TiV_(2.1)Ni_x(x=0.2~0.6)贮氢合金的相结构及电化学性能

系统研究了TiV2.1Nix(x=0.2,0.3,0.4,0.5,0.6)贮氢合金的相结构及电化学性能。XRD及SEM分析表明:合金均由体心立方(bcc)结构的V基固溶体主相和TiNi基第二相组成;随着Ni含量x的增加,合金中V基固溶体主相的相含量和晶胞参数逐渐减小,TiNi基第二相含量逐渐增多,且当x≥0.4时,TiNi基第二相组织沿主相晶界形成明显的三维网络状结构。电化学测试表明:随着x的增加,合金的高倍率放电性能及循环稳定性均得到显著改善;但当x从0.4增加到0.6时,合金的活化性能变差,最大放电容量降低。在研究的合金中,TiV2.1Ni0.4表现出较好的综合性能。     

过化学计量比无钴合金Ml(Ni_(0.82)Mn_(0.07)Al_(0.06)Fe_(0.05))_(5.4)的晶体结构和电化学性能

详细研究了过化学计量比无钴合金 Ml(Ni0 .82 Mn0 .0 7Al0 .0 6 Fe0 .0 5) 5.4 在常规熔铸、快速凝固、退火处理不同制备条件下的组织结构和电化学性能。X射线衍射 (XRD)分析表明 ,常规熔铸合金由 Ca Cu5型主相加少量的第二相(Al Ni3)组成 ,而快速凝固合金的第二相析出得到一定程度的抑制 ,常规熔铸合金经 10 0 0℃退火处理后 ,部分第二相溶解消失。电化学测试表明 ,与常规熔铸合金相比 ,快速凝固和退火处理均大大提高了合金的电化学循环稳定性 ,但活化性能和高倍率放电性能稍有下降。快速凝固合金的电化学容量有所提高 ,而退火合金的放电容量与常规熔铸合金的基本相当     

Mg_3MnNi_(2-x)Co_x(x=0～0.2)储氢合金的相结构及电化学性能研究

为了研究Mg3MnNi2储氢合金的电化学储氢性能,实验采用Co元素部分取代Mg3MnNi2合金中的Ni,用固相扩散法制备出Mg3MnNi2-xCox(x=0~0.2)系列合金,并分析其相结构,以及测试合金的电化学性能和动力学性能。结果表明:Co元素的添加并不改变合金的主相,Co替代Ni明显改善了合金的放电容量、循环稳定性以及动力学性能等,其中当Co的含量从0增加到0.2时,合金的最大放电容量达到最大值282.36mA·h/g,20次循环后容量保持率仍有74.7%,而且动力学性能也是最优,高倍率放电性能ηHRD从66.4%增长到73.3%。这主要是Co替代Ni能够降低生成氢化物的稳定性,提高合金的抗粉化能力,以及降低合金的极化电阻。     

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。     

La_(0.7)Mg_(0.3)Ni_(2.8)Co_(0.5-x)Fe_x系列合金的制备及其储氢性能

在制备La-Ni-Co-Fe中间合金的基础上,采用机械合金化方法制备La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.5-xFex(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)系列储氢合金,研究在不同球磨时间下储氢合金的物相、微观形貌和电化学性能及元素置换对其储氢性能的影响。结果表明:La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.5合金的主相为LaNi5相,La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.5-xFex系列储氢合金球磨40 h和80 h后,主相为LaNi5相和少量LaMg2Ni9相;且随着球磨时间的增加,合金晶粒变细小,La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.5合金的最大放电容量呈变大的趋势,从142.4 mA.h/g增加到157.5 mA.h/g,La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.2Fe0.3合金的最大放电容量从150.7mA.h/g增加到162.1mA.h/g,合金具有较好的循环稳定性能。     

退火热处理对Nd0.75Mg0.25(Ni0.8Co0.2)3.5储氢合金结构和性能的影响

采用中频感应熔炼制备Nd0.75Mg0.25(Ni0.8Co0.2)3.5储氢合金,在0.03 MPa氩气氛围进行退火,退火温度分别为850,900和950 ℃,保温时间均为7 h。分别对合金的电化学性能、气态储氢性能和合金的微观结构进行研究。结果表明,合金在退火热处理前后的相组成没有发生明显变化,主相均为Ce2Ni7型(Nd,Mg)2(Ni,Co)7相和CaCu5型NdNi5相。合金中晶粒尺寸随着退火温度的升高而增大,相界面则减少,退火消除晶格应力、增加成分均匀性、增加储氢容量;同时有部分Mg在热处理过程中损失导致储氢容量的下降。900 ℃热处理使得Nd0.75Mg0.25(Ni0.8Co0.2)3.5合金表现出较好的储氢性能,最大电化学放电容量为359 mAh/g,合金电极在100次循环后容量保持率为90.3%,气态储氢容量达到1.65%（质量分数,下同）。     

熔体快淬对A_2B_7型La_(0.8)Mg_(0.2)Ni_(3.5)Co_(0.2)合金结构及电化学性能的影响

为了改善A2B7型La0.8Mg0.2Ni3.5Co0.2合金的电化学性能,采用熔体快淬技术制备了合金。用XRD、SEM分析了合金的微观结构,用电化学方法测试了合金的电化学性能。结果表明,快淬后,合金具有多相结构,包括两个主相(La,Mg)Ni5及(La,Mg)2(Ni,Co)7和残留相LaNi2.28相,快淬使合金的微观应变增加,柱状晶区域面积较大,合金的晶粒明显细化。快淬使合金的放电容量、平台中值电压降低,电化学循环稳定性提高。     

Zr_(0.8)Ti_(0.2)(Ni_(0.6)Mn_(0.2)V_(0.2)Cr_(0.05))_x贮氢合金结构和电化学性能的研究

研究了Zr0.8Ti0.2(Ni0.6Mn0.2V0.2Cr0.05)x(x=1.8～2.4)贮氢合金中化学计量x对晶体结构和电化学性能的影响。结果表明:随着x值的增大,合金中C14相含量逐渐减少,C15相含量逐渐增加,C14和C15相的晶格常数均线性减小;随着x值的增大,合金电极的活化性能提高,高倍率放电性能和放电容量均先升高,至x=2.2时达到最大值(最大放电容量为370mAh/g);超化学计量合金电极的循环寿命随x值的增大而降低,但当x<2.2时,经充放电循环500次以后容量保持率仍在80%左右。当化学计量值x等于2.2时,合金电极的综合电化学性能最好。     

(TiZr0.35)(V0.5Mn1.1-xCr0.4Nix贮氢合金的相结构和电化学性能

研究了(TiZr0.35)(V0.5Mn1.1-xCr0.4Nix)(x=0.7～1.0)贮氢合金的相结构及电化学性能.XRD及SEM分析表明:合金主要由具有六方结构的C14型Laves相和TiNi基第二相组成,随着Ni含量x的增加,合金晶胞体积逐渐变小,C14型Laves主相含量逐渐增多.电化学测试结果表明:随着Ni含量x的增加,合金的高倍率放电性能及循环稳定性均得到显著改善;合金的贮氢容量随着Ni替代量的增加而先增后减,当x=0.9时,达到最大电化学容量404mAh/g.     

AB3型LaMg2Ni9-x-y-zCoxMnyCuz储氢合金的制备及电化学性能研究

根据正交试验方案,采用共沉淀还原扩散法制备LaMg2Ni9-x-y-zCoxMnyCuz(x=1.8,2.1,2.4,2.7,3.0;y=2.1,2.4,2.7,3.0,3.3;z=0.3,0.6,0.9,1.2,1.5)系列AB3型稀土基储氢合金,研究该系列合金的放电容量和循环稳定性,并用X射线衍射对产物的结构进行微观分析。结果表明:3元素同时替代时合金的放电容量均高于单元素替代时合金的放电容量,但循环稳定性有所下降。合金结构分析表明,合金主相为La4Co3相。该系列合金中LaMg2Ni2.7Co2.1Mn2.7Cu1.5合金电极表现出的综合电化学性能较优。     

冷却速率对TiV2.1Ni0.4Zr0.06Cu0.03Cr0.1合金相结构及电化学性能的影响

研究了冷却速率对TiV2.1Ni0.4Zr0.06Cu0.03Cr0.1合金的相结构及电化学性能的影响。XRD、EBI、EDS分析表明,合金主要由V基固溶体主相和以网状分布于主相晶界的Ti2Ni基第二相组成。电化学测试表明,冷却速率较快时合金的最大放电容量、交换电流密度、极限电流密度和循环稳定性都得到提高。而高倍率性能下降是由于在较大的电流密度下快冷样品中第二相催化相在碱液中的溶解析出速率较快造成的     

Crystallographic and electrochemical characteristics of melt-spun Ti-Zr-Ni-Cu alloys

Ti44Zr32Ni22Cu2 and Ti41Zr29Ni28Cu2 alloys were prepared by the melt-spinning method. The phase structure was analyzed by X-ray diffraction,and the electrochemical performances of the melt-spun alloys were investigated. The results indicated that the Ti44Zr32Ni22Cu2 alloy was composed of the icosahedral quasicrystals and amorphous phases,and the Ti41Zr29Ni28Cu2 alloy comprised icosahedral quasicrystals,amorphous,and Laves phases. The maximum discharge capacity was 141 mAh/g for the Ti44Zr32Ni22Cu2 alloy and 181 mAh/g for the Ti41Zr29Ni28Cu2 alloy,respectively. The Ti41Zr29Ni28Cu2 alloy also showed a better high-rate dischargeability and cycling stability. The better electrochemical properties should be ascribed to the high content of Ni,which was beneficial to the electrochemical kinetic properties and made the alloy more resistant to oxidation,as well as to the Laves phase in the Ti41Zr29Ni28Cu2 alloy,which could work as the electro-catalyst and the micro-current collector.     

MICROSTRUCTURE AND ELECTROCHEMICAL CHARACTERISTICS OF Zr_(0.9)Ti_(0.1)(Ni_(1.1)Mn_(0.7)V_(0.2))_x METAL HYDRIDE ELECTRODE

The crystal structure, the phase composition and the electrochemical characteristics of Zr0.9Ti0.1(Ni1.1Mn0.7V0.2)x (x=0.90, 0.95, 1.00, 1.05) alloys were investigated by means of XRD, SEM, EDS and electrochemical measurements. It was shown that all alloys are multiphase with C15 Laves phase as a main phase along with C14 phase and some secondary phases. And the amounts of the C14 phase and secondary phases in the four alloys increases with decreasing x. The results indicated that the various stoichiometric ratios have great effects on the electrochemical characteristics such as the maximum discharge capacity, discharge rate capability and self-discharge properties etc. for Zr0.9Ti0.1(Ni1.1Mn0.7 V0.2)X (x=0.90, 0.95, 1.00, 1.05) alloys. The hyper-stoichiometric Zr0.9 Ti0.1(N1.1Mn0.7 V0.20)1.05 exhibits the maximum discharge capacity of 332mAh-g-1. The C14 phase and secondary phases seems to improve discharge rate capability of the alloys.     

MICROSTRUCTURE AND ELECTROCHEMICAL CHARACTERISTICS OF Zr0.9Ti0.01（Ni1.1.Mn0.7V0.2）x METAL HYDRIDE ELECTRODE

The crystal structure,the phase composition and the electrochemical characteristics of Zr0.9 Ti0.1(Ni1.1Mn0.7V0.2)x(x=0.90,0.95,1.00,1.05) alloys were investigated by means of XRD,SEM,EDS and electrochemical measurements.It was shown that all alloys are multiphase with C15 Laves phase as a main phase along with C14 phase and some secondary phases.And the amounts of the C14 phase and secondary phases in the four alloys increases with decreasing x.The results indicated that the various stoichiometric ratios have great effects on the electrochemical characteristics such as the maximum discharge capacity,discharge rate capability and self-discharge properties etc.for Zr0.9Ti0.1(Ni1.1Mn0.7V0.2)x(x=0.90,0.95,1.00,1.05)alloys.The hyper-stoichiometric Zr0.9Ti0.1(Ni1.1Mn0.7V0.20)1.05 exhibits the maximum discharge capacity of 332mAh·g^-1.The C14 phase and secondary phases seems to mprove discharge rate capability of the alloys.     

Cu粉复合球磨处理对Ⅴ基固溶体型贮氢合金电化学性能的影响

研究了V基固溶体型贮氢合金(TiV211Ni013和TiV211Ni015)与Cu粉进行复合球磨处理对其相结构及电化学性能的影响。X射线衍射和扫描电镜分析表明,铸态合金均由体心立方(bcc)结构的V基固溶体主相和bcc结构的TiNi基第二相组成;当与Cu粉复合球磨处理后,合金均变成由V基固溶体主相和体心四方(bct)结构的CuNi2Ti第二相组成,且合金颗粒的表面状态发生改变。电化学测试表明,球磨处理后合金电极的最大放电容量增加了25～39mA·h/g,100次循环容量保持率大幅提高,循环稳定性得到显著改善。结果表明,Cu粉复合球磨处理是通过同时改变V基合金的第二相成分和晶体结构以及合金颗粒的表面状态来改善合金的电极性能,这与其他传统球磨方式仅通过改变合金的表面状态来改善电极性能的作用机制有所不同。     

元素Ti对贮氢合金ZrMn0．7V0．2CO0．1Ni1．2相结构和电化学性能的影响

研究了元素Ti对贮氢电极合金ZrMn0.7V0.2Co0.1Ni1.2的相结构、相组成以及电化学性能的影响。结果表明，对于合金Zr1-xTix(Mn0.7V0.2Co0.1Ni1.2)，其母体合金的主相为C15型Laves相，并含有少量的非Laves相Zr7M10；但随着掺Ti量的增加，合金中出现C14型Laves相，而且其含量逐渐增加；在x=0．1～0．2时，合金中还出现少量的TiNi相，而在x=0．4～0．5时，非Laves相Zr7M10和TiNi相全部消失，说明元素Ti大量的掺杂抑制了第二相的产生：而且随着Ti含量的增加，合金中的C15型和C14型Laves相的晶格常数逐渐减小。电化学测试结果发现，当含Ti量x=0．2时，合金有最大放电容量Cmax为354mAh／g，在放电电流为300mAh／g条件下，高倍率放电性能比母体合金提高了15％。     

Effect of La on the crystalline and electrochemical properties of Ti-Zr-Ni melt-spun alloys

Ti45Zr30Ni25 and Ti45Zr30Ni25La alloys were prepared by melt-spinning, and the phase structure and electrochemical performances of the melt-spun alloys were investigated. The results showed that the Ti45Zr30Ni25 alloy was composed of the quasicrystalline phase, amorphous phase and Laves phase. The Ti445Zr30Ni25La alloy contained quasicrystalline and amorphous phases. The maximum discharge capacity was 111 mAh/g for the Ti45Zr30Ni25 alloy electrode, and 124 mAh/g for the Ti45Zr30Ni25La alloy electrode. The Ti45Zr30Ni25La alloy electrode ex-hibited a better high-rate dischargeability and cycling stability than the Ti45Zr30Ni25 alloy electrode. The improvement of electrochemical properties was mainly ascribed to the increase in the amorphous phase due to the addition of La.     

Ti0.9Zr0.2Mn（1.8—x）MxV0.2（M=Ni,Cr;x=0,0.2）合金的贮氢性能

研究了Ti0.9Zr0.2Mn(1.8-x)MxV0.2(M=Ni,Cr;x=0,0.2)合金的晶体结构与贮氢性能。结果表明,Ti0.9Zr0.2Mn1.6Ni0.2V0.2和Ti0.9Zr0.2Mn1.6Cr0.2V0.2的贮氢量达到240mL/g。合金的主相均为C14 Laves相,镍,铬的取代使点阵常数和晶胞体积增大,P－C－T曲线的滞后降低,压力平台的倾斜度增加。     

Synergistic effect between Laves phase and Zr Ni phases in Zr(MnVNi)_2 hydrogen storage alloys

１　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅＡＢ２ｔｙｐｅＺｒｂａｓｅｄＬａｖｅｓｐｈａｓｅｈｙｄｒｏｇｅｎｓｔｏｒａｇｅａｌｌｏｙｓｈａｖｅｂｅｅｎｓｔｕｄｉｅｄｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙｄｕｅｔｏｔｈｅｉｒｈｉｇｈｃａｐａｃｉｔｙ，ｌｏｎｇｃｙｃｌｅｌｉｆｅｔｉｍｅａｎｄｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｔｏｂｅｃｏｍｅａｐｒｏｍｉｓｉｎｇｃａｎｄｉｄａｔｅｆｏｒＡＢ５ｔｙｐｅａｌｌｏｙｓｉｎＮｉＭＨｂａｔｔｅｒｉｅｓ［１，２］．ＵｎｌｉｋｅｔｈｅｃｏｍｍｏｎＡＢ５ｔｙｐｅｈｙｄｒｏｇｅｎｓｔｏｒａｇ…     

合金元素对Ti-Ni-Cu系钎料性能的影响

本实验设计一系列不同成分的Ti-Ni-Cu系钎料,研究合金元素B、Si、Zr等对钎料非晶形成能力和性能的影响.结果表明:微量B、Si元素均能显著改善Ti-Ni-Cu系钎料对Si3N4陶瓷的润湿性;在相同试验条件下,添加0.2%B的Ti40Ni15Cu钎料铺展面积最大;不含zr元素的Ti-Ni-Cu系钎料合金的非晶形成能力均很差.本实验设计的Ti40Zr20Ni20CuB0.2、Ti40Zr20Ni25CuB0.2两种钎料既具有良好的润湿性,又具有良好的非晶形成能力;与Ti40Zr25Ni15Cu非晶钎料钎焊Si3N4陶瓷的接头相比,Ti40Zr20Ni20CuB0.2、Ti40Zr20Ni25CuB0.2非晶钎料钎焊Si3N4陶瓷接头的室温强度变化不大,但高温强度有明显提高.