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作为绿色能源的镍氢电池高效环保，为解决传统能源危机，开发负极材料以提高其储氢性能是关键所在，其中钴基材料凭借其在最大储氢容量、循环稳定性和高密度电流放电性能方面的良好表现成为了研究重点。本文采用高能球磨法制备了钴-硫电极材料并用石墨烯改性Co9S8制得复合材料，测试了电极材料的电化学储氢性能。通过运用X射线衍射分析、扫描电镜和透射电镜等分析测试手段研究了球磨参数对于产物成分、形貌、结构和储氢性能的影响，并通过循环伏安法和XPS初步探讨了电极材料的电化学储氢机理。采用高能球磨法制备出了储氢性能表现优秀的钴-硫电极材料，并研究了球磨转速和配比对于储氢性能的影响。结果表明，在球磨转速为600rpm、钴硫摩尔配比为1：0.5的参数条件下制备出的纯立方相Co9S8电化学储氢性能表现优秀，最大储氢容量可达1.79wt%，循环稳定性好，高电流密度下最大储氢性能可以保持60%以上的水平。进一步采用石墨烯改性球磨制备了Co9S8-石墨烯复合材料，主要研究不同的质量配比对于电极材料储氢性能的影响，发现在球磨转速为400rpm、Co9S8与石墨烯质量比为4：1的条件下复合出的Co9S8-石墨烯电极材料具有最佳的电化学储氢性能，其最大储氢容量可达3.73wt%，与Co9S8相比，提高幅度达1倍以上。此外研究了球磨时间对钴-硫电极材料的影响规律，结果表明产物衍射峰随时间延长得到尖锐和强化，出现了高能晶面，促进了晶化过程。本文采用电化学工作站对Co9S8进行了循环伏安测试，初步研究了钴-硫电极材料的电化学储氢机制。研究结果表明，Co9S8是通过向氢化物和固溶体的转变以及表面吸附来实现储氢的。改性后的Co9S8-石墨烯储氢材料是利用Co9S8向氢化物的转变以及石墨烯的特殊空隙结构来实现储氢的。循环充放电过程中的粉化现象和电解液腐蚀是造成储氢容量下降的主要原因。