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.     

磁热处理对La—Mg—Ni-Co合金微结构与电化学性能的影响

考察La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5合金分别在铸态、热处理及磁热处理3种状态下的微结构及其电化学性能.通过XRD衍射及SEM分析贮氢合金的物相组成和电极合金循环后的形貌,研究Co部分替代Ni以及有无外加磁场下热处理对合金微结构与电化学性能的作用规律.结果表明:经Co部分取代的La-Mg-Ni铸态合金经过50次循环后,放电容量保持率从64.46%提高到74.80%;经磁热处理后,La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5合金的最大放电容量为324.80mA·h/g,较常规热处理合金的容量提高了10.59%,放电容量保持率为83.07%,其放电平台更为宽广且平坦:磁热处理的引入进一步降低贮氢合金电极的极化电阻,改善合金电极动力学性能.     

氟化处理对La0.67Mg0.33Ni2.25Co0.75贮氢合金电化学性能的影响

采用扫描电镜、充放电测试、线性极化和电位阶跃等方法研究了氟化处理对La0.67Mg0.33Ni2.25Co0.75贮氢合金电化学性能的影响。结果表明,氟化处理提高了合金电极的循环稳定性,合金电极50次充放电循环后的容量保持率显著提高。同时,氟化处理也提高合金电极的交换电流密度,降低极化电阻,并且有利于氢在合金中的扩散,从而显著改善合金的高倍率放电性能 (HRD)     

电解液中添加Cu(OH)2对La2MgNi7.5Co1.5 贮氢合金电极电化学性能的影响

采用电子探针(EPMA)、X射线衍射(XRD)和电化学测试研究了在6 mol/L KOH电解液中添加Cu(OH)2对La2MgNi7.5Co1.5贮氢合金电极电化学性能的影响.结果表明,合金电极外表面上被镀上Cu膜,Cu膜的厚度和致密性随充放电循环次数的增加而增加,合金电极表面形成致密性Cu膜,可以有效地抑制电极内部贮氢合金的氧化,但对贮氢合金颗粒粉化的抑制作用不明显.在电解液中添加Cu(OH)2,增加了La2MgNi7.5Co1.5合金电极的活化次数,降低了该合金电极的高倍率放电性能,但对合金电极的最大电化学放电容量没有负面影响.此外,利用电沉积方法在电极表面镀Cu膜能够明显改善该合金电极的电化学循环稳定性.     

添加Si对A_2B_7型电极合金结构及电化学贮氢性能的影响(英文)

为改善La–Mg–Ni系A2B7型合金的电化学贮氢性能,在合金中添加一定量的Si元素,通过真空熔炼及退火处理的方法制备La0.8Mg0.2Ni3.3Co0.2Six(x=0-0.2)电极合金。研究Si元素的添加对合金结构及电化学贮氢性能的影响。结果表明,铸态及退火态合金均为多相结构,分别为Ce2Ni7型的(La,Mg)2Ni7相和CaCu5型的LaNi5相以及少量的残余相LaNi3。Si元素的添加没有改变合金的主相,但使得合金中的(La,Mg)2Ni7相减少而LaNi5相增加。添加Si显著地影响了合金的电化学性能。随着Si含量的增加,铸态及退火态合金的放电容量逐步降低,但循环稳定性却随着Si含量的增加而增强。此外,合金电极的高倍率放电性能、极限电流密度、氢扩散系数以及电化学交流阻抗谱的测试均表明合金的电化学动力学性能随着Si含量的增加先增加而后减小。     

快淬纳米晶和非晶Mg_(20)Ni_(10-x)Co_x(x=0～4)合金的贮氢性能(英文)EI北大核心CSCD

为了改善Mg2Ni型合金的贮氢性能,采用Co部分替代合金中的Ni以及快淬工艺制备了纳米晶和非晶态Mg20Ni10-xCox(x=0,1,2,3,4)贮氢合金。用XRD、SEM、HRTEM分析了铸态及快淬态合金的微观结构,并测试了合金的气态吸/放氢动力学及电化学贮氢性能。结果表明,在快淬无Co合金中没有形成非晶相,但快淬含Co合金中形成一定量的非晶相。Co替代Ni及快淬处理显著地改善了合金的气态吸放氢性能。同时,Co替代Ni也显著地提高了快淬态合金的放电容量和电化学循环稳定性。     

快淬纳米晶和非晶Mg_(20)Ni_(10-x)Co_x(x=0～4)合金的贮氢性能(英文)

为了改善Mg2Ni型合金的贮氢性能,采用Co部分替代合金中的Ni以及快淬工艺制备了纳米晶和非晶态Mg20Ni10-xCox(x=0,1,2,3,4)贮氢合金。用XRD、SEM、HRTEM分析了铸态及快淬态合金的微观结构,并测试了合金的气态吸/放氢动力学及电化学贮氢性能。结果表明,在快淬无Co合金中没有形成非晶相,但快淬含Co合金中形成一定量的非晶相。Co替代Ni及快淬处理显著地改善了合金的气态吸放氢性能。同时,Co替代Ni也显著地提高了快淬态合金的放电容量和电化学循环稳定性。     

Co替代Ni对快淬Mg2Ni型合金结构及电化学贮氢性能的影响

为了改善Mg2Ni型贮氢合金的电化学贮氢性能,以Co部分替代合金中的Ni,用快淬工艺制备Mg2Ni型Mg2Ni1-xCox(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)合金,获得长度连续、厚度约为30μm、宽度约为25 mm的快淬合金薄带。并用XRD、SEM、HRTEM分析快淬态合金薄带的微观结构;用DSC研究快淬薄带的热稳定性;用程控电池测试仪测定合金薄带的电化学贮氢性能;探索Co替代Ni对快淬Mg2Ni型合金结构及电化学贮氢性能的影响。结果表明:在快淬无Co合金中没有发现非晶相,但快淬含Co合金中存在明显的非晶结构,证明Co替代Ni提高了Mg2Ni型合金的非晶形成能力。Co替代Ni使快淬态合金的热稳定性略有提高,显著地改善了合金的电化学贮氢性能,包括放电容量、电化学循环稳定性以及高倍率放电性能,这主要归因于Co替代Ni导致结构的变化以及非晶形成能力的提高。     

V对贮氢合金微观结构和电化学性能的影响

为了开发AB5型稀土系低Co贮氢合金，研究了加V低Co贮氢合金M／Ni3．55Co0.3Mn0.4Al0．25Cu0．15Fe0.1Cr0.1Zn0.13Vx（x=0．02，0．05，0．08）V含量变化对放电容量、循环稳定性的影响机理。结果表明，加V低钴贮氢合金可以获得良好的综合电化学性能，但V的加入应严格控制。在本研究范围内，x=0．02的加V低钴贮氢合金具有最佳的综合电化学性能。     

La0．67Mg0．33Ni2．5Co0．5贮氢合金的制备和MH电极性能研究

采用高频感应熔炼方法制备了PuNi3型La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5合金;用X射线衍射分析和电化学方法研究了添加不同Mg含量以补偿Mg元素烧损时合金的组织结构和电化学性能。X射线衍射分析(XRD)表明,铸态合金由．PuNi3型主相和少量的CaCu5型第二相组成,铸态合金经1223K和10h退火处理后,CaCu5型第二相可明显减少,其中Mg增加10％时得到纯度较高的PuNi3型组织。电化学测试表明,增加适当Mg含量和进行退火热处理能明显提高和改善合金电极容量、循环稳定性和大电流放电性能。与AB5型和。482型Laves相贮氢合金比较,PuNi3型La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5贮氢合金具有电极容量高及优良的大电流放电性能。     

A、B侧元素化学计量比对La-Mg-Ni-Co系四元储氢合金的电化学性能影响研究

采用共沉淀-还原扩散法制备了具有不同化学计量比的La-Mg-Ni-Co系储氢合金(AB3、AB3.3、AB3.5),重点考察B侧元素不同化学计量比对四元合金La-Mg-(Ni-Co)x(x=3.0,3.3,3.5)相结构和电化学性能的影响规律。结果表明,成分合金La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5(x=3.0)具有良好的综合电化学性能。同时采用3种电化学动力学实验分别对合金电极表面的电荷转移阻抗和电荷转移速率以及合金体相中氢的扩散速率进行了表征。证实合金元素化学计量是通过影响合金电极表面的电荷转移和合金体相中氢的扩散速率综合作用来改变其电化学动力学性能。     

高性能AB5型贮氢合金的成分设计

贮氢合金是MH-Ni电池技术的核心，则其化学成分是决定贮氢合金性能的主要因素，在分析MH-Ni电池对负极材料的性能要求及电极失效机理的基础上，详细讨论了AB5型贮氢合金的主要电化学性能与各种合金元素之间的关系，提出了高性能AB5型贮氢合金成分设计的总体思路和应考虑的各种因素。     

球磨包覆镍对A2B7型合金电极电化学性能影响的研究

为进一步改善A2B7型贮氢合金电极的电化学性能,以La0.75Mg0.25Ni3.44Al0.06为研究对象,用未包覆合金粉末和球磨包覆镍处理不同时间的合金粉末制备合金电极,研究了合金电极的电化学性能和动力学性能.结果表明:合金粉末经球磨包覆镍处理后制得的合金电极,其活化性能及循环稳定性有所提高;球磨包覆镍处理可提高合金电极的交换电流密度J0,改善其电催化活性,降低电化学阻抗,加快电荷迁移速率,从而提高合金电极的高倍率放电能力.     

Effects of Ca-substitution and surface treatment on electrochemical performances of Ml1.0- xCax Ni4.0Co0.6Al0.4 hydrogen storage alloy electrodes

１　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＮｉｃｋｅｌｍｅｔａｌｈｙｄｒｉｄｅ（Ｎｉ／ＭＨ）ｂａｔｔｅｒｉｅｓｈａｖｅａｔｔｒａｃｔｅｄｍｕｃｈａｔｔｅｎｔｉｏｎｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｙｈａｖｅｈｉｇｈｅｒｅｎｅｒｇｙｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌａｄｖａｎｔａｇｅｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈＮｉ／Ｃｄｂａｔｔｅｒｉｅｓ．ＭａｎｙｍｕｌｔｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔＡＢ５ｔｙｐｅｈｙｄｒｏｇｅｎｓｔｏｒａｇｅａｌｌｏｙｓｈａｖｅｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｏｉｍｐｒｏｖｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆ…     

Effect of commercial AB5 alloy addition on the electrochemical properties of Ml-Mg-Ni-based hydrogen storage alloys

A commercial AB5 hydrogen storage alloy was used as an additive to improve the electrochemical properties of Ml-Mg-Ni-based hydrogen storage alloys.The effect of AB5 alloy addition on the phase structure,charge/discharge characteristics,and electrochemical kinetics of Ml0.90Mg0.10Ni3.08Mn0.13Co0.63Al0.14 alloy was investigated.The maximum discharge capacity of Ml0.90Mg0.10Ni3.08Mn0.13Co0.63Al0.14 + 4 wt.% AB5 electrode reaches 406 mAh/g.The anodic polarization,cyclic voltammetry,and potential step discharge experiments show that the electrochemical kinetics of the electrode with additives was promoted,with the LaNi5 phase of AB5 alloy acting as electro-catalytic sites in the electrode alloy.The high-rate dischargeability of Ml0.90Mg0.10Ni3.08Mn0.13Co0.63Al0.14 + 4 wt.% AB5 alloy electrode at 1100 mA/g reaches 60.9%,which is 9.4% higher than that of Ml0.90Mg0.10Ni3.08Mn0.13Co0.63Al0.14 alloy electrode.The cycling stability of the electrode with 4 wt.% AB5 alloy has also been improved.     

The electrochemical hydrogen storage of CNTs synthesized by CVD using LaNi5 alloy particles as catalyst and treated with different temperature in nitrogen

The multi-wall carbon nanotubes (MWNTs) were synthesized by chemical vapor deposition (CVD) using LaNi₅ alloy particles as catalyst. The effect of 40–60 nm MWNTs treated with different temperature in nitrogen on the electrochemical properties of CNTs–Ni electrode were investigated. Three-electrode system was introduced for testing electrochemical hydrogen storage of the electrode. The CNTs–Ni electrodes were used as the working electrode, which were prepared by mixing MWNTs and Ni powder in a weight ratio of 1:10 (MWNTs:Ni). Ni(OH)₂/NiOOH worked as the counter electrode and Hg/HgO as the reference electrode. A 6 mol/L KOH solution acted as the electrolyte. MWNTs treated with different temperature in nitrogen ambient represented a great discrepancy in the electrochemical hydrogen storage capability under the same testing condition. The CNTs–Ni electrodes with 40–60 nm diameter CNTs which were treated in a temperature of 800 °C in nitrogen has the best electrochemical hydrogen storage capacity of 588.1 mAh/g and a corresponding discharging plateau voltage of 1.18 V. From 500 to 800 °C, the higher temperature the MWNTs treated, the better the electrochemical hydrogen storage property of them is. This shows that the temperature of treatment is an important factor that influences electrochemical hydrogen storage performance of MWNTs.     

快速凝固钛钒系贮氢合金电化学性能研究

研究了快速凝固处理对钛钒系贮氢电极合金Ti0.8Zr0．2V2．4Mn0．48Cr0．72Ni0．9的相结构、特别是电化学性能的影响规律。XRD研究表明：合金主要由六方结构的C14 Laves相和体心立方结构的钒基固溶体相所组成，快速凝固减少了合金中C14 Laves相的含量。电化学性能分析表明：快速凝固降低了合金电极的最大放电容量，增加了电极的活化次数，提高了电极表面的反应阻抗，恶化了电极的动力学性能，但是却大大改善了合金电极的循环稳定性。     

新型钛钒系贮氢电极合金

研究了新型钛钒系贮氢电极合金Ti0.8Zr0.2V2.665Mn0.535Cr0.8Ni的相结构、微观组织及电化学性能。XRD及EDS分析表明：铸态合金主要由C14 Laves相母体和树枝晶的钒基固溶体相组成，同时由于成分偏析的缘故，合金中还存在少量的TiNi基的第三相。热处理使得合金中C14 Laves相及钒基固溶体相的晶胞参数和晶胞体积增大，促进合金成分的均匀化，同时极大地改善了合金电极的综合电化学性能。     

稀土氧化物对贮氢合金电极电化学性能的影响

研究了稀土氧化物La_2O3_,CeO_2,Nd_2O_3和Y_2O_3对AB_5型贮氢电极电化学性能的影响。研究表明,除Y2_O3_外,其余的稀土氧化物可提高贮氢电极的1C放电容量和放电电压,延长贮氢电极的循环寿命,且对贮氢电极性能有利的顺序为:La2_O3_>CeO2_>Nd2_O3_;稀土氧化物添加量越多,贮氢电极的循环稳定性越好,但对贮氢电极的1C放电容量和放电电压的影响存在最佳值。造成这些结果的原因是:稀土氧化物增大贮氢合金颗粒间的接触电阻;稀土氧化物的催化作用;稀土氧化物对镍催化剂的稳定作用及抑制贮氢合金进一步氧化的作用。