用na2co3为模板制备多孔炭片作为Ni(OH)2电极基体VIP免费

文章编号:摇1007鄄8827(2013)02鄄0115鄄06以Na2CO3为模板制备多孔炭片作为Ni(OH)2电极基体陈摇冬1,2,摇程摇杰2,摇文越华2,摇潘军青1,摇杨裕生1,2(1.北京化工大学理学院,北京100029;2.防化研究院,北京,100191)摘摇要:摇以Na2CO3为模板、线性酚醛树脂为碳源,经粉末压制成型、炭化、除去模板制备MPC。制备的MPC电导率为20.4S·cm-1,比表面积约576m2·g-1,具有无序的分级孔结构。将所制MPC作为Ni(OH)2电极基体,以电化学浸渍的方式填充Ni(OH)2,得到MPC鄄Ni(OH)2电极,测得Ni(OH)2比容量可达230mAh·g-1,电极比容量为131mAh·g-1。研究表明,多孔炭片材料作为一种轻质电极基体,可提高氧化镍电极的性能。关键词:摇多孔炭片;模板法;Ni(OH)2电极;基体中图分类号:摇TQ127.1+1文献标识码:摇A收稿日期:2012鄄11鄄24;摇修回日期:2013鄄04鄄04基金项目:国家重点基础研究发展规划(973计划,2010CB227204);国家自然科学基金(50804050).作者简介:陈摇冬(1984-),博士研究生,从事化学电源及其材料研究.E鄄mail:chendong0127@126.comMonolithicporouscarbonpreparedbyNa2CO3templatingasasubstrateforanickelhydroxideelectrodeCHENDong1,2,摇CHENGJie2,摇WENYue鄄hua2,摇PANJun鄄qing1,摇YANGYu鄄sheng1(1.CollegeofScience,BeijingUniversityofChemicalTechnology,Beijing100029,China;2.ResearchInstituteofChemicalDefence,Beijing100191,China)Abstract:摇Monolithicporouscarbon(MPC)wassynthesizedbyatemplatingmethodusingNa2CO3astemplate,novolac鄄typephenolicresinascarbonprecursorandhexamethylenetetramineashardeningagent.Thetemplate,carbonprecursorandhardeninga鄄gentweremechanicallymixedinagrindingmachine,hardenedat150益,crushedintofineparticles,compactedintoadisc,car鄄bonizedat800益andfinallywashedwithdeionizedwatertoformMPC.MPC鄄Ni(OH)2electrodeswerepreparedbyloadingNi(OH)2intotheMPCbycathodicdeposition.TheMPCishierarchicallyporous,hasanelectricconductivityof20.40S·cm-1andaspecificsurfaceareaof576m2·g-1.Charge鄄dischargecharacterizationoftheMPC鄄Ni(OH)2electrodesshowsthatthespecificca鄄pacitiesbasedonactivematerialandthewholeelectrodeare230mAh·g-1and131mAh·g-1,respectively.ThissuggeststhattheMPCisapromisinglightweightmatrixtohostnickelhydroxidetoachieveahighspecificenergyinnickel-basedalkalinebatteries.Keywords:摇Monolithicporouscarbon(MPC);Templatingmethod;Nickelhydroxideelectrode;SubstrateFoundationitem:NationalBasicResearchProgramofChina(973Program,2010CB227204);NationalNaturalScienceFoundationofChina(50804050).Authorintroduction:CHENDong(1984-),Ph.D.candidate,engagedintheresearchofchemicalpowersourcesandtheirmateri鄄als.E鄄mail:chendong0127@126.com1摇前言氢氧化镍(Ni(OH)2)材料由于具有出色的电化学性能,广泛用作多种二次电池的正极材料。但Ni(OH)2是一种电子半导体材料,导电性较差[1]。因此,电池氧化镍电极中导电基体占有较大的比例。导电基体作为活性物质的载体不参加电极反应,从而使电极质量比容量(SCEM,specificcapacityofe鄄lectrodematerial)明显小于活性物质的质量比容量(SCAM,specificcapacityofactivematerial)。传统的烧结镍电极的集流体质量约占电极总质量的60%,而烧结镍的SCAM已非常接近于理论容量289mAh·g-1,但是SCEM约100mAh·g-1,明显低于SCAM[2]。因此,需要发展轻质的高孔隙率的基体材料。目前,泡沫镍[3]和纤维镍[4]作为轻质基体应用于Ni(OH)2电极,可提高SCAM,但存在着充放电过程中形变及活性物质的脱落等问题,影响了电极的寿命。多孔炭材料具有化学稳定性好、导电摇第28卷摇第2期2013年4月新摇型摇炭摇材摇料NEWCARBONMATERIALSVol.28摇No.2Apr.2013摇性好、质量轻、孔隙率高及价格相对低廉等特点,是一种有前途的电极材料[5鄄9]。在此,笔者以Na2CO3为模板,线性酚醛树脂为碳源制备多孔炭片材料(MPC,Monolithicporouscarbon)。将所制,MPC作为Ni(OH)2电极基体,...