Zr0.8Ti0.2（Ni0.6Mn0.2V0.2Cr0.05）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370 mAh/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.     

V_3TiNi_(0.56)Al_(0.2)Cr_x(x=0～0.3)贮氢合金的微结构及电化学性能

采用自蔓延高温合成法制备V3TiNi0.56Al0.2Crx(x=0～0.3)贮氢合金,经XRD和电化学测试等研究Cr添加量对合金微结构及电化学性能的影响。结果表明:当x为0、0.1和0.2时,V3TiNi0.56Al0.2Crx合金均由V基固溶体主相和TiNi相组成;当x=0.3时,合金由V基固溶体主相和具有六方结构的C14型Laves相组成;随着Cr含量的增加,合金主相的晶胞常数和晶胞逐渐减小;添加Cr以后,合金电极的最大放电容量降低,对活化性能基本没有影响;此外,添加Cr可使合金循环性能得到明显改善,V3TiNi0.56Al0.2Cr0.3合金经过10次充放电循环后,容量保持率为99%,大电流放电性能最好;随着Cr含量的增加,合金中氢的扩散系数逐渐增大。     

超化学计量比Ti-Zr-V-Mn-Cr-Ni贮氢电极合金相结构及电化学性能研究

研究了超化学计量比对钛基贮氢合金相结构及电化学性能的影响。XRD及EDS分析表明，超化学计量比贮氢合金（Ti0.8Zr0.2)(V0.533Mn0.107Cr0.16Ni0.2)x(x=2,3,4,5,6)均主要由六方结构的C14型Laves相和体心立方结构的钒基固溶体相构成。随着x值的增大，两相的晶胞参数及晶胞体积均减小。电化学性能测试表明，当x的值在2－5范围内时，随着x值的增大，合金的最大放电容量、放电电位、高倍率放电性能（HRD）、循环稳定性、交换电流密度I0以及极限电流密度IL均提高。但继续增大x值后，除放电电位、高倍率放电性能和循环稳定性继续有所提高外，最大放电容量、交换电流密度I0以及极限电流密度IL均减小。此外，随着化学计量比的增大，合金电极的活化渐趋困难。     

CeMn0.25Al0.25Ni1.5+x(x=0.0, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9, 1.1)合金的相结构和电化学性能

研究了CeMn0.25Al0.25Ni1.5+x(x=0.0,0.3,0.5,0.7,0.9,1.1)超化学计量比合金的相结构和电化学性能。XRD、SEM和电化学性能测试结果表明:CeMn0.25Al0.25Ni1.5+x(x=0.0,0.3,0.5,0.7,0.9,1.1)合金主要含有六方的CeAl相和立方的CeNi相,合金的粒径随x值的增大而变大。Ni的超化学计量比添加能够大大提高合金的电化学活性,298K时,合金的放电容量从x=0.0时的118.3mAh/g提高到x=1.1时的200.7mAh/g;338K时,其放电容量随x值增大呈先增后减的趋势,x=0.0合金的放电容量为170.4mAh.g-1,当x=0.9时,放电容量出现最大值271.4mAh/g。合金电极的P-C-T曲线表明:随Ni超化学计量的增加,合金的平衡氢压平台斜率变小,宽度增大,平衡氢压升高,这可能是使合金电极放电容量增加的主要原因。     

La_(0.7)Y_(0.3)Ni_(3.4-x)Mn_xAl_(0.1)(x=0~0.5)储氢合微观结构和电化学性能

采用真空电弧熔炼及热处理的方法制备La0.7Y0.3Ni3.4-x MnxAl0.1(x=0～0.5)合金,通过XRD、SEM、EDS和电化学测试等方法,系统地研究了Mn替代Ni对合金微观组织、储氢和电化学性能的影响规律。结果表明,退火合金微观组织由主相Ce2Ni7型相和杂相PuNi3型、CeNi3型及Ce5Co19型相组成,Ce2Ni7型主相的丰度随Mn含量增加呈先增大后减小变化规律。当x=0.2时,主相的丰度达到最大值89.03%。增加Mn的含量有助于缓解合金的氢致非晶化倾向。随着Mn含量的增加,合金电极的放电容量逐渐升高,而充放电循环稳定性却逐渐降低,合金电极的最大放电容量和最佳循环稳定性分别为308.6mAh/g与95.09%。合金电极的反应动力学分析结果表明,氢原子在合金体相中的扩散为合金电极高倍率放电性能的动力学控制步骤。     

LaNi5-xFex(x=1～1.8)合金相结构及电化学性能

研究了LaNi5-xF3x(x=1.0,1.2,1.4,1.6,1.8)合金中Fe部分代替Ni对LaNi5型电极合金相结构及电化学性能的影响.结果表明:当x=1.0时,合金由LaNi5和La2Ni7相组成;当x=1.2时,开始出现(Fe,Ni)相;当x=1.6时,还开始出现La2Ni3相.随x增大LdNi5相逐渐减少、La2Ni7和(Fe,Ni)相逐渐增多.随Fe含量的增大,电极合金放电容量减小,扩散系数减小,交换电流密度呈先减小后增大的趋势,当x=1.4时,电极合金的交换电流密度达到最小值.Fe含量对合金电极高倍率放电性能HRD值的影响与对合金电极交换电流密度的影响趋势一致,这表明电极合金表面的电化学反应对合金的动力学性能影响更大.     

化学计量比对贮氢合金电极特性的影响

研究了化学计量比对AB4.8~AB5.2贮氢合金电化学性能的影响。结果表明:在本实验研究范围内,当x=0.1时,贮氢合金电极的0.2C,1C和5C放电容量、高倍率放电特性及3C循环寿命分别达到324mAh·g-1,301mAh·g-1,263mAh·g-1,0.81和530次。此外,化学计量比对贮氢合金的活化性能和温度特性均有较大的影响,当x分别为–0.2,–0.1,0.0,0.1和0.2时,贮氢合金电极在0.2C充放电的条件下活化次数分别为3次、4次、7次、5次和6次,且随着x的增大,贮氢电极的高温(45℃,1C)和常温(25℃,1C)放电效率下降,低温(–18℃,1C)放电效率则有增大的趋势。从合金活化性能、大电流充放电特性和循环稳定性来看,x=0.1时(AB5.1),能得到具有较佳的电化学性能的贮氢材料。     

氧含量对V_(2-x)Ti_(0.5)Cr_(0.5)NiO_x(x=0~0.35)贮氢合金组织结构和电化学性能的影响（英文）

为了提高V基固溶体贮氢合金的充放电循环稳定性能,研究了O含量对V2-xTi0.5Cr0.5NiO x(x=0~0.35)合金的组织结构和电化学性能的影响。组织结构分析表明,当没有添加O时,合金主要由bcc结构的V基固溶体相和TiNi相组成,随着O含量的增加,合金中出现了Ti4Ni2O新相。电化学测试表明,随着O含量的增加合金电极的最大放电容量有所降低,从x=0时的366.8 mAh/g降低到x=0.35时的225.3 mAh/g,而较少氧含量时,合金电极的循环稳定性能明显得到了改善,从x=0时的69.9%增大到x=0.2时的83.7%,而后又降低到76.9%(x=0.35)。电化学动力学分析结果表明,合金的高倍率放电性能,交换电流密度和氢的扩散系数均随着O含量的增加先增加而后减小。     

LaNi5-xFex（=1～1.8）合金相结构及电化学性能

研究了LaNi5-xFex（x=1.0,1.2,1.4,1.6,1.8）合金中Fe部分代替Ni对LaNi5型电极合金相结构及电化学性能的影响。结果表明：当x=1.0时,合金由LaNi5和La2Ni7相组成;当x=1.2时,开始出现（Fe,Ni）相;当x=1.6时,还开始出现La2Ni3相。随x增大LaNi5相逐渐减少、La2Ni7和（Fe,Ni）相逐渐增多。随Fe含量的增大,电极合金放电容量减小,扩散系数减小,交换电流密度呈先减小后增大的趋势,当x=1.4时,电极合金的交换电流密度达到最小值。Fe含量对合金电极高倍率放电性能HRD值的影响与对合金电极交换电流密度的影响趋势一致,这表明电极合金表面的电化学反应对合金的动力学性能影响更大。     

非化学计量比贮氢合金Ml(Ni0.71Co0.15Al0.06Mn0.08)x的电化学性能

研究了化学配比x对贮氢合金Ml(Ni0 .71 Co0 .1 5Al0 .0 6Mn0 .0 8) x(4.6≤x≤ 5.2 )的结构、组织、电化学性能和 p c T特性的影响。结果表明 ,随着x增大非化学计量比合金点阵常数a值减小 ,c值增大 ,单胞体积减小 ,当x =5.2时c/a达到最大值。x =5.0的化学计量比合金具有最小的点阵常数和单胞体积。放电容量、充放电循环稳定性和 p c T曲线平台压均随着x增大而提高 ,当x =5.2时达到最大放电容量和最佳循环稳定性。     

Al2O3／Al2（1-0．2）Mg0．2Ti（1＋0．2）O5基复相陶瓷的制备及其性能

以工业级α-Al2O3、金红石型TiO2和轻质MgO粉体为原料，过量配置α-Al2O3，采用固相反应法于1400℃煅烧实现了Al2O3／Al2（1-0．2）Mg0．2Ti（1＋0．2）O5基复相粉体的原位合成，实现两相的均匀混合，原位制备出性能良好的Al2O3／Al2（1-0．2）Mg0．2Ti（1＋0．2）O5基复相陶瓷。利用XRD对原位合成的复相陶瓷粉体的相组成进行了表征，利用FESEM观察了复相陶瓷的断口形貌，测量了复相陶瓷的烧结密度、抗弯强度和热膨胀系数，研究了第二相Al2O3的引入量对钛酸铝基陶瓷的微观结构、抗弯强度和热膨胀性能的影响。结果显示，当复相Al2O3的引入量为15％（质量分数）时，钛酸铝基复相陶瓷的抗弯强度提高到108MPa，并且具有较低地热膨胀系数0．7×10^-6／℃。     

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。     

Al2O3/Al2(1-0.2)Mg0.2Ti(1+0.2)O5基复相陶瓷的制备及其性能

以工业级α-Al2O3、金红石型TiO2和轻质MgO粉体为原料,过量配置α-Al2O3,采用固相反应法于1400℃煅烧实现了Al2O2/Al2(1-0.2)Mgg0.2Ti(1+0.2)O5基复相粉体的原位合成,实现两相的均匀混合,原位制备出性能良好的Al2O3/Al2(1-0.2)Mg0.2Ti(1+0.2)O5基复相陶瓷.利用XRD对原位合成的复相陶瓷粉体的相组成进行了表征,利用FESEM观察了复相陶瓷的断口形貌,测量了复相陶瓷的烧结密度、抗弯强度和热膨胀系数,研究了第二相Al2O3的引入量对钛酸铝基陶瓷的微观结构、抗弯强度和热膨胀性能的影响.结果显示,当复相Al2O3的引入量为15%(质量分数)时,钛酸铝基复相陶瓷的抗弯强度提高到108 MPa,并且具有较低地热膨胀系数0.7×10-6 /℃.     

Structures and electrochemical performances of La_(0.75-x)Zr_xMg_(0.25)Ni_(3.2)Co_(0.2)Al_(0.1) (x=0-0.2) electrode alloys prepared by melt spinning

The La-Mg-Ni system A2B7-type electrode alloys with nominal composition La0.75-xZrxMg0.25Ni3.2Co0.2Al0.1(x=0,0.05, 0.1,0.15,0.2)were prepared by casting and melt-spinning.The influences of melt spinning on the electrochemical performances as well as the structures of the alloys were investigated.The results obtained by XRD,SEM and TEM show that the as-cast and spun alloys have a multiphase structure,consisting of two main phases(La,Mg)Ni3 and LaNi5 as well as a residual phase LaNi2.The melt spinning leads to an obvious increase of the LaNi5 phase and a decrease of the(La,Mg)Ni3 phase in the alloys.The results of the electrochemical measurement indicate that the discharge capacity of the alloys(x≤0.1)first increases and then decreases with the increase of spinning rate,whereas for x0.1,the discharge capacity of the alloys monotonously falls.The melt spinning slightly impairs the activation capability of the alloys,but it significantly enhances the cycle stability of the alloys.     

稀土对La0.6R0.2Mg0.2（NiCoAlMn）3.3储氢合金相结构和电化学性能的影响

以La0.6R0.2Mg0.2Ni2.8Co0.2Al0.2Mn0.1(R=La、Ce、Pr、Nd、Y)合金为研究对象,研究稀土元素R部分替代La后对合金相结构和相组成及电化学性能的影响。X射线衍射(XRD)和显微电子探针(EPMA)方法分析结果表明,合金La0.8Mg0.2Ni2.8Co0.2Al0.2Mn0.1退火组织主要由Ce2Ni7型相(或Gd2Co7型)、PuNi3型相和CaCu5型相组成;Pr、Ce、Nd元素的替代对合金的相组成没有明显影响,而Y元素替代使合金中CaCu5型相明显减少,Ce2Ni7型(或Gd2Co7型)相显著增加,其相丰度达到79.03%。Y元素替代时合金中Gd2Co7型相基本消失。电化学测试和分析表明,稀土元素R替代La后对合金电极活化性能影响不大,其中Pr、Nd、Y部分替代La在一定程度上提高了合金的最大放电容量,而元素Y替代时合金电极容量最高达到392.6mAh/g;Y元素部分替代La使合金电极的循环稳定性得到明显提高,S100达到90.3%。     

颗粒度对贮氢合金MlNi_(3.65)Co_(0.75)Mn_(0.4)Al_(0.2)电化学性能的影响

研究了贮氢合金MlNi3.65Co0.75Mn0.4Al0.2的颗粒浓度及粒度分布均匀性对其电化学性能的影响。结果表明：在200mA/g（以贮氢合金的质量计算,下同）的充放电电流下,合金的粒度越小,首次放电容量越大,且活化速度越快,但其饱和容量（活化后稳定的放电容量）随粒度的增大而增加,且在某个最佳粒度时达到最大值,然后又逐渐降低;该合金的高倍率放电容量与其粒度之间也有相同的规律,只是在不同的放电电流下最佳粒度值不同,当放电电流小于600mA/g时,30μm-76μm合金粉的放电容量最大,当放电电流等于或大于600mA/g时,40μm-50μm合金粉的放电容量最大;放电电流越大,颗粒度对合金粉电化学性能的影响越显著;在放电电流为300mA/g时,除30μm以下的合金粉性能衰减较快外,其余各个粒度的合金粉的性能衰减速度几乎相等;均匀的粒度分布有利于合金粉电化学性能的提高。     

颗粒度对贮氢合金MlNi_(3.65)Co_(0.75)Mn_(0.4)Al_(0.2)电化学性能的影响

研究了贮氢合金 Ml Ni3.6 5Co0 .75Mn0 .4 Al0 .2 的颗粒度及粒度分布均匀性对其电化学性能的影响。结果表明 :在2 0 0 m A/g(以贮氢合金的质量计算 ,下同 )的充放电电流下 ,合金的粒度越小 ,首次放电容量越大 ,且活化速度越快 ,但其饱和容量 (活化后稳定的放电容量 )随粒度的增大而增加 ,且在某个最佳粒度时达到最大值 ,然后又逐渐降低 ;该合金的高倍率放电容量与其粒度之间也有相同的规律 ,只是在不同的放电电流下最佳粒度值不同 ,当放电电流小于 60 0 m A/g时 ,3 0μm～ 76μm合金粉的放电容量最大 ,当放电电流等于或大于 60 0 m A/g时 ,4 0μm～ 5 0μm合金粉的放电容量最大 ;放电电流越大 ,颗粒度对合金粉电化学性能的影响越显著 ;在充放电电流为 3 0 0 m A/g时 ,除3 0μm以下的合金粉性能衰减较快外 ,其余各个粒度的合金粉的性能衰减速度几乎相等 ;均匀的粒度分布有利于合金粉电化学性能的提高。     

低温燃烧合成Ce_(0.8)Nd_(0.2)O_(1.9)固溶体纳米粉末

采用低温燃烧合成工艺在甘氨酸-硝酸盐体系中制备出Ce0.8Nd0.2O1.9固溶体纳米粉末,重点考察了甘氨酸与硝酸盐的配比(G/N)以及焙烧温度对粉末特性的影响。通过热重-差示扫描量热分析(TG-DSC)得知,燃烧反应的点火温度为257℃。利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、比表面积仪(BET)及傅里叶红外光谱(FTIR)等手段对粉末的结构、形貌、成分、尺寸及比表面积进行了分析。结果表明:燃烧反应后直接得到萤石型结构的单相固溶体,晶粒尺寸为8nm~12nm之间,比表面积为38m2/g~47m2/g;晶粒尺寸随焙烧温度升高而增加,在800℃下焙烧1h后,可以去除反应残留物质,并使获得的晶形更加完整。     

Gd_(3-x)Mn_xAl_(1.8)Ga_(0.2)合金晶体结构和绝热温变的研究

制备了不同Mn含量的Gd_(3-x)Mn_xAl_(1.8)Ga_(0.2)(x=0,0.1,0.2,0.3)合金,研究了合金的显微结构和磁热特性。结果表明,在Gd3Al1.8Ga0.2合金的基础上,少量Mn替代Gd后合金的晶体结构和最大绝热温变没有发生变化,但居里温度从276 K提高到294 K,表明Gd_(3-x)Mn_xAl_(1.8)Ga_(0.2)合金可以作为室温磁制冷材料。     

高振实密度球形LiNi_(0.5)Co_(0.3)Mn_(0.2)O_2粉末的合成及性能

以共沉淀法制备的球形Ni_(0.5)Co_(0.3)Mn_(0.2)CO_3粉末为前驱体,按一定的比例将碳酸锂与前驱体混合,然后采用高温固相法合成高振实密度球形LiNi_(0.5)Co_(0.3)Mn_(0.2)O_2正极材料.该材料的振实密度达到2.60 g/cm~3,与商品化LiCoO_2的密度相当.SEM分析表明, LiNi_(0.5)Co_(0.3)Mn_(0.2)O_2正极材料与前驱体形貌有良好的继承性,均为理想的球形.XRD物相分析表明,在不同合成温度下的Li Ni_(0.5)Co_(0.3) Mn_(0.2)O_2产物均为具有α-NaFeO_2层状结构的纯相物质,在较高合成温度下所得材料的结晶度较高.电化学性能研究表明,在2.7～4.3 V的电压范围内,电池的放电比容量在0.2C倍率下为168.1 mA-h/g,在1C倍率下为157.6 mA-h/g;经50次循环后,两种放电条件下的电池容量保持率分别为95.1%和97.2%,显示出良好的电化学性能.