表面改性对贮氢合金电极性能的影响

本文用化学处理和化学镀镍对金属氢化物的表面改性处理,初步讨论和分析了这些处理对金属氢化物电极的活化和容量等性能的影响。其结果表明:表面改性后的贮氢电极放电容量提高,放电特性增强。     

球磨镁基贮氢合金的研究

在空气中用机械合金化制备了Mg2Ni贮氢合金,并用XRD、SEM、TEM和充放电测试等研究了合金的组成、结构和电化学性能。在非真空和没有保护气的条件下球磨,得到的Mg2Ni贮氢合金具有良好的活化性能及较高的贮氢容量。随着球磨时间的增加,容量也相应增加,当球磨30 h时,合金容量可达482.75 mAh/g,但在碱液中的氧化、腐蚀,使其容量衰退很快,循环稳定性不理想。     

工艺对MI(NiCoMnTi)_5贮氢合金性能的影响

本文应用电化学测试和差热分析(DTA)等技术对不同工艺制备的MI(NiCoMnTi)_5贮氢合金进行了较为详细的研究,发现工艺条件通过制约合金相结构和显微组织明显影响其电化学性能。     

聚苯胺包覆Mg_(1.8)Nd_(0.2)Ni贮氢合金电化学性能的影响

利用高分子导电聚合物的聚合反应对镁系贮氢合金Mg1.8Nd0.2Ni进行表面处理,采用SEM对合金颗粒表面的微观结构进行观察,合金表面形成了一层聚苯胺导电高分子包覆层。研究了不同表面处理时间和处理方式对合金电化学性能的影响,实验表明表面处理能提高材料的抗氧化、抗腐蚀性能,改善电极电化学反应性能延长电极的使用寿命。表面处理提高了合金的活化性能与循环稳定性,容量保持率从77.82%提高到86.31%。EIS图表明包覆层增加了电极表面电荷转移阻抗。Tafel极化曲线中腐蚀电位明显右移,抗腐蚀性能提高,导电高分子层的网状结构加速了氢原子的传导并且阻止了合金表面氧的渗透。另外通过动电位极化曲线发现,表面处理工艺使合金的内部缺陷得到了优化,氢在体相内的扩散速率明显增加。     

成型压力对贮氢合金电极性能的影响

本文对用做电化学性能测量的电极片的成型压力对贮氢合金粉电化学性能测量结果的影响作了较为深入的研究,发现压力过高、过低均导致活化速度、容量、放电电压特性的降低。压力过低导致电极片寿命的减低,而过高则会导致升高。     

微包覆对贮氢电极性能及放电机理的影响

用交流阻抗法、恒电位阶跃法和模拟电池充放电实验,研究了贮氢合金表面微包覆处理前后在不同的放电时刻电极表面的电化学反应阻抗、氢在合金中的扩散系数和电极的放电性能。结果表明,在放电末期电极表面电化学阻抗的急剧增大是引起贮氢合金电极放电终止的主要因素;微包覆铜和钴可促进氢的扩散并显著降低电化学反应阻抗,推迟阻抗增大的时间,因而提高了电极的放电性能。     

包覆镍硫合金对MH-Ni蓄电池负极性能的影响

以往的研究表明,采用在贮氢合金粉或贮氢合金电极表面包覆物质的方法可以提高MH-Ni蓄电池的性能。研究了一种贮氢合金电极的表面处理方法,该处理方法使电极表面包覆一层非晶态镍硫合金的导电膜。测定了MH-Ni蓄电池的放电性能并以扫描电镜(SEM)、能量散射X射线谱(EDX)以及X射线衍射分析(XRD)对电极表面情况进行了研究,同时,以交流阻抗法和循环伏安法对电极进行了表征。结果表明,电极在经过处理以后,电化学反应电阻有所减小,可以使电极的大电流放电性能和循环寿命得到改善。     

影响贮氢电池性能的工艺因素

采用正交试验方法研究了贮氢电极的配方、粘结剂、添加剂、制片压力等多种工艺因素对贮氢电池性能的影响,得到了制备贮氢电极的最佳工艺条件。结果表明制得的贮氢电池具有较好的综合性能。     

热处理对La_(0.9)Nd_(0.1)(NiCoMnAl)_5电极性能的影响

研究了热处理对Ｌａ０．９Ｎｄ０．１（ＮｉＣｏＭｎＡｌ）５电极材料结构、成分、脱氢压力－组成等温曲线（ＰＣＴ）、循环寿命的影响。Ｘ射线衍射结果表明热处理降低了评价主相峰的半高宽（ＦＷＨＭ）平均值，即降低了晶格应力。采用ＪＳＭ－８４０能谱分析仪对热处理前后合金成分进行分析，发现热处理使得合金中的Ｌａ、Ｍｎ向晶内扩散，而Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｌ却向晶界偏聚。测定了室温下热处理前后的合金脱氢ＰＣＴ曲线及其电极循环寿命曲线，结果表明热处理使电极放电容量有所降低，同时却又使电极循环寿命有所提高，并且还降低了合金平衡压。     

元素Ti， Zr， Ni对AB2贮氢合金电极动力学的影响

动力学性能差是AB2贮氢合金电极的一个缺点。采用恒电流阶跃及线性极化法研究了金属元素钛、锆、镍对贮氢电极合金Ti0．7＋y＋zZryCr1．2V0．8Nix（x＝0．1,0．2,0．3,0．4;y＝0．0,0．2;z＝0．0,0．1,0．2,0．3）动力学性能的影响,结果表明随镍含量降低,或者是锆取代部分钛后动力学性能均变差,在z从0．0到0．4变化时动力学性能先得到改善然后又恶化。     

镁基非晶贮氢电极合金的研究现状与展望

综述了Mg基贮氢电极合金最新的研究情况,总结了目前对提高Mg基合金综合性能所进行的探索,如理论研究中的Mg基非晶合金的电化学性能,容量衰退的原因与模型,实践研究中的复合改性、多元合金化方法等。认为改善镁基电极合金的容量和循环充放电性能,必须走多元合金化的路线并继续深入研究有关的基础理论,从而更有效地指导合金化:发展多元合金化的非晶态Mg-Ni型合金和非晶、纳米晶Mg2 Ni型合金以及球磨、烧结、溅射等多种制备工艺的复合和优化。     

镁基合金PMMA复合制备及其结构与储氢性能

利用球磨及喷雾成膜法制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)纳米限域的氢化燃烧合成(HCS)镁基氢化物(MgH_2)。利用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等测试对样品进行了成分及结构分析。压力-组成-温度(PCT)测试表明样品在温度250℃、3.0 MPa H_2下,60 min内吸氢容量能到达3.24%(质量分数),同时样品放氢的起始温度由原来的250℃降到60℃,在温度250℃、0.005 MPa H_2下,120 min内放氢容量为2.08%(质量分数)。     

贮氢合金粉末粒度对其电化学性能的影响

研究考察了粉末粒度对贮氢合金Ml(Ni3 75Co0 60 Mn0 40 Al0 2 5)电极电化学性能的影响。结果表明 :在不同粒度范围内 ,合金粉的平均粒径越大 ,其 0 2C、1C及 2C放电容量越高 ,达到最高容量的活化次数越少。对于混合合金粉 ,3 7μm以下贮氢合金粉的质量含量为 10 %时 ,其 0 2C、1C及 2C放电容量达到最高值 ,但其达到最高容量的活化次数随着混合合金粉中 3 7μm以下贮氢合金粉的含量的增大而增多。     

还原剂处理对La-Mg-Ni系A_2B_7型贮氢合金性能的影响

以A_2B_7型贮氢合金La_(0.75)Mg_(0.25)Ni_(3.3)Co_(0.25)为对象,用不同还原剂对贮氢合金进行表面处理,系统研究了还原处理前后合金电极电化学性能的影响。结果表明:与未处理相比,还原剂处理后合金电极活化次数只需2次即可活化,明显改善电池的活化性能,合金电极的循环寿命比未处理合金显著提高,三种不同还原剂KBH_4、N_2H_4、NaH_2PO_2处理后的合金电极100次循环保持率分别为75.33%、78.70%、89.29%。合金电极的高倍率放电性能依次增加,但高于未处理合金,从动力学的角度对贮氢电极高倍率放电性能进行了分析。结果表明,与未处理相比,三种不同还原剂KBH_4、N2H_4、NaH_2PO_2处理后的合金电极的交换电流密度依次增大,其极限电流也逐渐增大,循环伏安氧化峰面积和峰电流也出现同样变化。表明表面还原处理能有效提高贮氢合金电极吸、放氢过程的动力学性能,其高倍率放电性能的改善是源于电极表面的电子迁移速率和氢在合金体相中扩散速率这两方面共同作用所引起的。     

含Fe的AB5型贮氢合金的性能

为了分析Fe替代Co的作用效果,对所制备的AB5型贮氢合金MmNi3.55Co0.75-xMn0.4Al0.3Fex(x=0、0.1、0.2、0.3、0.4和0.5)进行了电化学性能与结构测试。当x≤0.2时,Fe有利于合金综合电化学性能的提高;随着Fe含量增加,合金晶胞参数及体积(a、c、c/a和V)增加。     

Ti基AB2 Laves相合金的结构与电化学性能

Ti基Laves相贮氢合金具有容量大、活化容易、价格便宜的优点 ,但是循环稳定性不足。综述了近年钛基电极合金的研究发展状况 ,包括该系合金的放电容量、活化性能、循环性能以及各种元素对合金性能的影响。分析了晶体结构与性能的关系。     

稀土系AB_5型贮氢电极合金材料优化设计原理

着重研哭了ＡＢ５型合金中Ａ侧稀土组元的作用,并对合金的各个侧面进行系统的优化研究（Ａ－混吕稀土或纯稀土组元;Ｂ－镍及镍代元素的总称）。贮氢电极合金的电化学性能与其成分、结构和组织密切相关。ＡＢ５型多元电极合金研究过程中,在成分方面,向多元合金化发展,既降低了合金成本,又改善了材料性能;在结构上,合金偏离ＡＢ５结构,发展非化学计量比合金;在显微组织上,从主相向“主相＋辅相”发展,有效地改善了合高倍率放电能力。主要采用多元合金化方法来提高合金的循环寿命和采用混合稀土（Ｍｍ、Ｍｌ、Ｌｍ）代替纯Ｌａ来降低合金成本,以达到实用化的要求。系统地研究子稀土组元ＲＥ＝Ｌａ１－ｘ－ｙ－ｚＣｅｚＮｄｙＰｒｚ对ＲＥ（ＮｉＣｏＭｎＴｉ）５合金电化学性能的影响,为描述稀土组元的综合效应,引入四组元受约束的成分四边形来表达Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ和Ｐｒ成分变化,在此基础上,作出合金的电化学性能综合图,为筛选稀土组元的最佳组成提供依据。由于纯Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ和Ｐｒ价格昂贵,工业生产中不宜直接应用以上的研究结果,本研究口进一步采用们廉的富镧混合稀土和富混合稀土按适当比例配制,以获得所需成分要求的合金,基于前面已优化Ａ和Ｂ侧的结果,进一步研究化学计     

稀土贮氢合金织构生长特性的研究

用Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）分析方法,探讨了ＡＢ５ 型稀土贮氢合金在不同冷却速度下织构生长特性及其对电极性能的影响。研究结果表明：在普通快冷条件下,具有不同成分的贮氢合金锭呈不同的织构生长特性,一般具有（１０１）＋ （００２）晶面择优取向,平行于冷却面也即柱状晶生长方向,并可获得较高的放电容量;在快速凝固下制得的贮氢合金,其表面呈强的（０００２）基极织构也即ｃ轴织构。这与不含Ｍｎ 的稀土贮氢合金即Ｍｍ Ｎｉ３．５Ｃｏ０．７ Ａｌ０．８合金锭的柱状晶结构具有强的ｃ轴织构取向以及定向凝固合金在不同冷却速率下的织构取向相一致