AB5-x型贮氢合金研究

研究了非化学计量比不包覆的AB5-x型贮氢合金x值的变化对合金的结构、比容量和放电温度特性的影响。结果表明,x值在0.06～0.48范围内时AB5-x型贮氢合金性能较好。非化学计量比可提高合金的比容量及其氢化物的稳定性,分解氢压平台在25℃时仅为0.01MPa;同时改善合金的低温放电效率,x=0.29时,255K下,1C放电效率达90%;合金结构主体相符合CaCu5构型。     

硼替代铝对AB5型贮氢合金的影响

研究了用B替代Al对AB5型贮氢合金相结构和电化学性能的影响。对MlNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3-xBx(x=0,0.1,0.2,0.3)合金的研究结果表明:掺硼贮氢合金出现了CeCo4B第二相,电化学容量下降;随B含量的增加贮氢合金氢扩散系数明显上升,极化电阻减小,合金的高倍率放电性能和低温放电性能得到明显的改善。     

NiCo比对La0.8Mg0.2(Ni,Co)3.8储氢合金性能的影响

为解决镍氢电池用储氢合金电极循环寿命差、高倍率放电性能不足等问题，采用真空感应熔炼法制备不同Ni、Co物质的量比(R)的La_0.8Mg_0.2(Ni, Co)_3.8储氢合金，研究B侧R值对退火态储氢合金相结构和电化学性能的影响。随着R的增加，LaNi₅相含量先减少、后增加，A₅B₁₉型相(Ce₅Co₁₉+Pr₅Co₁₉)含量先增加、后减少。适当增加R,有助于降低吸放氢平台压力并提升合金的储氢量，储氢合金电极的高倍率放电性能、交换电流和氢扩散系数先提高、后降低，交流阻抗先减小、后增大。La_0.8Mg_0.2(Ni, Co)_3.8储氢合金的高倍率放电性能主要由交换电流决定，当R为5时，高倍率放电性能最好。     

CNTs含量对AB5型贮氢合金性能的影响

采用机械球磨法制备出不同碳纳米管(CNTs)含量的AB5型贮氢合金.研究了CNTs含量对贮氢合金的微观结构及电化学性能的影响.结果发现:CNTs的加入改善了贮氢合金的性能.含15%CNTs的贮氢合金的首次放电比容量达到了311 mAh/g,比AB5合金提高了21%;200次循环后,放电比容量仍有280 mAh/g.     

低钴储氢合金的研制

研究了不同生产工艺制造的低钴储氢合金对MH／Ni电池性能的影响以及与高钴佬氢合金特性的比较。试验结果表明低钴储氢合金冷却速度快,合金化学成份均匀,循环寿命高,但降低了合金活性、电化学放电容量和高倍率放电能力。采用普通浇注的低钴热处理储氢合金的MH／Ni电池的高倍率放电能力和荷电保留优于高钴热处理储氢合金,但循环寿命低于高钴热处理储氢合金。     

储氢合金吸放氢粉化的声发射原位检测进展

介绍了AB5基、MgNi基非晶态和V基等储氢合金的粉化声发射特征,并指出了它们的差异.综述了声发射检测在储氢合金吸放氢粉化中应用的研究进展.     

快淬对AB2 Laves相合金容量的影响

为改善AB2型Laves相电极合金的电化学性能,对AB2型Ti基及Ti-Zr基贮氢合金进行快淬处理.用XRD和SEM分析铸态及快淬态合金的相结构,并观察合金的微观组织形貌,研究快淬工艺对AB2型贮氢合金的放电容量及微观结构的影响.结果表明:快淬对AB2型贮氢合金放电容量的影响与合金的成分密切相关.对Ti基合金,随淬速的增加,合金的容量显著提高,在一定淬速下出现极大值;对Ti-Zr基合金,随淬速增加,合金的容量明显降低.快淬使AB2型电极合金放电容量发生变化的根本原因是合金的微观结构发生了变化.     

改性活性炭/AB_5合金复合材料的电化学储氢性能

分别采用球磨法、液相还原法和水热法在活性炭(AC)中引入金属镍,将改性后的活性炭与AB5型储氢合金组成复合材料。恒电流充放电测试表明,水热法改性活性炭/AB5合金(质量分数90%)制成的复合材料表现出最佳的电化学储氢性能,当改性活性炭含20%金属镍时,复合电极的0.2 C比容量达到316 m Ah/g,且大电流放电性能明显优于AB5合金电极。     

混合动力车电池用RE-Mg-Ni基储氢合金的电化学性能

采用X射线衍射仪、扫描电镜和电化学工作站等手段,研究了高压处理对电池负极材料La0.68Mg0.32Ni3.2储氢合金物相组织、显微组织和电化学性能的影响.结果表明:铸态La0.68Mg0.32Ni3.2储氢合金主要由(La,Mg)Ni3和(La,Mg)2Ni7相组成,并含有少量(La,Mg)5Ni19、LaNi5和(La,Mg)Ni4相;高压处理后La0.68Mg0.32Ni3.2储氢合金中(La,Mg)Ni3相含量增加而(La,Mg)2Ni7相相含量减少,且压力越大则(La,Mg)Ni3相含量越高、(La,Mg)2Ni7相含量越少;1 GPa压力下La0.68Mg0.32Ni3.2储氢合金电极的最大放电容量要明显高于3和5 GPa压力处理后的合金电极;1 GPa压力下合金电极循环100周后的容量保持率(S100)最大,而3和5 GPa压力下合金电极的S100甚至低于铸态合金电极.高压处理后La0.68Mg0.32Ni3.2储氢合金电极的电催化活性明显提高,电极的动力学性能比铸态合金电极更好;高压处理态La0.68Mg0.32Ni3.2储氢合金电极的氢扩散速率相较于铸态储氢合金电极有所减小,La0.68Mg0.32Ni3.2储氢合金电极的高倍率放电性能与氢扩散系数有关.     

La_(1-x)Pr_xNi_(4.2)Mn_(0.3)Al_(0.3)Cu_(0.15)Fe_(0.05)储氢合金结构及电化学性能

为改善无钴AB5储氢合金LaNi4.2Mn0.3Al0.3Cu0.15Fe0.05的循环性能,采用XRD、SEM等分析方法以及恒电流充放电等电化学测试技术,研究了系列La1-xPrxNi4.2Mn0.3Al0.3Cu0.15Fe0.05(x=0~0.3)合金的结构和电化学储氢性能。结果表明:制备的合金为单一的CaCu5结构,随着Pr替代La含量的增加,晶胞的a轴、c轴和晶胞体积均逐渐减小,c/a值逐渐增大。相应合金的放电容量有所降低,但合金电极的循环稳定性和高倍率放电性能得到明显改善。100个循环后的容量保持率S100分别为47.28%(x=0)、48.22%(x=0.1)、50.79%(x=0.2)和54.47%(x=0.3)。在放电电流为1800 mA/g的条件下,合金电极的高倍率性能45.13%(x=0)升高到56.19%(x=0.3)。合金电极的交换电流密度I0随Pr含量的增加而逐渐增大,而合金电极的氢扩散系数DH没有明显变化。     

稀土镍系贮氢合金的放电电压平台研究

研究了ＡＢ５ 型贮氢合金放电电压平台与ＭＨ－Ｎｉ电池１．２ Ｖ放电电压平台之间的关系及其影响因素。结果表明,ＭＨ－Ｎｉ电池放电过程中的电压衰减主要由正极极化引起,但贮氢合金负极放电电压平台的提高有利于电池放电电压整体水平的提高,也能明显延长其１．２ Ｖ放电电压平台延续时间。贮氢合金的放电电压平台与其成分、微观组织和表面状态密切相关。就Ａ侧稀土成分而言,Ｃｅ和Ｎｄ 的影响较为明显。提高合金成分和微观组织的均匀性,并改善合金的表面状态而使其表面形成对表面电极反应有电催化作用的合金层,有利于合金放电电压平台的提高。     

高性能贮氢合金电极的成分设计

MH Ni电池的关键技术是负极材料———贮氢合金 ,而贮氢合金的性能主要取决于它的成分。从MH电极失效分析和MH Ni电池对负极材料的性能要求出发 ,详细讨论了AB5 型贮氢合金的各项性能与各种合金元素之间的关系 ,这些性能包括贮氢合金的吸氢量、平衡氢压、吸放氢滞后性、单胞体积和轴比c/a的大小、显微硬度、耐蚀性、高倍率放电性能及合金电极的温度特性等。同时对非化学计量比贮氢合金和低Co、无Co贮氢合金也进行了讨论。指出了合金成分设计应考虑的各个方面。     

球磨AB5/Ni复合贮氢合金的电化学性能

研究了AB5型稀土贮氢材料Mm(NiMnCoAl)5与10%的Ni混合球磨(150 r/min)1 h后的复舍贮氢合金的晶体结构和电化学性能.结果表明:复合贮氢合金由CaCu5型LaNi5相和单质Ni相组成,活化性能得到改善,高倍率放电性能有所提高;0.2 C、3 C放电比容量分别从稀土贮氢材料的272.8 mAk/g,247.2 mAh/g增加到289.8 mAh/g、273.6 mAh/g,容量保持率从稀土贮氢材料的90.6%提高到94.4%.     

微包覆对贮氢电极性能及放电机理的影响

用交流阻抗法、恒电位阶跃法和模拟电池充放电实验,研究了贮氢合金表面微包覆处理前后在不同的放电时刻电极表面的电化学反应阻抗、氢在合金中的扩散系数和电极的放电性能。结果表明,在放电末期电极表面电化学阻抗的急剧增大是引起贮氢合金电极放电终止的主要因素;微包覆铜和钴可促进氢的扩散并显著降低电化学反应阻抗,推迟阻抗增大的时间,因而提高了电极的放电性能。     

CoO作为电极材料的可能性

以烧结Ni(OH)2为对电极,以Inco Ni粉为导电剂,对CoO作为电极材料使用时的电化学性能进行了测试和分析。结果表明:CoO在室温时的放电容量远高于镉-镍电池中的CdO和氢-镍电池中的商业化AB5贮氢合金,且受温度影响不大,充放电循环稳定性较好。不足之处是其放电电压平台较低,在充放电循环时,放电容量有波动。     

影响测试贮氢合金电极放电容量的因素

综述了贮氢合金电极电化学性能检测过程中其放电容量的影响因素 ,如充放电制度、温度、电解液、隔膜、成型压力、导电剂、粘合剂、添加剂以及合金的表面处理。由于影响贮氢合金电极放电容量的因素很多 ,在不同测试条件下 ,电极放电容量测试结果会有所不同 ,所以不同贮氢合金粉的对比测试应在相同的测试条件下进行     

影响贮氢电极性能因素的研究(Ⅱ)——贮氢合金组成及温度的影响

贮氢合金的组成对其电极的放电性能、循环寿命以及电荷保持能力等有比较明显的影响;贮氢电极的性能随着实验温度的变化而变化,并且组成不同的电极,其温度特性也不同.     

车用金属氢化物-镍电池负极材料的性能

通过粉末烧结法制备不同前驱体LaNi5/LaMgNi4物质的量比(x)的车用金属氢化物-镍电池用La-Mg-Ni储氢合金,研究x对合金物相组成、显微组织和电化学性能的影响.储氢合金在x=0.75和0.95时,由(La,Mg)5Ni19和(La,Mg)2Ni7相组成;x=1.20时,为(La,Mg)5Ni19单相;x=1...     

Cs型圆柱密封MH/Ni电池的研究

试制并测试了Cs型金属氢化物—镍电池的性能.电池平均容量为2.4Ah,5C率放电时的容量为0.2C率时的89%,低温放电性能良好.电池充放电循环后,其贮氢电极的扫描电镜实验及X—光电子能谱实验表明,贮氢合金充放电循环后被粉化、氧化.系统地测定了Cs型金属氢化物—镍电池在不同放电深度下的交流阻抗行为.