[发明专利]表面包覆还原型氧化石墨烯—金属复合物的储氢合金的制备方法及镍氢电池的负极材料

说明书

本发明提供一种表面包覆还原型氧化石墨烯—金属复合物的储氢合金的制备方法，包括以下步骤：S1、将氧化石墨烯与去离子水以质量比1:2000～50000进行混合，搅拌30～45min，超声30～60min，得到氧化石墨烯溶液；S2、向氧化石墨烯溶液中加入过渡金属盐，得到混合溶液，其中，金属盐溶液的浓度为1～5g/L；S3、将储氢合金粉末加入到混合溶液中，储氢合金粉末与氧化石墨烯的质量比为1000:1～10；S4、向步骤S3含有储氢合金的混合溶液中加入还原剂，并搅拌还原5～24h；S5、抽滤并洗涤，得到表面包覆氧化石墨烯和金属复合物的储氢合金。通过将还原型的氧化石墨烯和金属单质的复合物包覆在储氢合金的表面，增大储氢合金的比表面积，提高储氢合金表面的电催化活性与导电率，从而提高储氢合金的电化学性能。

技术领域

本发明属于表面处理技术领域，涉及一种表面包覆还原型氧化石墨烯—金属复合物的储氢合金的制备方法及镍氢电池的负极材料。

背景技术

镍氢电池具有高容量、大功率、无污染等优点，是当今二次电池重要的发展方向之一。镍氢电池动力学性能改善主要取决于负极材料性能的提高，储氢合金作为主要的负极材料被广泛关注。储氢合金在电极充/放电过程中的电化学吸/放氢性能不仅涉及合金的体相性质，更主要还涉及电极表面的电化学反应和电极/电解液/气体三相界面性质。通过表面修饰改善合金的导电性、电催化活性、氢扩散性能以及耐腐蚀性能等，均有利于提高合金的电化学性能。

石墨烯是一种以sp2杂化碳原子形成的类六环苯单元并无限扩展的二维晶体材料，是目前世界上最薄的材料。石墨烯的特殊结构决定其具有优异的特性，如大的比表面积、高的电子迁移率、较小的质量密度、高的热稳定性和化学惰性。

目前用于储氢合金表面处理的手段有：酸处理、碱处理、氟处理、热处理、表面包覆等。其目的在于通过改变合金的表面组成和形貌来提高储氢合金的导电性、导热性、以及电催化活性和耐腐蚀性能，从而提高电池的电化学性能，推动镍氢电池的发展。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种表面包覆还原型氧化石墨烯—金属复合物的储氢合金的制备方法，通过还原法将还原型的氧化石墨烯和过渡金属单质的复合物包覆在储氢合金的表面，形成还原型氧化石墨烯掺杂的金属镀层，增大储氢合金的比表面积，提高储氢合金表面的电催化活性与导电率，从而提高储氢合金的电化学性能。

本发明是这样实现的：

一种表面包覆还原型氧化石墨烯—金属复合物的储氢合金的制备方法，其包括以下步骤：

S1、将氧化石墨烯与去离子水以质量比1:2000～50000进行混合，搅拌30～45min，超声 30～60min，得到氧化石墨烯溶液；

S2、向氧化石墨烯溶液中加入过渡金属盐，得到混合溶液，其中，金属盐溶液的浓度为1～5g/L；

S3、将储氢合金粉末加入到混合溶液中，储氢合金粉末与氧化石墨烯的质量比为1000:1～10；

S4、向步骤S3含有储氢合金的混合溶液中加入还原剂，并搅拌还原5～24h；

S5、抽滤并洗涤，得到表面包覆氧化石墨烯—金属复合物的储氢合金。

优选的，所述储氢合金为AB₂、AB_3.5、AB₅型储氢合金中的一种，储氢合金粉末的粒度为 100～400目。

优选的，所述过渡金属盐为硫酸铜或硝酸银。

优选的，所述还原剂为抗坏血酸、乙二醇、羟胺、水合肼中的一种，还原剂与氧化石墨烯质量比不小于4:1。

优选的，步骤S5中抽滤到不再有滤液滴下为止。

优选的，搅拌速率为100～200r/min。