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目前,Ni/MH电池替代Ni/Cd电池已获得广泛商业化应用。AB5型混合稀土系储氢合金以其较好的电化学性能和性价比,成为应用最广的Ni/MH电池负极材料,但其实际放电容量(300～320 mAh g-1)已接近其理论容量(-348 mAh g-1),进一步提升的空间较小。开发具有储氢容量大、放电动力学性能优良、低成本和无污染的新型负极材料替代传统的LaNi5基储氢合金成为研究的重点。近些年一些Co和Co-X被发现具有较高的放电容量和良好的循环稳定性,但对该方面的研究还不够深入,尤其是电化学反应机理尚有争议。针对上述问题,本论文选取制备简单、表现性能最为优异的Co-B、Co(OH)2和Co-S作为研究对象,研究热处理和复合对这些新型Co-X结构和电化学性能的影响。第一部分热处理对Co-B合金电化学性能影响的研究采用化学还原法和球磨法制备了Co-B合金,并进行了热处理,研究了热处理对Co-B负极材料电化学性能的影响。化学还原法制备的Co-B合金是非晶态的,热处理后,分解为晶态的Co和B,并形成一种B包覆Co的特殊结构。热处理后,合金的电化学容量得到较大提高,80周后的可逆容量仍高达350 mAh g-1左右。球磨法制备的Co-B合金也是非晶态的,热处理后分解为Co和B,放电容量得到提高。第二部分CoB-AB3复合合金的制备与电化学性能的研究本章对La0.8Mg0.2Ni2.4Mn0.10Co0.55Al0.10合金进行了热处理,并研究了热处理对其结构和电化学性能的影响。研究发现热处理减少了合金中的偏析,提高了合金电极的放电容量和循环寿命。在前人研究的基础上,本章充分利用AB3具有高放电容量的优点,采用简单混合法制备了一系列的CoB-x wt.% AB3 (La0.80Mg0.20Ni2.4Mn0.10Co0.55Al0.10)复合合金,提高了CoB合金的电化学性能。研究发现复合合金电极中AB3合金的存在提高了CoB合金的放电容量,从而使得复合合金电极具有比CoB合金电极和AB3合金电极更好的电化性能和循环寿命。第三部分CoB-AB5复合合金的制备与电化学性能的研究用电弧熔炼法制备CoB合金和AB5 (MlNi4.0Al0.3Cu0.5Zn0.2)合金,将二者的粉末直接混合制备了CoB-AB5复合合金,作为负极材料研究了其电化学性质。CoB-AB5复合合金电极表现出比CoB合金电极和AB5合金电极更加优异的电化学性能。在充放电过程中,复合合金中既有CoB的氧化还原反应又有AB5的吸放氢反应,AB5合金的存在提高了CoB合金表面的Co(OH)2/Co之间的转化率,从而提高了CoB合金的放电容量。在复合合金中,AB5合金不但是储氢合金而且充当CoB合金氧化还原反应的催化剂。第四部分S对Co(OH)2负极材料电化学性能影响的研究用共沉淀法制备了S-Co(OH)2复合材料并将其作为Ni/Co电池负极材料来研究。非晶态S的添加提高了Co(OH)2电极的电化学性能。S-Co(OH)2电极的最高放电容量可达413.2 mAh g-1,300周后仍可达340 mAh g-1,远高于无硫Co(OH)2电极。在充放电过程中,S-Co(OH)2电极中非晶态S起了两个作用：一方面是高比表面积的非晶态S的添加提高了Co(OH)2的分散性。另一个方面是电极中非晶态S的溶解造成Co(OH)2之间一些新的空隙,这两个作用都有助于增加Co(OH)2之间的空隙,增加了Co(OH)2与碱液的接触面积,从而提高了Co(OH)2在反应中的转化率,提高了Co(OH)2电极的放电容量。第五部分不同方法制备Co-S负极材料及其电化学性能研究用水热法和溶剂热法制备晶态六方Co-S巢状球和非晶态的Co-S空心球,并提出了各自的形成机理。Co-S巢状球电极的放电容量可达250 mAh g-1左右,循环寿命也很好。