非化学计量比对贮氢合金Mm(NiCoMnAl)5Bx电化学性能的影响

研究了稀土系非化学计量比贮氢合金Mm(NiCoMrLAl5)5Bx(x=0，0．1，0．2，0．3，0．4)微观结构及电化学性能，分析了非化学计量比x对贮氢合金电化学性能的影响．研究结果表明，铸态非化学计量比合金Mn(NiCoMnAl)5Bx具有双相组织，主相为CaCu5结构相，还有少量CeCO4B第二相，第二相的相丰度随x的增加而增大．经22m/s淬速快淬处理后，合金中的第二相消失．随非化学计量比x的增加，合金的电化学容量下降，但活化性能、倍率放电能力循环寿命明显提高，放电电压特性得到一定改善．     

A2B7型La0.75Mg0.25Ni3.5-xCrx(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-xCrx(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端Cr元素对Ni部分替代对合金相结构及电化学性能的影响.X衍射(XRD)分析表明,La0.75Mg0.25Ni3.5合金是由La2Ni7相组成.随着Cr元素的加入,该类合金中出现LaNi5相及LaNi3相,且随着Cr含量的增加而增多.电化学测试表明,随Cr含量的增加,合金电极活化次数变化不大,最大放电容量逐步降低,合金的最大放电容量由x=0.05时的383.43 mAh/g下降到x=0.3时的348.40 mAh/g;而合金的高倍率放电性能呈现先增后减的趋势,当电流密度为900 mA/g时,合金的高倍率放电性能由83.66%(x=0)增加到92.57%(x=0.05)然后减小到83.9%(x=0.3);循环稳定性先增加后下降,当x=0.1时合金电极的循环寿命达到最大(S100=74.71%).     

La(Ni,Sn)5+x (x=0～0.35)贮氢合金的晶体结构与电化学性能

系统研究了La(Ni,Sn)_5+x（x=0~0.35) 无Co贮氢合金的化学计量比对其晶体结构及电化学性能的影响.X射线衍射分析仪（XRD）分析表明，上述合金均为单相CaCu₅结构.但在过计量比(x>0)合金的结构中，有部分1a位置元素（La）的原子被沿c轴定向排列的Ni-Ni“哑铃”对所替代，且其替代La原子的分数随x的增大而增多，从而导致合金晶胞的c轴及c/a比值明显增大，晶胞体积有所减小，并显著降低了合金的吸氢体积膨胀率.电化学测试表明，增大x值可使合金的循环稳定性得到显著提高，但也使合金的最大放电容量和高倍率放电性能有所降低.研究发现，由于合金的化学计量比增大会使其结构中含有较多的Ni-Ni“哑铃”对，合金的抗吸氢粉化能力得到了明显的改善，从而使合金在充放电过程中的反应比表面积有所减小、腐蚀速率得到抑制、循环稳定性得到显著提高.但合金反应比表面积的减小也导致了电极反应的速率的减小，从而使其高倍率放电性能有所降低.     

Cu对高淬速AB5型贮氢合金电化学性能的影响

用Cu替代Mn(NiMnAl)4.9C00.4合金中50％的Co元素，对两种合金分别进行快淬处理，测试了它们的活化性能，放电容量，放电电压性能和高倍率放电能力，试验结果表明，Cu替代Co元素不影响合金的活化次数，且使放电容量，低倍率放电电压平台得到明显改善，但高倍率放电电压特性格略有降低，合金的高倍率放电能力下降。     

熔炼掺杂对AB5型贮氢合金的结构和性能影响

为了探索一种新的掺杂方式对AB5型贮氢合金性能的影响,采用熔炼掺杂方法,研究了掺杂适量TiMn1.5合金（掺杂量为4％、8％的TiMn1.5）对成分为‰．La0.7Ni2.65Co0.75Mn0.1的AB5型贮氢合金的结构及性能影响。XRD测试结果证实：掺杂后合金的主相仍为LaNi5相,生成了少量（NiCo）2Ti相。（NiCo）3Ti相的出现对贮氢合金的气态和电化学贮氢性能都有不同程度的降低。合金电极的动力学测试结果表明（线性扫描法和交流阻抗法）：在0．5～2．5C的放电电流密度,掺杂前后的合金电极的反应速率均由电极表面电荷转移速率决定,掺杂4％TiMn1.5的合金样品电极的高倍率放电性能有一定的改善。在3C放电电流密度以上,电极反应速率均由氢扩散速率来控制,随着TiMn1.5的掺杂的增加,其合金电极的高倍率性能降低。     

熔炼掺杂对AB5型贮氢合金的结构和性能影响

为了探索一种新的掺杂方式对AB5型贮氢合金性能的影响,采用熔炼掺杂方法,研究了掺杂适量TiMn1.5合金(掺杂量为4％、8％的TiMn1.5)对成分为La0.7Ni2.65Co0.75Mn0.1的AB5型贮氢合金的结构及性能影响.XRD测试结果证实:掺杂后合金的主相仍为LaNi5相,生成了少量(NiCo)3 Ti相.(...     

气体雾化AB5型贮氢合金微观结构特征及电化学性能

用气体雾化方法可以制备具有CaCu5型六方晶体结构MmNi5-x(CoMnAl)x的球形贮氢合金粉．其贮氢合金表面存在氧化层．气体雾化合金需要较长周期才能充分活化，然而气体雾化合金的循环寿命明显优于机械球磨合金．     

退火处理对La-Mg-Ni-Co合金电化学性能的影响

为了改善La-Mg-Ni-Co系贮氢电极合金的综合电化学性能，研究了退火处理对La0.7Mg0.3(Ni0.85Co0.15)3.4相结构和电化学性能的影响.在1 073 ～1 223 K下退火9 h制得样品，并进行了XRD分析以及恒电流充放电、线性极化和恒电位阶跃3种电化学测试.结果表明，铸态和退火态合金均由具有PuNi3结构的主相及少量杂相组成.退火态合金相的成分和结构均匀性得到明显改善，并具有较低的吸氢体积膨胀率.退火处理使合金的最大放电容量有所提高，循环稳定性得到明显改善.退火态合金放电容量的提高与合金中主相丰度的增大密切相关.合金循环稳定性的改善主要归结于退火态合金具有较低的吸氢体积膨胀率和较好的合金成分均匀性.     

LaxMm1-x(NiCoMnCuAl)5.1贮氢合金的电化学性能

在低钴AB5型贮氢合金LaxMm1-x(NiCoMnCuAl)5．1(x=0．25，0．38，0．56，0．74)中，加入纯La调整富Ce混合稀土中的La含量，测试了合金的电化学性能，研究了La含量的变化对LaxMm1-x(NiCoMnCuAl)5．1合金晶格参数、热力学参数及电化学性能的影响。结果表明，合金的晶格常数、晶胞体积及标准生成焓的绝对值随La含量的增加而增大，La含量的增加对提高铸态及快淬态合金的容量有利，但使得电化学循环稳定性及放电平台压下降，La含量的变化对合金的活化性能基本没有影响，铸态和快淬态合金通过1～2次循环均可完全活化。     

AB5型储氢合金电极材料的研究

采用熔体旋转(melt-spinning)技术制备的AB5型储氢合金，用扫描电镜观察合金的显微组织并对合金成分进行了EDX分析，用XRD研究合金结构和晶胞参数及吸氢体胀率，对比快淬态与铸态合金的使用性能．结果表明．快淬态合金性能优于铸态合金．     

Influences of melt spinning on electrochemical hydrogen storage performance of nanocrystalline and amorphous Mg2Ni-type alloys

In order to improve the electrochemical hydrogen storage performance of the Mg₂Ni-type electrode alloys, Mg in the alloy was partially substituted by La, and the nanocrystalline and amorphous Mg₂Ni-type Mg_20−x La _x Ni₁₀ (x=0, 2) alloys were synthesized by melt-spinning technique. The microstructures of the as-spun alloys were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The electrochemical hydrogen storage properties of the experimental alloys were tested. The results show that no amorphous phase is detected in the as-spun Mg₂₀Ni₁₀ alloy, but the as-spun Mg₁₈La₂Ni₁₀ alloy holds a major amorphous phase. As La content increases from 0 to 2, the maximum discharge capacity of the as-spun (20 m/s) alloys rises from 96.5 to 387.1 mA·h/g, and the capacity retaining rate (S ₂₀) at the 20th cycle grows from 31.3% to 71.7%. Melt-spinning engenders an impactful effect on the electrochemical hydrogen storage performances of the alloys. With the increase in the spinning rate from 0 to 30 m/s, the maximum discharge capacity increases from 30.3 to 135.5 mA·h/g for the Mg₂₀Ni₁₀ alloy, and from 197.2 to 406.5 mA·h/g for the Mg₁₈La₂Ni₁₀ alloy. The capacity retaining rate (S ₂₀) of the Mg₂₀Ni₁₀ alloy at the 20th cycle slightly falls from 36.7% to 27.1%, but it markedly mounts up from 37.3% to 78.3% for the Mg₁₈La₂Ni₁₀ alloy.     

Effect of stoichiometry and Cu-substitution on the phase structure and hydrogen storage properties of Ml-Mg-Ni-based alloys

To improve the electrochemical properties of rare-earth–Mg–Ni-based hydrogen storage alloys, the effects of stoichiometry and Cu-substitution on the phase structure and thermodynamic properties of the ...     

从废渣中提取的稀土镍钴合金储氢性能的研究

采用水浴—合金置换—电弧渣金熔分三步法从储氢合金冶炼废渣中提取稀土镍钴合金,以此为母合金,依据设计的成分,配入纯金属,电弧熔炼配制成新的储氢合金,测试其储氢性能,结果表明,回收后储氢合金的电化学容量达到315 mAh/g,接近标准储氢合金粉;气固吸氢量为1.403%,PCT曲线平台明显,且平台比较宽,表明吸氢量大;当合金容量衰减到初始容量的80%时,其循环次数为158次.     

Influence of Temperature on Electrochemical Performances of Rare Earth Based Hydrogen Storage Material

1 IntroductionRare earth-based hydrogenstorage alloys ofAB5typehave beenthe most major electrode material for small-sizeNi/MHbatteries because of their high discharge capacity,superior highrate capability andfavorable ratio of pricetoperformance. But their electrochemical performances be-come worse when the alloys are applied to large-size Ni/MHbatteries of electric vehicles .Thisfact may be due tothe rising of temperature inside the large batteries causedbythe high electric current of char…     

新法回收废储氢合金性能的研究

针对废储氢合金粉回收提出一种全新的方法,即提炼和冶炼相结合的方法,并研究提炼后的中间合金及再生新合金的性能.经测试,回收后储氢合金的电化学容量达到282 mAh/g,PCT测试固气吸氢量为1.032%(质量分数),X射线测得主体相为CaCu5型六方结构,但其中含有微量杂质相,这有待于对中间合金的提炼工艺做进一步的研究.总之,利用此种方法得到回收后储氢合金的性能与原合金相近,是一种具有广阔发展前景的回收方法.     

不同放电深度下LaNi3.8Co0.6Mn0.3Al0.3合金的电化学行为研究

为了分析储氢合金放电过程中的电化学反应与动力学变化规律,采用电化学交流阻抗分析方法研究 La-Ni3.8Co0.6Mn0.3Al0.3合金电极在不同放电深度下的电化学行为.结果表明:随着放电深度的增加,电极表面活性氢覆盖面积S 及内部金属颗粒间接触电阻Rpp逐渐降低,即电极的导电性增加;此外,交换电流密度Io也随放电深度增加而增大,意味着电极表面反应速率加快,同时氢扩散系数 DH 明显降低;合金电极动力学在放电前期主要由电极表面反应速率控制,后期由电极中氢原子在合金颗粒内部的氢扩散系数控制.     

硼及快淬工艺对La-Mg-Ni系贮氢合金的微观结构及电化学容量的影响

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=0,0.05,0.1,0.15,0.2),分析测试了铸态及快淬态合金的微观结构与电化学容量,研究了硼及快淬工艺对合金微观结构及电化学容量的影响.结果表明,铸态合金具有多相结构,包括(La,Mg)Ni3相(PuNi3型)、LaNi5相,一定量的LaNi2相和微量的Ni2B相,经快淬处理后Ni2B相消失.硼的加入对铸态及快淬态合金的容量产生不同的影响,铸态合金的容量随硼含量的增加而单调下降,而快淬态合金的容量随硼含量的增加有一极大值.快淬处理对含硼及不含硼合金的容量也有不同的影响,随淬速的增加,不含硼合金的容量单调下降,而含硼合金的容量可以获得一个极大值.     

硼对稀土系AB5型贮氢合金电化学容量及循环寿命的影响

为了提高低钴AB5型贮氢合金的电化学循环稳定性，在MmNi3．8Co0.4Mn0.6Al0．2贮氢合金中加微量的硼．用真空快淬工艺制备了稀土系低钴AB5型MmNi3．8Co0．4Mn0．6Al0．2Bx(x=0，0．1，0．2，0．3，0．4)贮氢合金，分析测试了铸态及快淬态合金的电化学性能及微观结构，研究了硼对铸态及快淬态合金电化学容量及循环寿命的影响．结果表明，硼使铸态及快淬态MmNi3.8Co0.4Mn0．6Al0．2贮氢合金的电化学容量不同程度地降低，但使电化学循环稳定性大幅度提高．硼对电化学性能的影响主要是促进非晶相的形成．     

稀土-镁-镍基贮氢合金的研究进展

综述了近几年稀土-镁-镍基贮氢合金电极材料相结构与电化学性能等方面的研究进展。介绍了改善合金电化学性能的方法,包括合金组成的改进、热处理、表面处理、制备复合合金等方法。讨论了稀土-镁-镍基贮氢合金研究中的几个重要问题以及发展方向。