AB5型稀土储氢合金充放电循环稳定性的研究进展

镍氢电池相比传统的铅酸电池、镍镉电池具有无Cd污染、无有毒金属元素、耐过充电和过放电等优点。AB5型稀土储氢合金作为镍氢电池的负极材料是目前最成熟并被广泛应用的储氢合金。其中La Ni5是AB5型稀土储氢合金的典型代表,它易活化、平衡氢压适中、压差小、动力学性能优良、抗中毒性能好,但易粉化。研究人员对AB5型稀土储氢合金的综合性能进行了大量的研究,文章分别阐述了合金成分、合金制备工艺、表面改性处理等因素对AB5型稀土储氢合金充放电循环稳定性的影响,并指出在合金的实际应用中,应综合考虑该合金的性能及生产成本等。     

镁基储氢合金的最新研究进展

镁基合金是一类重要的储氢材料。本文综述了Mg2Ni系合金、稀土-镁-镍、镁-稀土等3类含镁储氢合金的最新研究进展,探讨了合金化机理,即合金化元素、原子半径、相结构对含镁基储氢合金性能的影响规律。     

储氢合金的研究与应用

简述了金属氢化物贮氢原理；对稀土基、AB2型Laves相、BCC固溶体型以及Mg基储氢合金的最新进展进行了简要综述；简述了储氢合金作为储氢容器、Ni／MH电池、氢化物热泵、催化剂和氢的提纯等领域的应用；简析了储氢合金存在的储氢容量低、粉化以及性能衰减等技术难题；并对储氢合金的发展前景进行了展望。     

金属氢化物氢压缩器用Ti-Mn／Ti-Cr多元储氢合金

根据金属氢化物的热力学特性，储氢合金可应用于热驱动化学氢压缩器。针对热驱动化学氢压缩器用储氢合金的要求，系统研究了Ti-Mn系和Ti-Cr系多元储氢合金的储氢性能，研究了Cr／Mn比，Fe部分取代Cr，Zr部分取代Ti以及A侧过化学计量对Ti-Mn系和Ti-Cr系多元储氢合金的储氢容量、吸放氢平台特性（包括压力、滞后和平台倾斜度等）、热力学性能、活化和动力学性能的影响，筛选出一对性能优良的储氢合金（Ti0.95Zr0.07）（Mn1.1Cr0.7V0.2）和（Ti0．95Zr0.07）（Cr1.4Mn0.4Fe0．1Cu0.1）分别作为两级热驱动化学氢压缩器的低压级和高压级合金。以此2合金设计制作了氢容量为50L的压缩器，以水作为热交换介质可将压力为2．5MPa氢气压缩到40MPa以上。     

钛基储氢合金的研究进展

钛基储氢合金储氢性能较好、成本低、储氢系统设计简单,因而备受关注。以提高合金氢化物热力学稳定性和储氢容量为出发点,简述了Ti-Fe、Ti-Cr、Ti-Mn、Ti-Zr、Ti-V系钛基储氢合金的研究进展,重点阐述了元素的置换或添加、制备工艺及热处理等对钛基合金储氢性能的影响,同时简述了提升钛基储氢合金活化性能的方法与措施,并对钛基储氢合金的发展前景进行了展望。     

镁基储氢合金电化学性能影响因素的研究进展

综述了目前镁基储氢合金的种类,总结了影响镁基储氢合金电化学性能的三方面因素,详细介绍了目前元素替代、合成方法及合金改性对储氢合金的影响,并对其做出展望.     

稀土镍镁储氢材料的相结构研究概况

本文系统介绍稀土合金系列储氢合金：AB（A=稀土元素;B=Ni,Mg,Co）2∶1;1∶2;1∶3;2∶7;1∶5;2∶17以及近期研究的5∶19型合金的制备、相结构和储氢性能。通过性能与结构的关系的研究表明：储氢性能与材料的相组成和相结构密切相关,稀土原子和金属镁原子与氢原子之间存在很强的亲和力,同时镁原子在合金中的占位导致晶格畸变,诱发晶胞内空隙变大,为合金吸氢提供空间,有利于提高储氢能力。另外,多相之间共格性较好是决定贮氢合金贮氢能力的微观原因。     

含稀土镁铝系合金耐腐蚀性能的研究现状

镁铝系合金是目前最常用的商业材料之一,但由于合金的耐蚀性能较差,因此对合金的耐蚀性研究具有重要意义。本文综述了稀土在镁铝系合金中的存在形式以及含稀土镁铝系合金在国内外的研究现状,讨论了稀土对合金耐蚀性的影响机理。     

镁系储氢薄膜的研究进展

综述了储氢薄膜的研究进展，包括制备方法、制备原理及影响因素。详细介绍了国内外镁系合金薄膜的研究状况，通过分析Mg-Pd，Mg-V，Mg-Ni，Mg-MmNi5复合薄膜的吸氢性能，指出镁系储氢薄膜的理想发展方向应该是寻找一种价格低廉且活性较好的金属元素取代价格较高的Pd、V，采用与其它类活性好的合金复合等方法，获取吸放氢性能优良的储氢薄膜。     

高容量La2Mg17储氢合金研究进展

氢能作为一种清洁且可再生的能源具有优秀的应用前景,而如何储存氢气则是氢能利用道路上的一个难题。在各种储氢方式中,储氢合金以其体积密度大,安全性高、运输方便的优点成为了目前储氢材料的主要研究方向。La2Mg17是一种稀土镁基储氢合金,具有高储氢容量,发展潜力巨大,但其热力学、动力学性能较差,文章从制备方法、元素替换方面总结了近年来La2Mg17合金改性的研究进展:球磨机械合金化方法和氢化燃烧合成法制备的合金具有较好的性能且使用前不需要活化;添加Ni、Ca等元素进行替换也能提升部分性能,且动力学性能好,储放氢速度快。文章指出:开发新型制备工艺,研究更多种替换元素,进一步提高合金的性能,使其能在较低温度和压力的条件下储放氢,是实现合金商业化应用的发展方向。     

退火热处理对Nd0.75Mg0.25(Ni0.8Co0.2)3.5储氢合金结构和性能的影响

采用中频感应熔炼制备Nd0.75Mg0.25(Ni0.8Co0.2)3.5储氢合金,在0.03 MPa氩气氛围进行退火,退火温度分别为850,900和950 ℃,保温时间均为7 h。分别对合金的电化学性能、气态储氢性能和合金的微观结构进行研究。结果表明,合金在退火热处理前后的相组成没有发生明显变化,主相均为Ce2Ni7型(Nd,Mg)2(Ni,Co)7相和CaCu5型NdNi5相。合金中晶粒尺寸随着退火温度的升高而增大,相界面则减少,退火消除晶格应力、增加成分均匀性、增加储氢容量;同时有部分Mg在热处理过程中损失导致储氢容量的下降。900 ℃热处理使得Nd0.75Mg0.25(Ni0.8Co0.2)3.5合金表现出较好的储氢性能,最大电化学放电容量为359 mAh/g,合金电极在100次循环后容量保持率为90.3%,气态储氢容量达到1.65%（质量分数,下同）。     

RE-Mg-Ni系储氢电极合金“电化学相图”的构建

将相图计算和RE-Mg-Ni(RE=Nd,Ce,Y)系储氢电极合金的最大放电容量测试相结合,然后通过矩阵运算的方式构建了合金"电化学相图",提出了一种储氢电极合金设计的新方法,可快速定位高放电容量区域,为储氢电极合金设计提供指导,缩短研发周期。结果表明,Nd-Mg-Ni体系具有较高的最大放电容量,Y-Mg-Ni体系次之,其中NdMgNi4合金的最大放电容量为271.06 mAh·g~(-1)。     

Zr-Ti系贮氢合金表面改性研究

采用化学镀镍、镀钴、机械混合以及球磨几种方法对Zr-Ti系贮氢合金进行了表面改性。XRD结果表明，随着镀镍量的增加，合金越趋向微晶化；球磨时间越长，合金的衍射峰更加弥散化，充放电试验结果表明，当镀镍量为15％(质量分数，下同)时，贮氢合金在60mA.g^-1的电流密度下初始容量比未处理的合金高出130mAh．g^-1，经过6次～8次循环完全活化，最大放电容量可达400mAh．g^-1，随着镀镍量的增加，抗自放电能力增加；当镀钴量为5％时，贮氢合金在60mA．g^-1的电流密度下初始容量比未处理的合金高出40mAh．g^-1，经过7次～9次循环完全活化，最大放电容量可达390mAh．g^-1，但随着镀钴量的增加，初始容量上升较快，但放电容量在减少；而机械混合仅提高初始容量，对最大放电容量没有改善；球磨不仅改善贮氢合金的活化性能，并且其最大放电容量可达450mAh．g^-1。     

稀土-镁-镍基贮氢电极合金的研究进展

具有超结构特征的稀土-镁-镍基贮氢合金作为新一代金属氢化物/镍(MH/Ni)电池负极材料,因其高的放电容量和好的倍率放电性能,是目前贮氢电极合金发展的重点材料之一。本文从材料相结构、贮氢特性和电化学性能之间的关系出发,综述了近年来国内外稀土-镁-镍基AB3型、A2B7型和A5B19型贮氢电极合金的研究进展,为开发兼具高容量和长寿命的新型稀土系贮氢电极合金提供有价值的参考。     

贮氢合金La0.65Mg0.35Nix（x=3.0～3.5）高温电化学性能的研究

研究了La0.65Mg0.35Nix（x=3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5）稀土镁基贮氢合金电极的高温（333 K）放电性能。该系列合金电极在70 mA.g1放电电流密度下的高温放电容量随Ni含量的增加逐渐降低,x=3.0的合金在333K的放电容量（293.4 mAh.g-1）可以达到常温（298 K）放电容量的97.8%。333 K的电化学P-C-T曲线测试结果表明,随着Ni含量的增加,放氢平台明显变窄,吸/放氢平台的滞后增加,说明Ni含量的增加不利于改善合金电极的放电性能。腐蚀曲线测量结果表明,随着Ni含量的增加,合金的抗腐蚀性能逐渐减弱。     

Low-Co rare-earth-based hydrogen storage alloy

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｒａｒｅ ｅａｒｔｈ ｂａｓｅｄＡＢ5 ｔｙｐｅａｌｌｏｙｓｈａｖｅｂｅｅｎｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙａｓｅｌｅｃｔｒｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓ.ＴｈｅｔｙｐｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓｏｆｃｏｍｍｅｒｃｉａｌＡＢ5 ｔｙｐｅａｌｌｏｙｓａｒｅＭｍＮｉ3.5 5 Ｃｏ0 .75 Ｍｎ0 .4Ａｌ0 .3ａｎｄＭＩＮｉ3.5 5 Ｃｏ0 .75 Ｍｎ0 .4Ａｌ0 .3(ＭＩ :Ｌａｎｔｈａｎｕｍ ｒｉｃｈｍｉｓｃｈｍｅｔａｌ,Ｍｍ :Ｃｅｒｉｕｍ ｒｉｃｈｍｉｓｃｈｍｅｔａｌ ) .Ｉｔｉｓｗｅ…     

Research of heat treatment of low-Co AB_5 type hydrogen storage alloys for MH-Ni batteries

The effects of low-Co AB5 type hydrogen storage alloys prepared by quenching and annealing on the performances of MH-Ni batteries were investigated, and the characteristics of the low-Co AB5 type hydrogen storage alloys were compared with those of the high-Co AB5 type hydrogen storage alloy as well. The results showed that the faster the cooling of the low-Co hydrogen storage alloy is, the better homogeneity of the chemical composition for the alloy and the longer cycle life of the battery are, but the electrochemical discharge capacity and high-rate discharge ability are reduced. The high-rate discharge ability and charge retention of MH-Ni batteries for the conventional as-cast annealed low-Co hydrogen storage alloy were superior to those for the rapidly quenched low-Co hydrogen storage alloy and the high-Co hydrogen storage alloy, but a little inferior in the cycle life.     

稀土Dy和Sm对贮氢合金微观结构和电化学性能的影响

在AB5型贮氢合金MINi3.55Co0.75Al0.3Mn0.4基础上，通过B侧加入Cu、Fe、Zn和Cr、A侧加入稀土元素Dy和Sm的方法制备低Co贮氢合金，并对合金的放电容量、循环稳定性以及微观结构进行了研究。研究表明，加Dy低Co贮氢合金不仅可明显地改善充放电循环稳定性，而且可以获得较高的放电容量。加Sm低Co贮氢合金虽然具有较高的放电容量及较少的活化次数，但充放电循环稳定性略有下降。     

快淬对低钴贮氢合金的电化学性能影响

为改善低钴贮氢合金的综合电化学性能,对其进行不同速度的快淬处理。结果表明,合适的快淬速度不仅可以大幅度的提高放电容量,而且明显的改善合金的循环稳定性和放电电压特性。18 m/s快淬低钴合金具有较好的综合电化学性能,但快淬使合金的活化性能有所降低。利用X射线、扫描电镜对铸态及快淬合金进行微观分析。分析了快淬对低钴贮氢合金电化学性能的影响机理。     

Effect of Co and Mn on the electrochemical properties of La0.7Mg0.3Ni2(Co+Mn) alloys

The effects of the relative Co and Mn content on the electrochemical performance of La_0.7Mg_0.3Ni₂(Co+Mn) hydrogen storage alloys were investigated. The crystal structure, discharge capacity and cycle life of the alloys were evaluated. For all alloys, we found that the higher the Co content, the larger is discharge capacity. The appropriate amount of Mn in La_0.7Mg_0.3Ni₂(Co+Mn) alloys can extend the cycle life of the hydrogen storage alloys although the alloys have less discharge capacity than those with higher Co content. In addition, the LaNi_3.87Mn_1.13 phase appears and the LaNi₅ phase disappears with replacement of Co by Mn.