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。     

镁基贮氢合金的研究及发展

贮氢材料的发展是氢能利用的关键技术，作为新型贮氢材料-镁基贮氢合金，由于其具有超高理论电化学容量的优势而受到全世界瞩目。本文阐述了镁基贮氢合金的电化学性能特点，介绍了镁基贮氢合金成分设计及制备工艺的国内外现状，指出了未来镁基贮氢合金应用研究的重点。     

镁基贮氢合金的制备

综述了镁基贮氢合金制备方法的研究进展，对熔炼法、机械合金化法、扩散法、氢化燃烧法、表面处理等几种主要制备镁基贮氢合金的方法的制备过程、影响因素、特点、优缺点等作了阐述，并论述了目前国内外采用不同制备方法所制得的部分镁基贮氢合金的充放氢性能和电化学性能。     

镁系合金的贮氢性能

近年来，镁系合金作为下一代基础结构材料受到关注，正在作为笔记本电脑、移动电话等的壳体材料在许多领域得到实际应用。它作为金属结构材料具有轻量，耐久、振动吸收、电导、热导性能好以及良好的再生利用特性。镁还具有贮氢特性，可吸收7.6wt%(质量分数)的氢，与氢的可逆反应可探索用于贮氢及氢的输送。 镁是密排六方晶体结构，与氢结合形成稳定的氢化物相，是金红石型正方晶结构的β- MgH2。氢化物生成焓为－74.6kJ/molH2，脱氢反应要在300℃以上进行，这一温度在实用上显然过高，而且镁对氢分子离解为氢原子的触媒作用极弱，因此，Mg…     

镁基复合贮氢合金的合成及其电化学性能

采用机械合金化法合成了NiB粉末，并将其与MgNi非晶态合金进行机械复合，研究了复合对MgNi贮氢合金电极结构及电化学性能的影响。XRD结构分析表明MgNi—NiB通过机械复合后形成了均一的非晶相。电化学性能测试表明：NiB的复合虽然使得MgNi合金电极的初始放电容量有所降低，但是大幅度地提高了电极的循环稳定性。     

球磨表面包覆对镁基贮氢合金电化学性能的影响

表面包覆是一种表面改性方法,对于提高贮氢合金表面活性,防止氧化和抑制容量衰退有较积极的作用。探索了以球磨方法对二元非晶合金Mg50Ni50和三元非晶合金Mg(50-x)TixNi50(x=5,10,15)进行表面包覆的工艺及其对合金电极充放电循环稳定性的影响。结果表明：Y,Al,Ni等包覆元素皆可在一定程度上延缓非晶合金Mg50Ni50较快的循环容量衰退,而且Ni对Mg(50-x)TixNi50(x=5,10,15)合金的包覆可有效地提高其循环稳定性。     

Mg—Ni基贮氢合金元素取代改性研究进展

本文综述了近年来Mg—Ni基贮氢合金元素替代发展状况。元索取代影响Mg—Ni基贮氢合金贮氢量、吸放氢温度等吸放氢性能,改善Mg-Ni合金的电化学容量、活化性能、循环稳定性等电化学性能。对此,提出了合金需要解决的问题。     

Mg-Ni基贮氢合金元素取代改性研究进展

本文综述了近年来Mg-Ni基贮氢合金元素替代发展状况.元素取代影响Mg-Ni基贮氢合金贮氢量,吸放氢温度等吸放氢性能,改善Mg-Ni合金的电化学容量、活化性能、循环稳定性等电化学性能.对此,提出了合金需要解决的问题.     

稀土镁基贮氢电极合金的结构与电化学性能研究

Rietveld全谱拟合表明,La_(0.7)Mg_(0.3)(Ni_(0.85)Co_(O.15)(x=2.5,3.0,3.5,4.0,4.5,5.0)型合金主相由(La,Mg)Ni_3和LaNi_5组成,随x的增加,(La,Mg)Ni_3相的丰度从48.4％(x=2.5)增加到78.2％(x=3.5)然后减小到12.2％(x=5.0);LaNi_5相的丰度当x=2.5—3.5时,保持基本不变(约20％),当x值增加到4.0时突然增加到71.9％,随着x增加,合金的吸氢量首先增加然后减小,合金放氢平台压力首先保持基本不变然后增加;合金电极的最大放电容量从228.3 mA·h/g(x=2.5)增加到395.6mA·h/g(x=3.5),然后又减小到226.8 mA·h/g(x=5.0),当放电电流密度I_d=1000 mA/g时,合金电极的高倍率性能从x=2.5时的53.5％提高到x=3.5时的85.8％然后又减小到x=4.5时的73.9％,随着x值的增加,合金电极的电化学反应动力学性能首先增加,达到一个最大值后,其动力学性能又有所下降。     

AB_3型La-Mg-Ni系稀土贮氢合金电极合金结构和贮氢性能

用感应熔炼的方法制备了AB_3型La-Mg-Ni系稀土贮氰电极合金,采用X射线衍射、Sievert型测试仪、三电极测试体系研究了合金的相结构、吸氢性能、电化学性能.X射线衍射分析结果表明,AB_3型La-Mg-Ni系稀土贮氢电极合金均南(La,Mg)Ni,相、(La,Mg)_2Ni_7相及少量杂质相组成,为多相结构;贮氢性能实验研究表明,具有PuNi_3结构的LaNi_3,型合金的吸氧量高于具有CaCu_5结构的LaNi_5型合金.     

La-Mg-Ni系贮氢合金的研究进展

综述了近几年La-Mg-Ni系贮氢合金的研究进展，阐述了为了提高电极合金综合性能所采取的手段，包括元素替代、制备复合贮氢材料、表面处理及制取工艺等。总结了La-Mg-Ni系贮氢合金目前存在的问题，并提出了今后应用研究的方向。     

储氢合金表面处理的研究进展

系统介绍了近年国内外储氢合金表面处理工艺的研究进展,并讨论了各种处理工艺对储氢合金电化学容量、电催化活性、循环稳定性、高倍率放电能力、活化以及自放电等各个方面性能的影响。     

稀土系贮氢合金热处理的研究与进展

AB5型稀土系贮氢合金因其具有良好的性能而得到广泛应用。本文综述了热处理对AB5型稀土系贮氢合金微观结构以及电化学性能的影响,指出通过适当的热处理工艺可以获得良好的电化学性能。     

La-Mg-Ni系贮氢合金的研究进展

La—Mg—Ni系贮氢合金是最具希望的新一代Ni—MH电池的负极材料,本文阐述了该合金系研究的主要进展,分析了LaMg—Ni系电极合金性能的主要影响因素,就提高La—Mg—Ni系电极合金电化学循环稳定性的问题提出了看法。     

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.     

真空感应熔炼制备La-Mg-Ni型储氢合金工艺研究

研究并讨论了合金精炼工艺对La-Mg-Ni型La_(1.8)Mg_(0.2)Ni_(3.4)Co_(0.1)储氢合金中镁含量的影响。合金中Mg含量随着合金熔炼时间的增加而减少。研究发现,La_(1.8)Mg_(0.2)Ni_(3.4)Co_(0.1)储氢合金在1.5 min,1400℃条件下精炼后成分最符合设计要求。     

用SPS技术制备La-g-i储氢合金的工艺探究

采用放电等离子烧结技术（SPS）制备La-Mg-Ni储氢合金，以La0.7Mg0．3Ni2.5Co0.5合金为例，探究最佳的工艺制度。结果表明：当烧结温度为800℃时，合金为多相结构，包括（La，Mg）Ni3相、（La，Mg）2Ni7相、Mg2Ni相和微量的Co2Mg相；在该温度下，合金的最大放电容量达到最大值359mAh／g，同时表现出最好的放电平台特性。     

快淬工艺对La-Mg-Ni系贮氢合金微观结构及电化学性能的影响

用铸造及快淬工艺制备了La-Mg-Ni系（PuNi3型）贮氢合金La2Mg（Ni0．85Co0.15）9Bx（x=0，0．1，0．2），分析测试了铸态及快淬态合金的微观结构与电化学性能，研究了硼及快淬工艺对合金微观结构及电化学性能的影响。结果表明，铸态合金具有多相结构，主相包括（La，Mg）Ni3相（PuNi3型）和LaNi5相，残余相为一定量的LaNi2相和微量的Ni2B相，经快淬处理后Ni2B相消失，并且其它相的相对量随淬速的变化而变化。不含硼合金的容量随淬速的增加而单调减小，含硼合金的容量随淬速变化有一个极大值。合金的循环寿命随淬速的增加而增加，铸态及快淬态合金均有优良的活化性能。