La1-xCaxNi3.2Co0.3Al0.3低钴储氢合金的组织与性能

通过X射线衍射、扫描电镜和能谱分析了新型低钴储氢合金La1-xCaxNi3.2Co0.3Al0.3(0≤x≤0.4)合金的晶体结构、组织形貌及各相化学成分,并研究了该合金的电化学性能.结果表明:当x≤0.1时,合金基本保持LaNi5主相和LaNi3第二相;当0.1＜x≤0.3时,出现的Al(NiCo)3第二相替代了LaNi3第二相.随着Ca含量的增加,合金活化性能变差,当x=0.2时,放电容量达到最高值(为295 mA·h/g),合金经300次充放电后,循环容量保持率为82.5%,且循环寿命得以改善.     

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。     

稀土元素对La0.8 Mg0.2 Ni2.8 Co0.6 储氢合金性能的影响

以La0.8Mg0.2Ni2.8Co0.6合金为基材,采用感应熔炼法制得以Ce,Pr,Nd部分替代La的系列储氢合金。3种稀土元素的加入对合金的组织没有本质的影响。与La0.8Mg0.2Ni2.8Co0.6的相组成相似,新合金也是在主相LaNi5中含有LaNi3第二相,且随着Ce,Pr,Nd替换量的增多,LaNi3相所占比例升高。在La0.8-xRExMg0.2Ni2.8Co0.6合金中,当Pr替换至x=0.2时,新合金基本保持La0.8Mg0.2Ni2.8Co0.6的放电容量375mA·h/g;其他添加比例及添加元素都在一定程度上降低了新合金的放电容量。加入Ce和Pr普遍提高放电电位,而Nd对放电电位的影响不大。La0.8Mg0.2Ni2.8Co0.6的容量衰减速率为1.07mA·h/(g·cycle),当Ce,Pr,Nd分别替换至x=0.3,0.6,0.6时,新合金的容量衰减速率依次降低到0.566,0.625,0.453mA·h/(g·cycle),循环稳定性有了很大提高。     

稀土组元对储氢合金La（Ni3.5Co0.8Mn0.4Al0.3）电化学性能的影响

通过稀土族金属中铈、镨和钕部分替代ＡＢ５储氢合金中的镧,研究了稀土组元变化（共１３组成分变化）对合金电极电化学性能的影响。结果表明稀土组元含量变化明显影响合金电极的电化学性能。镨对保持储氢合金电极的高放电容量有利,当含０．２％（摩尔分数）时放电容量达２９０ｍＡ·ｈ／ｇ,铈则相反;随钕含量的增加,电池的放电容量也降低。     

(MlMg)Ni_(4-x)Co_(0.7)Zn_x合金的储氢性能

研究了储氢合金(MlMg)Ni4-xCo0.7Znx(0≤x≤0.3)的气相储氢特性和电化学性能。结果表明,随着Zn含量的增加,合金吸、放氢(室温下)的平台压力降低,最大储氢量减少,分别从1.58%(x=0)减少到1.44%(x=0.2)、1.19%(x=0.3);合金的放电容量减少,分别从380mAh/g(x=0)减少到366mAh/g(x=0.1)、345mAh/g(x=0.2)、271mAh/g(x=0.3),但循环稳定性得到提高,经100次充放电循环后的容量衰减率从16%(x=0)降低到4%(x=0.3);适当控制Zn含量,既对合金的放电容量无大的影响,又可提高合金放电的稳定性,尤其是在大电流下放电的稳定性。     

LaNi5-xAlx (x=0~1.2)合金的循环储氢性能研究

通过真空感应熔炼法制备了LaNi5-xAlx (x=0, 0.25, 0.75, 1.2)储氢合金,并对其微观结构、力学性能、循环吸放氢性能及抗粉化性能进行了研究。结果表明,Al元素的加入能够明显改善合金晶体结构稳定性和储氢容量稳定性;随着Al含量的增加,合金的抗粉化性能呈现先减弱后增强的趋势;合金的力学性能和储氢容量共同影响着其抗粉化性能,其中力学性能是最主要的影响因素;在普通高纯氢气氛下,LaNi5-xAlx (x=0~1.2)合金的容量衰减主要是由于材料自身原因造成,很可能是发生了歧化反应     

热处理温度对LaNi3.8Al1Mn0.2合金储氢性能的影响

对热处理(1173K, 1223K, 1273K, 1323K)前后LaNi3.8Al1.0Mn0.2合金的研究表明,热处理前后合金均由一个主相,三种第二相组成。热处理后第二相后变小,分布更加弥散,第二相中LaNi2变为LaNi相,晶胞参数和晶胞体积增加,活化性能变差,但吸放氢平台压降低,吸放氢平台的斜率和滞后变小,合金的吸氢速度显著变快,吸放氢焓变和吉布斯自由能的绝对值增大,而吸氢量未见明显变化。随着热处理温度的升高,晶胞参数和晶胞体积先增大后减小,吸放氢平台压先降低后升高,斜率先增大后减小,滞后先减小后增大,而焓变和自由能的绝对值先增加后减小,在1223K分别达到最大和最小值,而热处理温度的升高使活化性能和动力学性能略有提升。     

La(1-x)MgxNi4.25Al0.75(x=0-0.3)合金的结构与储氢性能研究

采用三步感应熔炼法制备了La(1-x)MgxNi4.25Al0.75 (x=0.0,0.1,0.2,0.3) 储氢合金,对该系列合金的晶体结构和储氢性能方面进行了研究。晶体结构和相分析结果表明,当x=0.0和0.1时,合金由单一的LaNi4Al相组成;而x=0.2和0.3时,合金由LaNi4Al相, (La,Mg)Ni3相和AlNi3相构成。随着Mg含量x从0.2增至0.3时,合金的第二相丰度和吸/放氢平衡压明显升高,同时储氢容量减小。研究发现,当Mg添加量x=0.1时,合金除具有良好的储氢容量和低平台压外,其吸氢动力学性能更好。     

少量Si对无钴AB5型储氢合金性能的影响

采用电弧熔炼制备了La(NiAlMn)5-xSix(0≤x≤0.35)合金.借助XRD,SEM等分析了La(NiAlMn)5-xSix储氢合金的晶体结构和相组成,并研究了合金的电化学性能.结果表明:当x≤0.3时合金由LaNi5单相组成;当x=0.35时合金由主相LaNi5和第二相LaNi3构成.随着Si含量的增加,合金储氢量和放电容量减少.但是循环稳定性得到了改善.经300次充放电循环,合金在x=0.35时的容量损失率为19.4%.这是因为Si的加入使得合金的抗氧化性,耐腐蚀性得到了改善.     

（MlMg）Ni4—xCo0．7Znx合金的储氢性能

研究了储氢合金(MlMg)Ni4-xCo0.7Znx(0≤x≤0．3)的气相储氢特性和电化学性能。结果表明，随着Zn含量的增加，合金吸、放氢(室温下)的平台压力降低，最大储氢量减少，分别从1．58％(x＝0)减少到1．44％(x＝0．2)、1．19％(x＝0．3)；合金的放电容量减少，分别从380mAh／g(x＝0)减少到366mAh／g(x＝0．1)、345mAh／g(x＝0．2)、271mAh／g(x＝0．3)，但循环稳定性得到提高，经100次充放电循环后的容量衰减率从16％(x＝0)降低到4％(x＝0．3)；适当控制Zn含量，既对合金的放电容量无大的影响，又可提高合金放电的稳定性，尤其是在大电流下放电的稳定性。     

Ti基贮氢合金Ti0．3Zr0．225V0．25Mn0．3-xNi0．45＋x（x=0-0．25）的显微组织及电化学性能

为了改善Ti基贮氢合金的电化学性能，采用XRD，SEM及EDS分析了Ti0．3Zr0．225V0．25Mn0．3-xNi0．45＋x（x=，0．05，0．10，0．15，0．20，0．25）贮氢合金的相结构及相成分，并研究了合金的电化学性能。结果表明，合金均由六方结构的C14型Laves主相和立方结构的C15型Laves第二相构成；随着Ni替代量x的增大，合金的活化性能降低，而循环稳定性得到一定程度的改善。当Ni替代量x=0．05时，合金的放电容量达到最大，为426mAh／g，显示出很大的应用潜力.     

LaNi5+x%TiMn1.19合金的贮氢性能

研究了LaNi5 x％TiMn1．19(质量百分比,下同)(x=5,10,15,25)合金的贮氢性能,研究结果表明：由于TiMn1．19合金的加入,有效地降低了贮氢材料的平台压力,当TiMn1.19的含量为15％左右时,室温下合金的平台压力近于0．1MPa,适于作为负极贮氢材料使用。     

Electrochemical Hydrogen Storage Characteristics of the as-Cast and Annealed La0.8-xPrxMg0.2Ni3.35Al0.1Si0.05 (x=0~0.4) Electrode Alloys

研究了Mg-3.8Zn-2.2Ca-xSn(x=0,0.5,1,2,质量分数%)镁合金的铸态组织、抗拉性能和蠕变性能。结果发现:在含Sn合金中会形成CaMgSn相,并且随着Sn含量从0.46%增加到1.88%(质量分数),合金中CaMgSn相的数量增加。同时,合金中Ca2Mg6Zn3相的形貌从最初的连续和/或半连续网状转变为半连续和/或断续状。此外,含Sn合金的晶粒被明显细化,其中含0.90%Sn合金的晶粒最细。与三元合金相比,含0.46%和0.90%Sn合金的抗拉性能和蠕变性能改善明显,而含1.88%Sn合金的屈服强度和蠕变性能虽然得到改善,但其抗拉强度和延伸率减小。在含0.46%、0.90%和1.88%Sn的3个合金中,含0.90%Sn的合金显示了优化的抗拉性能和蠕变性能。     

La（Ni,Sn）x（x=5.0～5.4）无Co贮氢合金的相结构与电化学性能

系统研究了La（Ni,Sn）x（x=5.0～5.4）无Co贮氢合金的化学计量比x对合金相结构和电化学性能的影响.XRD分析表明,除在x=5.4的合金中析出有少量的第二相（Ni）外,其它合金均为单相CaCu5型结构.随着x的增加,合金晶胞的c/a比值逐渐增大,并使合金的吸氢体积膨胀率（△V/V）明显减小,其原因主要与过计量比合金的晶体结构中存在有沿c轴定向排列的Ni-Ni“哑铃”对的结构特征有关.电化学测试表明,增大x会使合金的最大放电容量和高倍率放电性能（HRD）有所降低,但合金的循环稳定性得到显著提高.合金HRD值的减小主要是由于过计量比降低了合金电极的电催化活性,而合金循环稳定性的显著改善则主要归结于过计量比合金较小的吸氢体积膨胀及粉化倾向所致.     

Structure and electrochemical properties of low-cobalt La1- xLixNi3.2Co0.3Al0.3(0≤x≤0.2) hydrogen storage electrode alloys

The structure and electrochemical properties of a new low cobalt hydrogen storage electrode alloys La1-xLixNi3.2Co0.3Al0.3(0≤ x ≤0.2) were investigated with a different additions of Li in replacement of La. With the increase of Li contents the maximum discharge capacity increases from 240 mAh·g -1 ( x =0) to 328.4 mAh·g -1(x=0.1) and the cycle stability is improved correspondingly. The capacity decay can remaiN28.6% ( x =0.2) after 230 charge/discharge cycles. The high rate discharge(HRD) ability of the alloys( x≤0.1) is improved and the best HRD is 34.1%( x =0.1) under the discharge current density 1200 mA·g -1 . It is found that the prepared alloys are basically composed of LaNi5 as matrix phase and LaNi3 as second phase( x ≤0.1). But the abundance of LaNi3 phase dramatically decreases with increasing x . When x =0.2, a new phase Al(NiCo)3 is formed.     

La0.8-xCexMg0.2Ni3.5(x=0~0.20)贮氢合金电极的低温放电性能

用冷坩埚磁悬浮熔炼炉制各La0.8-xCexMg0.2Ni3.5(x=0.0.05,0.10,0.15,0.20)贮氢电极合金,采用X射线衍射、三电极体系系统研究合金的微观结构和电化学性能.研究表明:合金为多相结构,主相均为Ce2Ni7型六方相,还包括Cacu5型六方相、PuNi3型菱方相;P-C-T曲线显示,随着Ce含最的增加,合金放氢平台区域变窄,平台压力升高.合金中各组成相单胞体积的减小是其主要原因.随着Ce含量的增加,合金常温最大放电容量逐渐减小并且循环稳定性有一定改善;低温最大放电容量则先增大后减小,合金的低温高倍率放电性能以及交换电流密度均随Ce含量的增加而增加,但氢扩散系数随着Ce含量的增加而减小.