Al效应对LaNi5-xAlx系合金贮氢性能的影响

测定了LaNi5-xAlx(x=0，0．1，0．2，0．3)系合金在吸放氢过程中的贮氢性能。结果表明，贮氢容量随合金中Al含量的增加而降低，平台压力和热力学焓变和熵变随合金中Al含量的增加而降低，合金形成氢化物的稳定性增强；LaNi5-xAlx系合金在吸放氢过程中的平台压力存在一定的差异，即滞后现象，滞后系数随合金中Al含量的增加而降低，这是LaNi5-xAlx系的晶胞体积随合金中Al含量的增加而增加的必然结果;LaNi5-xAlx系合金的吸放氢动力学参数也与合金中的Al含量有关，活化能随Al含量的增加而降低，但活化能不存在数量级的差异。     

LaNi5-xAlx (x=0~1.2)合金的循环储氢性能研究

通过真空感应熔炼法制备了LaNi5-xAlx (x=0, 0.25, 0.75, 1.2)储氢合金,并对其微观结构、力学性能、循环吸放氢性能及抗粉化性能进行了研究。结果表明,Al元素的加入能够明显改善合金晶体结构稳定性和储氢容量稳定性;随着Al含量的增加,合金的抗粉化性能呈现先减弱后增强的趋势;合金的力学性能和储氢容量共同影响着其抗粉化性能,其中力学性能是最主要的影响因素;在普通高纯氢气氛下,LaNi5-xAlx (x=0~1.2)合金的容量衰减主要是由于材料自身原因造成,很可能是发生了歧化反应     

La0.7Ce0.3Ni3.75Mn0.35Al0.15Cu0.75-xFex合金的相结构和电化学储氢性能（英文）

采用感应熔炼和热处理的方法制备La0.7Ce0.3Ni3.75Mn0.35Al0.15Cu0.75?xFex(x=0~0.20)合金,并研究合金的相结构和电化学储氢性能。全部合金均为单一的具有CaCu5结构的LaNi5相,LaNi5相的晶格常数a和晶胞体积随着x值的增加而增大。最大放电容量随着x值的增加从319.0mA·h/g(x=0)降低到291.9mA·h/g(x=0.20)。在1200mA/g的电流密度下HRD值从53.1%(x=0)降低到44.2%(x=0.20)。合金电极的循环稳定性随着x值的增加而增强,这主要归因于合金抗粉化能力的增强。     

LaNixMn0.26Aly合金的吸放氢性能研究

对LaNixMn0.26Aly合金的储氢性能进行了研究。结果表明,与LaNi4.61Mn0.26Al0.13合金相比,LaNi4.5Mn0.26Al0.13合金的晶格常数和晶胞体积均变大,吸氢平台压力略有降低,放氢平台压力基本不变,滞后因子有所改善,储氢容量略有减少,氢化物生成焓绝对值变大,氢化物稳定性增加;对于LaNi4.4Mn0.26Al0.34合金,Al替代部分Ni使合金的晶格常数和晶胞体积变大,吸放氢平台压力明显降低,滞后因子明显改善,吸氢动力学性能显著提高,氢化物生成焓绝对值变大,氢化物更加稳定,但储氢容量有所减少。     

LaNi4.25Al0.75合金的结构与储氢性能（英文）

采用XRD、吸氢PCT曲线、吸氢动力学曲线、XPS和粒径分析等测试方法,研究LaNi4.25Al0.75合金的结构和储氢性能;推导LaNi4.25Al0.75合金的四晶胞结构,分析LaNi4.25Al0.75合金的结构与性能的内在联系。结果表明:LaNi4.25Al0.75合金具有快速吸氢性能和较好的抗燃烧能力,其吸氢平台压和温度之间的函数关系式为lnpeq=-4820/T+12.46,合金的吸氢速率随着温度的升高而降低。     

La0．7Mg0．3Ni3．4-xCo0．6Mnx（x=0．0～0．5）贮氢电极合金的结构、储氢特性及电化学性能

La0．7Mg0．3Ni3．4-xCo0．6Mnx(x=0．0～0．5)合金主要由(La，Mg)Ni3相和LaNi5相构成，各相的晶胞参数和晶胞体积均随Mn含量的增加而增大。随Mn含量的增加，合金的放氢平衡压力从0．128MPa(x=0．0)下降到0．067MPa(x=0．5)，导致最大吸氢量从x=0．0时的1．19％(质量分数，下同)逐渐增加到x=0．4时的1．38％。合金的最大放电容量随Mn含量的增加首先从330．4mAh／g（x=0．0)增加到360．6mAh／g(x=0．4)，然后减小到346．9mAh／g(x=0．5)。随Mn替代量的增加，合金电极的高倍率放电能力先改善后降低，合金电极的表面反应阻抗先降低后升高，而氢的扩散系数先增加后减小，说明合金的电化学动力学性能首先提高然后降低。     

Cr含量对TiMn1.2-xCrxV0.25Fe0.05合金吸/放氢性能的影响

对名义成分为TiMn1.2-xCrxV0．25Fe0．05(x=0．0，0．1，0．2，0．3，0．4)合金的储氢性能进行了研究．结果表明，合金的晶格常数和晶胞体积随Cr含量的增加而增大；随着Cr含量的增加，合金的吸／放氢平台压力和滞后效应减小．随着cr含量的变化，TiMn1.2-xCrxV0．25Fe0．05合金112峰半高宽(FWHM)和晶格常数c／a比率的变化与该合金吸／放氢平台斜率的变化一致，表明合金的平台斜率与合金的品格畸变关系密切．TiMn1.0Cr0.2V0.25Fe0.05合金具有较大的储氢量、低的平台压力、小的滞后和斜率，适于作为质子交换膜燃料电池供氢源的储氢瓶应用．     

Al对La—Mg-Ni系贮氢合金电极电化学性能的影响

采用固相扩散法制备La0.7Mg0.3Ni3.5-xAlx(x=0,0.1,0.3,0.7,1.0)和La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.7-xAlx(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)贮氧合金,采用X射线衍射、能谱分析及循环伏安等方法分析含金的相结构和电极电化学性能,研究元素Al替代对合金电化学性能的影响.结果表明:合金由LaNi5、La2Ni7和LaNi3三相组成,随着Al替代量的增加,La2Ni7相晶胞逐渐膨胀,LaNi5相大量减少,LaNi3相增加,La2Ni7相有利于合金电化学性能的提高,然而过高的Al含量会对合金的放电性能带来不利影响.La0.7Mg0.3Ni3.4Al0.1和La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.6Al0.1合金电极的最大放电容量分别为354.5 mA·h/g和373.1 mA·h/g.循环伏安测试显示较明显的氧化峰和还原峰,且峰电位差较小,反映合金电极较好的吸放氢反应可逆性.     

快速凝固LaMg_(0.25)Ni_(4.0-x)Co_(0.75)Al_x(x=0～0.3)合金的相结构与电化学性能

对LaMg_(0.25)Ni_(4.0-x)Co_(0.75)Al_x(x=0~0.3)系列合金进行了快速凝固处理(15m/s),系统研究了该条件下Al部分替代Ni对合金相结构和电化学性能的影响。XRD分析结果表明,合金主要由La4MgNi19相(A5B19型)和LaNi5相(CaCu5型)相组成,两相的晶胞体积(V)和LaNi5相的相丰度均随x的增加而增大。电化学性能测试表明,x的增加,会使合金的活化性能、最大放电容量以及高倍率放电性能(HRD)下降,但循环稳定性有明显改善,如100次循环后的容量保持率(S100)从x=0的59.07%提高到了x=0.3合金的85.99%。研究认为,合金中较高吸氢相(A5B19型)随x的增加而减少是导致合金电极最大放电容量下降的主要原因,而循环寿命的改善则是由于Al含量的增加降低了合金颗粒的吸氢体积膨胀率,同时减小了两种吸氢主相在吸放氢过程中产生的内应力,从而降低了合金电极的粉化程度所致。     

稀土组成对贮氢合金La0．8（1-x）Ce0．8x（PrNd）0．2B5性能的影响

系统研究了A侧稀土元素中Ce含量对AB5犁贮氢合金La0．8（1-x)Ce0．8x(PrNd)0．2B5的结构、热力学性能、电化学性能和动力学性能的影响。结果表明：Ce含量对合金的结构基本上没有明显的影响，合金的晶胞参数a、c及晶胞体积与Ce的含量的变化呈线性关系；随着Ce含量增加，合金的吸放氢平台压力升高，滞后效应减小，吸氢量减小，合金氢化物的热力学稳定性变差：Ce含量的变化对合金的电化学活化速度影响很小，但Ce含量的增加可以明显提高合金的放电中值电位，改善合金的高倍率、高功率放电性能和动力学性能。     

Designing appropriate heat treatment temperature for LaNi3.8Al0.75Mn0.45 alloy

The effect of heat treatment on microstructure, equilibrium hydrogen sorption pressure and plateau slope of LaNi3.8Al0.75Mn0.45 alloy was investigated. X-ray diffraction (XRD) analysis indicates that annealed alloys have single phase and the same hexagonal structure as that of LaNi5 alloy (CaCu5 type, P6/mmm ). The cell parameters of alloys fluctuate with the increasing annealing temperature. The equilibrium hydrogen pressure and plateau slope are a parabola function with annealing temperature for LaNi3.8Al0.75Mn0.45 alloy. By this relationship, an appropriate heat treatment temperature for LaNi3.8Al0.75Mn0.45 alloy is determined to about 1220-1230 K by mathematic simulation process. However, the maximum hydrogen storage capacity of alloys does not affected by the annealing temperature.     

A2B7型贮氢合金相结构及电化学性能研究

采用感应熔炼方法制备La0.75Mg0.25Ni3.5-xMnx(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)四元贮氢合金,系统地研究合金B侧Mn对Ni部分替代对合金相结构及电化学性能的影响。XRD分析表明,La0.75Mg0.25Ni3.5-xMnx由La2Ni7相(包括Gd2Co7型高温相和Ce2Ni7型低温相)组成。此外,Mn的加入,使该类合金中出现LaNi5相,但是在含Mn量较高(x=0.15,0.2)的合金中LaNi5相消失。电化学测试表明,随Mn含量的增加,合金电极活化次数变化不大,合金电极的最大放电容量减小,高倍率放电性能、交换电流密度变差,循环稳定性、极限电流密度均得到明显的改善。     

Effect of Manganese substitution on hydrogen storage properties of LaNi4.25-xAl0.75Mnx alloy

The effect of Mn substitution on phase structure, hydrogen hydriding/dehydriding properties (plateau pressure and slope) and reaction heat enthalpy of LaNi4.25-xAl0.75Mnx alloys (x=0, 0.25, 0.35, 0.45, 0.55 and 0.65) were studied.The experimental results show that all LaNi4.25-xAl0.75Mnx alloys have single phase and have the same hexagonal structure as that of LaNi5 alloy (CaCu5 type, P6/mmm).With increasing Mn substitution content, the cell parameters of LaNi4.25-xAl0.75Mnx alloy greatly increase, but the maximum hydrogen storage capacity and the equilibrium absorption pressure of LaNi4.25-xAl0.75Mnx alloy decrease from 1.38 wt.% to 1.18 wt.% and from 1.61 to 0.0712 MPa, respectively.Moreover, the hydrogen pressure plateau slope factor σ increases from 0.014 to 0.18, but the hysteresis factor is nearly constant.The heat enthalpy absolute value |ΔHplat| increases from 46.7 kJ·mol-1 H2 to 56.1 kJ·mol-1 H2 as the Mn content x increases from 0 to 0.65.     

Effect of Temperature on Structure and Electrode Properties of LaNi3.8Co0.6Mn0.3M0.3 Hydrogen Storage Alloys

对LaNi3.8Co0.6Mn0.3M0.3 (M=Ni, Al, Cu)储氢合金在238,273,303和323 K温度下的结构和电化学性能进行了一系列的实验研究。A,B,C分别代表LaNi4.1Co0.6Mn0.3（Ni替代）,LaNi3.8Co0.6Mn0.3Al0.3（Al替代）和LaNi3.8Co0.6Mn0.3Cu0.3（Cu替代）3种储氢合金,通过X射线衍射仪分别对样品A,B,C的结构进行了研究,对样品A,B,C合金粉末制成的电极进行了模拟电池测试。结果证实,制备的合金均由具有CaCu5型六方晶格结构的LaNi5相构成。3种合金中,Cu替代的合金电极低温性能得到改善,Al替代的合金电极高温放电能力得到提高。交流阻抗图谱分析表明,B合金电极样品的高温放电能力提高是由于合金电极表面形成的致密氧化膜层减缓了合金腐蚀所致,样品B,C的高倍率性能衰退是由于电极表面的充放转移反应和氢原子扩散速率下降造成的,而样品C的优良低温性能则是合金电极表面高的充放电转移反应速率所致。     

硼添加对La-Mg-Ni-Co系贮氢电极合金的微结构及电化学性能的影响

系统研究了贮氢电极合金La0.7Mg0.3Ni2.65Co0.75Mn0.1Al0.2B,x(x=0,0.02,0.04,0.08)的微结构与电化学性能.XRD结果显示,所有合金均由(La,Mg)Ni3相与LaNi5相组成,B含量的增加导致(La,Mg)Ni,3相的丰度不断增加,相应地LaNi5相的丰度逐渐下降.此外,合金的晶格参数与晶胞体积均随B含量的增加而减小.电化学测试分析表明,B的添加可以显著改善合金电极的高倍率放电性能,当B含量为0.04时达到最佳.微量B的加入对合金的循环稳定性能与活化性能影响很小,但降低合金电极的最大放电容量.此外还采用线性极化与阳极极化对合金电极的动力学性能进行了进一步研究.     

La(1-x)MgxNi4.25Al0.75(x=0-0.3)合金的结构与储氢性能研究

采用三步感应熔炼法制备了La(1-x)MgxNi4.25Al0.75 (x=0.0,0.1,0.2,0.3) 储氢合金,对该系列合金的晶体结构和储氢性能方面进行了研究。晶体结构和相分析结果表明,当x=0.0和0.1时,合金由单一的LaNi4Al相组成;而x=0.2和0.3时,合金由LaNi4Al相, (La,Mg)Ni3相和AlNi3相构成。随着Mg含量x从0.2增至0.3时,合金的第二相丰度和吸/放氢平衡压明显升高,同时储氢容量减小。研究发现,当Mg添加量x=0.1时,合金除具有良好的储氢容量和低平台压外,其吸氢动力学性能更好。     

Effects of Co Substitution for Ni on Microstructures and Electrochemical Properties of LaNi3.8 Hydrogen Storage Alloys

系统研究了Co替代Ni对LaNi3.8型LaNi3.8-xCox(x=0.0,0.2,0.4,0.6)贮氢合金组织结构和电化学性能的影响。研究表明,所有合金都由LaNi5、Ce5Co19和Pr5Co19相组成。随着Co含量的增加,3个相的相丰度发生变化,而且单胞体积也相应的增加,这使得合金的放氢平台压降低到镍氢电池需要的范围(0.01~0.1 MPa)。与LaNi3.8相比,含Co合金的循环性能得到改善。LaNi3.4Co0.4具有最大的放电容量,这一点与固态放氢量一致。LaNi3.6Co0.2倍率放电性能最好,具有最大的交换电流密度(Io)和最小的电荷转移电阻(Rct)。