粉末粒度对储氢合金电化学性能与气态储氢性能的影响

采用真空中频感应熔炼炉熔炼La_(0.67)Mg_(0.33)Ni_(2.5)Co_(0.5)合金,机械研磨成粉,分级过筛得到一系列不同粒度的合金粉末(平均粒度为10μm、53μm、77μm、119μm、196μm),通过XRD、SEM、激光衍射法等方法系统地研究分析了粉末粒度对储氢合金La_(0.67)Mg_(0.33)Ni_(2.5)Co_(0.5)气态储氢性能和电化学性能的影响。不同粒度合金气态吸放氢循环后都发生了不同程度的粉化,大颗粒以表面剥落的方式产生细粉,小颗粒以体断裂的方式粉化,小颗粒的抗粉化能力更强,电化学循环后,合金粉末粉化造成粉末掉渣形成孔洞。粒度越小,气态储氢孕育期越短,活化时间越短,电化学活化性能越好。随着合金粒度的减小,理论最大放电容量和实际测试的最大放电容量也随之减小,而理论容量发挥值却在增加。随循环次数增加,气态饱和储氢量和电化学放电容量急剧下降,小粒度合金循环寿命略好于大粒度合金粉。     

钛含量对MgNi储氢合金电化学性能的影响

对添加不同含量Ti的Mg2Ni-Ti储氢合金进行了电化学腐蚀试验和电化学循环稳定性的测试与分析,结果表明:合金元素Ti的添加,有利于提高Mg2Ni合金的电化学腐蚀性能和电化学循环稳定性。合金中Ti含量以0.8%为宜。与不添加Ti的Mg2Ni储氢合金相比,添加0.8%Ti时合金的腐蚀电位正移87 m V,放电容量衰减率从86%减小到47%。     

烧结温度对TiNi储氢合金电化学性能的影响

采用X射线衍射(XRD)分析,充放电测试,线性极化和电位阶跃等方法研究了在750,850,950℃3个不同温度下进行固相烧结对TiNi储氢合金的相结构和电化学性能的影响。结果表明:随着烧结温度的提高,TiNi合金最大放电容量由179.0 mAh.g-1增加到188.1和211.3 mAh.g-1。虽然温度的升高并没有提高合金的交换电流密度,但却大大增强了氢在合金中的扩散速率,扩散系数D从750℃的2.49×10-10cm2.s-1增加到850℃的2.61×10-10cm2.s-1和950℃的3.48×10-10cm2.s-1,从而显著的改善了合金电极的高倍率放电性能(HRD)。950℃烧结后的合金在1500 mA.g-1的放电电流下仍然可以放出84.6 mAh.g-1的电量。     

纳米晶富铈稀土储氢合金制备及电化学性能

通过双辊快淬法制备的AB5型富铈稀土储氢合金,经X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及元素分析(ICP),表明该合金具有纳米晶结构,其组成成分为La0.37Ce0.41Pr0.1Nd0.12Ni4.0Co0.45Mn0.3Al0.25.同时对合金电化学性能以及循环性能进行了表征,在100mA/g放电比容量为295mA·h/g,用300 mA/g充放电120次循环后,容量衰减仅为4.8%.     

Si元素对Ti基储氢合金电化学性能的影响

为了改善Ti基储氢合金的电化学性能，采用Si元素部分替代Mn元素的方法，分析研究了Ti基储氢合金Ti03Zr0．225V0.25Mn0．25-xNi0.5Six的相结构及电化学性能。结果表明，合金均由六方结构的C14型Laves主相和立方结构的TiNi第二相构成；随着Si元素替代量x的增大，合金的活化性能降低，而循环稳定性得到很大程度的改善。     

TiFe储氢合金的电化学性能研究

研究了机械合金化（MA）、真空电弧熔炼、熔炼后短时间球磨、退火和辐射照对TiFe合金电化学性能的影响。短时间球磨可提高TiFe合金放电容量和倍率放电性能,高能辐照可以激活电极表面活性,促进活化;机械合金化可以降低电极极化,增加循环寿命;退火对TiFe合金的电化学性能不利,同时,对真空电弧熔炼TiFe合金在高温时的电化学性能作了初步研究。     

替代方式对稀土系储氢合金电化学性能的影响

本文采用Co、Mn、Cu同时替代La Mg2Ni9中的Ni,并且与Cu单独替代时合金的电化学性能进行了比较,实验结果表明,与单元替代相比,多元替代有着较高的放电容量和较好的活化性能,但是其循环稳定性较差,文章系统的分析了产生此种现象的原因。此外,通过对综合性能最佳的合金La Mg2Ni2.7Co2.1Mn2.7Cu1.5进行X衍射分析,从微观角度进一步研究了储氢合金成分对合金电化学性能的影响,认为La4Co3和Mg Co Cu0.9Ni0.1可能是提高合金的最大放电容量的原因。     

合金的离子半径对镁基储氢材料电化学性能的影响

熔炼法制备了Mg2Ni0.95Al0.05、Mg2Ni0.95Ti0.05、Mg2Ni0.95Sn0.05四种单一元素掺杂镁基储氢电极合金，测定几个主要的电化学性能指标（包括活化循环次数、最大放电容量和容量衰退率），分析不同掺杂元素对合金电化学性能的影响。结果表明，在四种舍金中，舍金的电化学性质随掺杂元素的离子半径有规律的变化。活化性能受离子半径影响较大，最大放电容量与容量衰退率均随掺杂元素离子半径变化出现最佳值。     

合金元素对钒基固溶体储氢合金组织与电化学性能的影响

制备了添加不同含量合金元素Sc、Y的V3Ti Ni0.56系钒基固溶体储氢合金,通过显微组织观察,以及电化学腐蚀性能、充放电循环稳定性的测试与分析发现:合金元素Sc或Y的添加,有利于提高合金的电化学腐蚀性能、充放电循环稳定性,复合添加合金元素Sc和Y的效果较单一添加好。与V3Ti Ni0.56合金相比,复合添加合金元素Sc和Y可以使合金腐蚀电位正移193 m V,充放电循环20次后合金的放电容量衰减率从95%减小至21%。     

退火温度对汽车镍氢电池用储氢合金电化学性能的影响

采用真空电弧熔炼和退火的方法制备了电池负极用La_0.35Y_0.65Ni_3.5Mn_0.2Al_0.1储氢合金,研究了退火温度对储氢合金微观结构与电化学性能的影响。结果表明,随着退火温度从1173 K增加至1373 K,储氢合金中Ce₅Co₁₉相丰度先增大后减小,Ce₂Ni₇相和LaNi₅相逐渐转变成LaNi₃相,Ce₂Ni₇相在退火温度大于等于1273 K时消失;储氢合金在退火温度为1273 K时具有最正的腐蚀电位和最小的腐蚀电流密度,此时储氢合金的容量保持率S₁₀₀为89.95%、最大放电容量C_max为385.5 mAh/g,储氢合金电极的循环稳定性与电极表面耐腐蚀性能有关;随着退火温度从1173 K增加至1373 K,储氢合金的HRD₉₀₀...     

化学镀镍对AB_3型储氢合金电化学性能的影响

为了提高Mm0.78Mg0.22Ni2.48Mn0.09Al0.23Co0.47(Mm由82.3%La和17.7%Nd组成,记为AB3)储氢合金的电化学和动力学性能,采用化学镀镍的方法对其进行表面改性。运用XRD技术分析了合金的相结构,结果表明镀镍合金电极的相结构并无改变。电化学测试结果表明:镀镍处理后合金电极的放电比容量显著增大,最大达到327.7mA·h/g;循环稳定性也得到很大提高,经50个充放电循环后电极的容量保持率由原来的83.3%增加到了94.6%;合金电极的交换电流密度i0、极限电流密度iL、腐蚀电位Ecorr、电化学反应活性均得到明显提高。化学镀镍可提高合金的电化学性能。     

制备方法对TiNi储氢电极合金性能的影响研究

为了提高TiNi储氢电极合金的性能,分别采用四种不同的工艺制备了TiNi储氢电极合金,并进行了循环稳定性与电化学腐蚀性能的测试与分析。结果表明:与常规感应熔炼相比,真空感应熔炼、机械振动辅助真空感应熔炼和超声振动辅助真空感应熔炼制备方法使TiNi储氢电极合金的放电容量衰减率分别减小34%、48%和65%,腐蚀电位分别正移了92、141和173 mV。真空感应熔炼、机械振动辅助真空感应熔炼和超声振动辅助真空感应熔炼制备方法有利于改善TiNi储氢电极合金的循环稳定性和电化学腐蚀性能,其中以超声振动辅助真空感应熔炼最佳。TiNi储氢电极合金的制备方法应优选超声振动辅助真空感应熔炼。     

新能源汽车电池用钒钛镍基储氢合金的制备及性能研究

采用自蔓延法制备V-25Ti-10Ni和V-25Ti-10Ni-0.5Ce新能源汽车电池用钒钛镍基合金试样,并进行了显微组织、吸氢性能和耐腐蚀性能的测试、对比和分析。结果表明,与V-25Ti-10Ni合金相比, V-25Ti-10Ni-0.5Ce合金的晶粒更细化,在吸氢时间50 min时的吸氢量增大13.38%,经240 h腐蚀后V-25Ti-10Ni-0.5Ce合金的质量损失率减小37.61%,V-25Ti-10Ni-0.5Ce合金的吸氢性能和耐腐蚀性能均得到提高。     

热处理对气雾化储氢合金微观结构及电化学性能的影响

通过金相显微镜、Ｘ射线衍射分析了气体雾化方法制取的储氢合金粉主分别经５００、６００、８００℃真空热处理后合金的微观结构,研究了热处理对气体雾化储氢合金微观结构及电化学性能的影响。热处理可以消除应力,使纳米晶长大成微晶,并有效地提高气雾化储氢合金的放电容量和活化性能。     

气体雾化工艺参数对Mm(NiCoMnAl)_5储氢合金电化学性能的影响

分别对雾化过热度、凝固速率、凝固后冷却速率、雾化气氛等工艺参数对Mm(NiCoMnAl) 5储氢合金电化学性能的影响进行了研究。发现采用低的雾化过热度、高的凝固后冷却速率工艺 ,在纯度较高的惰性气氛中制备的 30～ 75 μm储氢合金粉末 ,具有良好的电化学性能。     

轴肩直径对搅拌摩擦改性钒钛镍储氢合金充放电性能的影响

采用不同轴肩直径进行了V_3TiNi_(0.56)钒钛镍储氢合金的搅拌摩擦改性试验,并进行了显微组织和充放电循环稳定性的测试与对比分析。结果表明:搅拌摩擦改性明显细化了合金内部晶粒,提高了合金的充放电循环稳定性。当轴肩直径范围在8～12 mm时,合金的平均晶粒尺寸和放电容量衰减率均先减小后增大,合金的充放电循环稳定性先提高后下降。与未经搅拌摩擦改性试样相比,采用轴肩直径10 mm搅拌头进行搅拌摩擦改性时合金的平均晶粒尺寸减小48%、放电容量衰减率下降24个百分点。     

Nd替代La对R-Mg-Ni基储氢合金结构和电化学性能的影响

用感应熔炼法制备了(La1-xNdx)0.8Mg0.2Ni3.4Al0.1(x=0~0.4)储氢合金。采用XRD、恒电流充放电技术研究了Nd部分替代La对合金结构和电化学性能的影响。XRD分析表明该合金为多相结构,合金主相由(La,Mg)2Ni7相变成(La,Mg)5Ni19。电化学性能研究表明,随着Nd的加入,合金电极放电容量先增加后减小。当x=0.1时,放电容量达到最大值365.0 m Ah·g-1。同时Nd的加入导致合金电极电化学循环性能和高倍率放电性能下降。     

涂层制备工艺对钒钛改性冷作模具钢性能的影响

采用不同的涂层制备工艺对钒钛改性冷作模具进行表面处理,并对其25℃室温和300℃高温下的耐磨损性能和室温冲击性能进行了测试与分析。结果表明:采用火焰喷涂后激光熔敷的涂层复合制备工艺获得的模具较采用火焰喷涂和激光熔敷处理模具的室温磨损体积分别减小了23%和27%,高温磨损体积减小了46%和50%,冲击吸收功增大了29%和18%。从提高钒钛改性冷作模具的耐磨损性能和冲击性能出发,应优选火焰喷涂后激光熔敷的涂层复合制备工艺。     

Mg2Ni系储氢合金电化学性能的研究

用固态扩散和机械球磨砺法制备出纳米级Ｍｇ２Ｎｉ、Ｍｇ１．７Ａｌ０．３Ｎｉ储合金，其电化学性能超过用传统方法制德的合金。驻卵是试表明：该合金放压平台（电压超过１．２Ｖ）较高：在２００ｍＡ／ｇ放电电流密度下，合金充放电循环５０次，容量仍保持在２００ｍＡｇ／ｇ以上。Ｘ射线行射分析表明；随着球磨时间延长，衍射峰的宽化程度变大，强度逐渐减弱，１２小时后变化减缓。这是由于晶粒尺寸较小。缺陷及应力密度增加入。合     

Mg_2Ni系储氢合金电化学性能的研究

用固态扩散和机械球磨法制备出纳米级Mg2 Ni和Mg1 .7Al0 .3 Ni储氢合金 ,其电化学性能超过用传统方法制备的合金。充放电测试表明 :该合金放电电压平台 (电压超过 1 2V)较高 ;在 2 0 0mA/g放电电流密度下 ,合金充放电循环 50次 ,容量仍保持在 2 0 0mAh/g以上。X射线衍射分析表明 :随着球磨时间延长 ,衍射峰的宽化程度变大 ,强度逐渐减弱 ,1 2h后变化减缓。这是由于晶粒尺寸变小 ,缺陷及应力密度增加之故。合金电化学性质的改善与合金在机械研磨中的微结构变化有关 ,并且合金组成中铝部分取代镁对于延长合金的循环寿命有至关重要的作用。