氢氧化镍掺杂氧化石墨烯的制备以及电性能的研究

【摘要】：本文针对镍氢电池正极材料氢氧化镍的发展现状、合成方法；以及石墨烯、氧化石墨烯等类石墨烯的发展现状以及合成方法、存在问题等进行了研究和讨论。着重研究了电解氧化石墨烯和化学氧化石墨烯的制备以及作为掺杂剂与氢氧化镍共沉淀合成复合镍氢电池正极材料的新方法，通过研究得到以下主要结论。 （1）以石墨片为阳极，镍片为负极，二次蒸馏水为电解液，通过电解的方法可以得到分散性较好的氧化石墨乳液。电解法制备的氧化石墨乳液与用Hummers法制备的氧化石墨相比，具有制备简单、分散性好和纯度高以及绿色环保的优点。用水合肼还原得到的氧化石墨烯乳液具有较好的分散性与稳定性。 （2）掺杂电化学氧化石墨烯和Hummers化学法氧化石墨烯的氢氧化镍的结构和形貌仍然与纯氢氧化镍相同，氧化石墨烯以无定型形式嵌入和包覆在氢氧化镍晶粒中。电化学阻抗研究表明：掺杂电解氧化石墨烯的氢氧化镍电极可以降低电荷的迁移电阻和提高离子的扩散速率。充放电实验研究表明；掺杂少量的电解氧化石墨烯的氢氧化镍的电化学性能优良，在0.2C、5C和10C首次放电比容量可以达到326.8mAh/g、206.4mAh/g和179.3mAh/g，显示出了优越的高容量和高倍率性能。