Al对无钴AB5型贮氢合金微观结构和电化学性能的影响

采用单辊快凝方法制备了过化学计量比稀土贮氢合金La(NiMn)α-xAlx(5<α<6,x为0~0.5),研究了Al含量及淬速对合金电极性能及微观结构的影响。结果表明:快淬过化学计量比合金相结构均为过饱和CaCu5型单相,且随Al含量的增加,合金晶胞体积呈线性增大;不同淬速条件下合金凝固组织的形貌和晶态存在明显差别。随Al含量的增加,合金电极的放电容量有所降低,但电极循环寿命得到极大改善。当x=0.3和淬速为10~15 m/s时,合金电极的最大放电容量为322和309 mA.h/g,经150次循环后,电极容量保持率分别为93.5%和95.5%。低温(400℃)退火对合金电极活化性能有所改善,但并未影响合金的循环寿命。     

表面包覆镍处理La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5贮氢合金电极的电化学性能

研究了表面包覆Ni-P对PuNi3型贮氢合金La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5电极的电化学性能的影响.结果表明:包覆镍处理改善了贮氢合金电极的循环稳定性.线性极化扫描和电化学阻抗谱等分析结果表明,包覆后合金电极的极限电流密度(I1),交换电流密度(I0)以及电化学阻抗均有较好的改善,说明电荷转移和氢的扩散能力得到提高.经25次电化学循环后的电极合金金相观察和分析表明,包覆Ni-P处理没有有效抑制其粉化,这与该类型贮氢合金电化学吸氢时氢化物膨胀较大有关.     

Influence of addition of Cu（OH）2 to KOH alkaline electrolyte on electrochemical properties of La2Mg0.9Al0.1Ni7.5Co1.5 hydrogen storage alloy electrode

The influence of the addition of Cu（OH）2 to 6 mol/L KOH alkaline electrolyte on the electrochemical properties of La2Mg0.9Al0.1Ni7.5Co1.5 hydrogen storage alloy electrode was investigated by electron probe X-ray microanalysis（EPMA）, X-ray diffraction（XRD） and electrochemical measurements. EPMA micrographs and XRD patterns show that the surface of the hydride electrode is plated by metal copper film. The thickness and compactness of Cu film increase with the increment of charge-discharge cycle number. The copper film of the hydride electrode surface can keep the hydrogen storage alloy particle in the electrode interior from oxidizing availably. The addition of Cu（OH）2 to alkaline electrolyte lowers the activation property and the high rate dischargeability of the La2Mg0.9Al0.1Ni7.5Co1.5 hydride electrode, but has no negative effect on the maximum discharge capacity of the hydride electrode. Moreover, it is effective to improve the cyclic stability of the hydride electrode utilizing electrodeposit Cu film on theLa2Mg0.9Al0.1Ni7.5Co1.5 hydride electrodes surface.     

无Co稀土系储氢合金La（NiM）5＋x的组织结构及MH电极性能研究

制备和研究了过化学计量比无钴合金La(NiM)5 x(M＝Cu，Mn,Al,x＝0．3-1．0)在常规熔铸、高温退火 淬火及快速凝固不同制备条件下的组织结构和电化学性能．X射线衍射分析表明，熔铸合金组织均由CaCu6型主相和少量第二相组成；当M为Cu和Mn元素时，退火 淬火处理及快速凝固合金在x＝0．3-1．0范围内为单相组织，而含A1合金则很难获得单相组织．电化学实验表明，退火 淬火处理后的合金MH电极具有易活化、电化学容量较高、电极循环稳定性得到不同程度改善，其中以含Cu和Mn元素的单相组织合金循环稳定性量好．快速凝固合金均大大提高了合金的电化学稳定性，但其活化性能和电极容量明显下降．     

A2B7型La0.75Mg0.25Ni3.5-xFex(x=0～0.3)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了La0.75Mg0.25Ni3.5-xFex(x=0.0.05,0.1,0.2,0.3)四元贮氢合金,系统地研究了合金B侧Fe对Ni部分替代对合金相结构及电化学性能的影响.X射线衍射(XRD)分析表明,La0.75Mg0.25Ni3.5-xFex由(La,Mg)2Ni7相(包括Gd2Co7型高温相和Ce2Ni7型低温相)组成.此外,随着Fe元素的加入,该类合金中出现CaCu5型LaNi5相,且随着Fe含量的增加而增多.电化学测试表明,随Fe含量的增加,合金电极活化次数变化不大,而其最大放电容量呈现先增后减的趋势,合金的最大放电容量由x=0.05时的376.21 mAh·g -1下降到x=0.3时的340.89 mAh·g-1;合金的高倍率放电性能随着Fe含量的增加而降低,当电流密度为900 mA·g-1时,合金的高倍率放电性能由83.66%(x=0)减小到62.23%(x=0.3);循环稳定性先增加后下降.     

La2-xMgxNi7.0(x=0.4,0.5,0.6,0.7,0.8)贮氢合金结构和电化学性能的研究

用高频感应熔炼的方法制备了La2-xMgxNi7.0(x=0.4,0.5,0.6,0.7,0.8)贮氢电极合金,采用x-ray衍射和XRD粉末衍射全谱拟合分析方法及电化学方法系统研究了随Mg含量的增加,该类合金相结构和电化学性能的变化规律,以及合金在不同退火温度(1123K,1203K,1253K)和不同退火时间(24h,72h,144h)下相结构和微观组织及电化学性能的变化规律.实验结果表明,该类合金由(La,Mg)2Ni7相(Ce2Ni7型结构)、LaNi5(CaCu5型结构)相、(La,Mg)Ni3相(PuNi3型结构)及少量未知相组成.随Mg含量的增加,电极电化学放电容量呈先升高后降低趋势,当x=0.6时达到最大值389.87mAh/g;当Mg含量进一步增加时,电化学放电容量迅速降低,x=0.8时电化学放电容量为188.34mAh/g;随Mg含量的增加,合金组织中(La,Mg)Ni3相和LaNi5相增多.退火处理很大程度上消除了LaNi5相,高温退火有利于(La,Mg)2Ni7相的生成,低温退火有利于(La,Mg)Ni3相生成.退火时间的延长对合金相结构影响不明显,但提高了合金组织均匀性,同时使电化学放电容量降低.不同的退火温度和退火时间对未知相影响不明显.本文研究表明,退火温度对(La,Mg)2Ni7合金相结构有重要影响,Mg含量是影响合金相结构和电化学放电容量的关键.     

AMH4型金属络合物贮氢材料(NaAlH4)的研究进展

AMH4型(A=Li、Na、K;M=B、Al、Ga)金属络合物贮氢材料由于具备高的氢质量百分比,被认为是最具开发潜力的贮氢材料之一,重点阐述了NaAlH4的合成方法、添加催化剂的影响、吸放氢动力学性能分析的研究现状,并分析了NaAlH4材料的发展与应用中需解决的问题.     

La0.67Mg0.33Ni3.0-xAlx（x=0.0-0.35）贮氢合金相结构和电化学性能研究

采用X射线衍射、电子探针和电化学测试研究了La0.67Mg0.33Ni3.0-xAlx（x=0.0-0.35）合金的相结构和电化学性能。XRD结果和EPMA观察表明：La0.67Mg0.33Ni3.0合金由LaNi3相和La2Ni7相组成。然而La0.67Mg0.33Ni3.0-xAlx（x=0．1，0．2，0．35）合金不含LaNi3相。研究结果表明Al替代Ni改变了La0．67Mg0．33Ni3.0合金的相结构，Al替代Ni不利于La0．67Mg0．33Ni3.0合金中LaNi3相的形成。此外，随Al含量的增加，La0.67Mg0.33Ni3.0-xAlx（x=0．1，0．2，0．35）合金的相结构也发生了变化。WDS分析表明：随La0.67Mg0.33Ni3.0-xAlx合金中X的增加，Al在LaNis相中的含量增加，但Al在LaNi2相的含量很少并且几乎不随X变化。电化学性能测试表明：Al替代Ni提高了La0.67Mg0.33Ni3.0合金电极的循环稳定性。但La0.67Mg0.33Ni3.0-xAlx合金电极的放电容量却随Al含量的增加而明显降低。     

La1.5Mg0.5Ni7-xCux(x=0.1～1.2)贮氢合金电化学性能的研究

研究了Ce2Ni7型贮氢合金La1.5Mg0.5Ni7-xCux（x=0.1-1.2）的组织结构和电化学性能。当X=0．1—0．6时Cu元素部分替代Ni后可形成La2Ni7型相，x≥0．9时，合金中则有少量的未知相析出。合金MH电极电化学研究表明，随Cu元素量的增加，合金电极的最大放电容量从380mAh／g（x=0．1）下降至340mAh／g（x=1．2）；当x=0．3～0．9时合金电极的循环寿命较x=0．1时有一定的改善，合金电极交换电流密度（I0）和极限电流密度（I1）均以x=0．6为转折点先减小后增大。电极反应的动力学性能依Cu0．1〉Cu0．3〉Cu1．2〉Cu0．9〉Cu0．6的次序递减。     

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。