形成一定的阻碍作用。表面处理工艺对Mg2Ni系贮氢合金动力学反应迟缓有积极的改善作用,高分子层阻碍了氧原子的渗透,减小体积膨胀,降低了粉化,体相内氢扩散速率明显增加,对合金的抗腐蚀性能有积极作用。使用硅烷偶联剂加强表面处理效果显著,有效的提高合金充放电循环稳定性。其中聚吡咯表面处理贮氢合金容量保持率从77.82%提高到了91.21%。聚噻吩表面处理减小了电荷表面转移阻抗,认为这与聚噻吩的结构性质有关,聚噻吩聚合密度大强度高,形成的集电体对电荷转移有较好的促进作用。
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