[发明专利]一种储氢合金与石墨烯复合材料的制备方法

说明书

一种储氢合金与石墨烯复合材料的制备方法，属于电池负极材料制造技术领域。其特征在于，包括以下步骤：向NiCl2·6H2O的溶液中加入KBH4，得到Ni‑B合金；将氧化石墨胶体加热后加入Ni‑B合金，将温度升高至200℃~350℃，降至室温后分离得到纳米级Ni‑B合金；调节pH为碱性，再进行还原反应；进行退火处理，最后利用自上而下法制得HSAs/RGO复合材料。本发明制备的HSAs/3D RGO复合材料具有放电容量高、高倍率放电性能好、电池稳定性高以及电子离子传输速度快的优点。

技术领域

一种储氢合金与石墨烯复合材料的制备方法，属于电池负极材料制造技术领域。

背景技术

目前，镍氢电池的负极材料主要是稀土基ABx型储氢合金，此类合金材料的优点是价格低廉、原料易得、制备简单、活化性能好、寿命长等优点，但是其弊端在于其电池化学容量低，这样就很难满足当前电子产品的需求。近年来人们对于储氢材料进行了大量的研究并取得了一定的成果。

当前负极储氢合金类材料的制备方法主要有机械法、添加剂法、表面处理法。这些方法对于储氢的性能以及提升放电性能方面还存在一些不足，例如机械法易将合金晶型破坏，电镀法不能够准确的控制镀层的厚度。三维石墨烯材料具有比表面积大、导电导热性能好、稳定性高等优点，并且掺杂的Ni-B合金具有良好的储氢功能，因此将二者结合，既能提高负极的导电性能，又具有良好的储氢功能，完全能够满足当代电器产品的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种放电容量高，循环稳定性好的储氢合金与石墨烯复合材料的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该储氢合金与石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）在冰水浴下向NiCl2·6H2O的多元醇类化合物溶液中加入KBH4，搅拌溶解得到Ni-B合金；

2）在惰性气体保护下将氧化石墨胶体加热到42℃~48℃，再将步骤1）制备的Ni-B合金逐渐加入，至全部液体变黑之后将温度升高至200℃~350℃，保温1~2h后，停止加热，降至室温后，将所得物质分离、洗涤、干燥，得到纳米级Ni-B合金；

3）向步骤2）制备的纳米级Ni-B合金中加入氨水调节溶液的pH为碱性，再加入还原剂进行还原反应；

4）还原反应后的纳米级Ni-B合金在氩气和氢气气氛下进行退火处理，退火温度为500℃~900℃，时间为6h~8h；

5）利用自上而下法制得HSAs/RGO复合材料。

本发明提供一种储氢合金（HSAs）与3D石墨烯复合材料（3D RGO）的制备方法。本发明通过多元醇法制备Ni-B合金，结合具有二维多孔结构的石墨烯材料，最后通过简单的自上而下法制备储氢合金与石墨烯复合材料。本发明制备的HSAs/3D RGO复合材料具有放电容量高、高倍率放电性能好、电池稳定性高以及电子离子传输速度快的优点。

在合成Ni-B合金的过程中所涉及到的反应方程式如下所示：

BH4-+H2O=B+OH-+2.5H2 （1）