熔体旋淬Ml(NiCoMnAl)_5贮氢合金的微结构与电化学行为

研究了熔体旋淬和常规熔铸Ml(NiCoMnAl) 5贮氢合金的微结构和电化学行为。SEM和XRD分析表明 ,熔体旋淬合金由细小的柱状晶组成 ,它们的晶体结构与铸态一样 ,都为CaCu5型六方晶体结构。电化学测试表明 ,旋淬态合金电极初始容量较高 (>2 10mA·h/ g) ,经 1～ 2次循环就可达到最大放电容量。旋淬速度为 10m/s的合金电极的放电容量 (2 94mA·h/g)稍高于铸态合金电极的容量 ,所有旋淬态合金电极充放电循环稳定性皆优于铸态合金。在 6 0 0mA/ g电流质量密度下 ,旋淬速度为 10m/s的合金电极具有较好的高倍率充放电能力 ,但随着循环次数的增加 ,其容量稳定性稍次于旋淬速度为 2 5m/s和 40m/s的合金电极。     

La-Mg-Ni系AB3型贮氢电极合金的相结构与电化学性能

XRDRietveld分析显示,LaxMg3-xNi9(x=1.0-2.3)均由六方PuNi3型结构的主相及少量LaNi5及MgNi2杂相组成,主相的晶胞参数随x的增加而线性增大.合金的氢化物仍保持PuNi3型结构,但其晶胞体积有较大的膨胀.电化学测试表明,随x增加,合金的最大放电容量由88.3(x=1.0)逐渐增大到397.5mA·h/g(x=2.0),然后又降低到230mA·h/g(x=2.3).对放电容量超过348mA·h/g的合金(x=1.7-2.2),在放电电流i=400-1200mA/g的条件下,合金的高倍率放电性能(HRD)均随x增加而有不同程度的降低.HRD的缓慢降低主要与合金电极进行电荷迁移反应时的电催化活性的逐渐降低有关,而在x＞2.0时,HRD的快速降低与氢在合金中的扩散速率明显降低有关,上述合金经100次循环后合金的容量保持率为55.7%-62.9%,容量衰退较快与循环过程中La和Mg的氧化腐蚀以及合金较大的吸氢体积膨胀率有关.     

退火对(La_(0.8)Nd_(0.2))_2Mg(Ni_(0.8-x)Co_(0.1)Mn_(0.1)Al_x)_9合金储氢性能的影响

(La0.8Nd0.2)2Mg(Ni0.8-xCo0.1Mn0.1Alx)9(x=0~0.15)系列合金经退火处理,合金电极具有较好的活化性能,经1~4次充放电循环就可达到最大放电容量,合金电极的最大放电容量Cmax得到提高,最大值为399.2 mA·h/g(x=0)。并随着Al替代量的增加,合金电极的吸放氢平台压降低,而吸氢滞后增大。同时,退火处理能明显改善合金电极的循环稳定性,经60次充放电循环后,合金电极的容量保持率(S60)最大值为76.7%(x=0.1)。     

磁热处理对La—Mg—Ni-Co合金微结构与电化学性能的影响

考察La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5合金分别在铸态、热处理及磁热处理3种状态下的微结构及其电化学性能.通过XRD衍射及SEM分析贮氢合金的物相组成和电极合金循环后的形貌,研究Co部分替代Ni以及有无外加磁场下热处理对合金微结构与电化学性能的作用规律.结果表明:经Co部分取代的La-Mg-Ni铸态合金经过50次循环后,放电容量保持率从64.46%提高到74.80%;经磁热处理后,La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5合金的最大放电容量为324.80mA·h/g,较常规热处理合金的容量提高了10.59%,放电容量保持率为83.07%,其放电平台更为宽广且平坦:磁热处理的引入进一步降低贮氢合金电极的极化电阻,改善合金电极动力学性能.     

稀土元素对La0.8 Mg0.2 Ni2.8 Co0.6 储氢合金性能的影响

以La0.8Mg0.2Ni2.8Co0.6合金为基材,采用感应熔炼法制得以Ce,Pr,Nd部分替代La的系列储氢合金。3种稀土元素的加入对合金的组织没有本质的影响。与La0.8Mg0.2Ni2.8Co0.6的相组成相似,新合金也是在主相LaNi5中含有LaNi3第二相,且随着Ce,Pr,Nd替换量的增多,LaNi3相所占比例升高。在La0.8-xRExMg0.2Ni2.8Co0.6合金中,当Pr替换至x=0.2时,新合金基本保持La0.8Mg0.2Ni2.8Co0.6的放电容量375mA·h/g;其他添加比例及添加元素都在一定程度上降低了新合金的放电容量。加入Ce和Pr普遍提高放电电位,而Nd对放电电位的影响不大。La0.8Mg0.2Ni2.8Co0.6的容量衰减速率为1.07mA·h/(g·cycle),当Ce,Pr,Nd分别替换至x=0.3,0.6,0.6时,新合金的容量衰减速率依次降低到0.566,0.625,0.453mA·h/(g·cycle),循环稳定性有了很大提高。     

非平衡态Ti_(2-x)Mg_xNi合金的电化学储氢性能（英文）

采用机械球磨法制备非晶态的Ti_(2-x)Mg_xNi(x=0-0.3)合金粉末。通过充放电测试、线性极化和电位阶跃等方法研究非平衡态Ti_(2-x)Mg_xNi(x=0-0.3)合金热处理前后的电化学储氢性能。结果表明:热处理后Ti_(2-x)Mg_xNi合金的最大放电容量高达275.3 mA·h/g,比非晶态的Ti_(2-x)Mg_xNi合金的放电容量高100 mA·h/g。Ti_(1.9)Mg_(0.1)Ni合金的循环稳定性最好,经30次循环后的容量保持在210 mA·h/g。经过热处理的Ti_(1.9)Mg_(0.1)Ni合金的交换电流密度从101.1 mA/g增大到203.3 mA/g,氢扩散系数从3.20×10~(-11)cm~2/s增大到2.70×10~(-10)cm~2/s,表明热处理明显促进了电极的电子转移和氢扩散过程,从而提高了Ti_(2-x)Mg_xNi合金的电化学储氢性能。     

磁热处理对La-Mg-Ni-Cu合金相结构与电化学性能的影响

考察了La0.67Mg0.33Ni2.5Cu0.5合金分别在铸态、热处理后及磁热处理后3种状态下的相结构及其电化学性能.并通过XRD分析合金物相组成及SEM观察合金组织形貌,研究了Cu部分取代Ni以及有无外加磁场下热处理对合金相结构与电化学性能的作用规律.结果表明,La0.67Mg0.33Ni2.5Cu0.5铸态合金经过50次循环后,放电容量保持率从64.40%提高到72.44%;经磁热处理的La0.67Mg0.33Ni2.5Cu0.5合金最大放电容量为328.2 mAh/g,较常规热处理合金的容量提高了31.51%, 50次循环后的容量保持率为75.89%.其放电平台更为宽广且平坦;极限电流显著增大,氢在合金体相中的扩散速度加快.     

La0.8-χREχMg0.2Ni3.2CO0.6储氢合金的结构及电化学性能

通过感应容炼制备了La0.8-xREMg0.2Ni3.2Co0.6(RE=Sm,Dy,0≤x≤0.3)合金.采用X射线衍射分析了该合金的晶体结构,并研究了其电化学性能.结果表明该合金是由LaNi5主相和LaNi3第二相构成;随着Sm(Dy)取代La量的增加,合金主相单胞体积线性收缩,合金储氢量和放电容量减小,当Sm(Dy)取代量分别为0.1、0.2、0.3时,合金容量由380 mA·h/g分别减小到370(362)、355(334)、329(295)mA·h/g,但高倍率放电能力和循环稳定性得到改善,100次循环后的容量损失率由20%分别降低到18%(17%)、16%(14%)、13%(11%).     

利用表面修饰提高AB5型贮氢电极性能

贮氢合金的表面性质对于它的电化学应用十分重要.AB5病型贮氢合金虽然具有活化性能好,容量在260mA·h/g～320mA·h/g是目前生产MH-Ni电池负极的主干材料.但是AB5,型贮氢合金在反复充放电过程中抗氧化和抗粉化的能力很差,导致放电容量的迅速降低.综述和比较了近年来对AB5,型贮氢合金表面处理的研究情况,分析了表面与电极性能的关系.     

镁基汽车电池合金的锻造工艺及组织性能

采用不同温度进行了Mg1.8Al0.2Ni镁基电池合金的多向等温锻造工艺试验,并与锻造前的合金进行了显微组织、耐腐蚀性能和充放电循环稳定性的对比分析。结果表明:多向等温锻造工艺明显细化了合金晶粒,显著提高了合金的耐腐蚀性能和充放电循环稳定性;随着锻造温度从350℃增至450℃,Mg1.8Al0.2Ni镁基电池合金的内部组织先细化、后粗化,合金的耐腐蚀性能和充放电循环稳定性均先提高、后下降;与锻造前的合金相比,经350℃多向等温锻造后,Mg1.8Al0.2Ni镁基电池合金的腐蚀电位正移了32 mV,充放电循环20次后放电容量保持率增大了21%,合金的耐腐蚀性能和充放电循环稳定性均得到了显著提高。     

保压时间对储氢合金电极电化学性能的影响

在不同保压时间下制备Mm0.3Ml0.7Ni3.55Co0.75Mn0.4Al0.3储氢合金电极,研究保压时间对合金电极的活化性能、最大放电容量、放电特性和循环稳定性的影响规律和机制。结果表明,保压时间对合金电极的活化性能基本无影响。合金电极的其它电化学性能随保压时间的增加均呈现出先变好后变坏的变化规律,保压时间为15min时,合金展示了最佳的综合电化学性能,电化学性能的改善主要归因于合金电极的电荷转移速度加速和内阻减小。     

保压时间对储氢合金电极电化学性能的影响

在不同保压时间下制备了Mm0.3Ml0.7Ni3.55Co0.75Mn0.4Al0.3储氢合金电极,研究了保压时间对合金电极的活化性能、最大放电容量、放电特性和循环稳定性的影响规律和机制。结果表明,保压时间对合金电极的活化性能基本无影响,而合金电极的其他电化学性能随着保压时间的增大均呈现出先变好后变坏的变化规律,保压时间为15min时,合金展示了最佳的综合电化学性能,电化学性能的改善主要归因于合金电极的电荷转移速度加速和内阻减小。     

热处理温度对AB_5型MlNi3.60Co0.85Mn0.40Al0.15贮氢电极合金微结构和电化学性能的影响

研究了铸态及经加热温度为 12 73～ 13 73K、保温时间 8h和水冷处理后AB5型MlNi3 .60Co 0 .85Mn0 .4 0Al0 .15贮氢电极合金的微结构和电化学性能。结果表明 :铸态合金的显微组织为典型的树枝晶结构 ,经 12 73K处理后合金的显微组织仍为树枝晶 ,但树枝结构不明显 ,经 13 73K处理后合金的显微组织为柱状晶 ;与铸态合金相比 ,经 12 73K处理后合金的活化性能降低 ,电化学容量和高倍率放电性能基本保持不变 ,循环寿命改善 ;经 13 73K处理的合金活化性能降低 ,电化学容量明显减小 ,高倍率放电性能降低 ,循环寿命显著改善。热处理引起合金电化学性能的变化与合金的微结构的改变有关     

Effects of Mm(NiCoAlMn)_5 hydrogen storage alloy coated with Ni-Co-P alloy by electroless plating on electrochemical properties of hydride electrodes

1　INTRODUCTIONNickel metalhydride (MH Ni)rechargeablebatterieswithhydrogenstoragealloysasthenegativeelectrodematerialhaveattractedincreasingattentionsbecauseofseveralinherentadvantages[16 ] .Sofar ,manymulti component,mischmetal based ,hydro gen storagealloyshavebeendevelopedtomeetthere quirementofhighcyclinglife ;theseincludesubstitu tionofthenickelbyMn ,CoandAl[7] .Thecomposi tionofthealloyisimportant ,andtheeffectsofsur facecompositionandmorphologyarealsosignificant.Micro encapsulat…     

Effects of compaction pressure on the electrochemical properties of Mm0.3Ml0.7Ni3.55Co0.75Mn0.4Al0.3 metal hydride electrodes

In this work, the negative electrodes of the nickel-metal hydride rechargeable batteries were prepared at different compaction pressures. The maximum discharge capacities and cycle stabilities of the electrodes were measured by means of electrochemical method. The crystal structures and surface morphologies of the alloys were intensively studied by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) combined with energy-dispersive spectrometry (EDS), respectively. Based on these observations, the effects of compaction pressure on the electrochemical properties of the electrodes were systematically investigated. The results showed that the electrode prepared at a compaction pressure of 25 MPa exhibited the best discharge capacity and better cycle stability.     

氧化物—空气半燃料电池用贮氢合金电极的烧结制备及其电化学特性

研究了应用在空气－氢化物半燃料电池上的制备配套金属氢化物厚型电极烧结技术，将贮氢合金与细镍粉和一定的添加剂形成浆料涂覆在泡沫镍基体，测试不同烧结参数对贮氢合金电极的电化学性能的影响，烧结电极合金的电化学活化特性和高倍率放电能力与传统的粘结式电极有较大的提高，为设计适合电动车用高能量密度空气－氢化物燃料电池，分别选用冲孔镍箔带，冲孔铜箔带和铜编织网作为集流体进行比较实验。结果表明，选定冲孔铜箔带是适宜于设计空气－氢化物燃料电池用厚型氢化物电极。     

Investigating the recycling of nickel hydride battery scrap

New nickel hydride alloys have been developed to replace the cadmium-containing negative electrodes of nickel-cadmium batteries. The new, cadmium free alloys promise enhanced electrochemical properties as well as reduced environmental toxicity. Rechargeable batteries using nickel hydride electrodes are strong candidates for electric vehicle applications. The U.S. Bureau of Mines is investigating hydrometallurgical technology that separates and recovers purified metallic components present in nickel hydride battery scrap. A preliminary investigation of acid dissolution and metal recovery techniques using whole batteries and electrode rolls has shown potential options that will allow the successful recycling of much of the battery fabrication scrap.     

热处理对LPC（NiCOAlMn）5.0贮氢合金电化学性能的影响

研究了673，1173，1373K热处理对贮氢合金活化性能，放电容量以及高倍率放电等电化学性能的影响。结果表明：1173，1373K热处理后，合金充放电循环稳定性及高倍率放电性能得到改善；其中1173K热处理合金的在0．4C充放电时最大放电容量与铸态合金相比没有下降，而循环稳定性及高倍率放电性能有明显的改善，具有优良的综合电化学性能。     

粘结材料及混合比例对Mg—Ni非晶合金电极电化学性能的影响

研究了不同的粘结剂材料及混合比例对镁镍非晶合金电极化学性能的影响。实验结果表明：铜粉和镍粉作为粘结材料时,材料种类及其比例的影响差别不大;分析认为是镍和铜本身的耐蚀性能、内阻的大小以及催化特性综合作用的结果。综合考虑以铜粉作为粘结剂且以2：1的比例混合时,效果较好。当钴粉作为粘结剂材料时,非晶合金电极的容量及循环稳定性大大改善,这可归因于钴本身具有一定的贮氢容量和在电解液中较稿的耐蚀能力。     

退火处理对La1．5Mg0．5Ni7．0贮氢合金相结构和电化学性能的影响

研究了退火温度对A287型La1.5Mg0.5Ni7.0合金的相结构和电化学性能的影响。结果表明：铸态合金由LaNi，相、LaMgNi4相、（La，Mg）Ni3相以及Gd2Co7型相组成，退火处理后，合金由Gd2Co7型相、Ce2Ni7型相和PuNi3型（La，Mg）Ni3相组成：随着退火温度升高，PuNi3型相的丰度减小，ce2Ni7型相的丰度增加，（La，Mg）Ni3相的a轴参数、c轴参数和晶胞体积均增大；经1073K保温24h退火后，合金电极具有最高的放电容量（391．2mAh／g），退火温度升高，合金的最大放电容量略有降低：合金电极的循环稳定性随着退火温度的升高不断提高，在1173K时合金电极经150次循环后其电极容量保持率C150／Cmax=82％；合金的高倍率放电性能（HRD）随退火温度升高略有增加，在1173K时，合金电极的HRD最好（HRD900=89．0％）；交换电流密度I0、极限电流密度I1及氢扩散系数D随着退火温度的升高而增大。