贮氢合金的表面处理

本文根据国内外关于贮氢合金表面性质对其电化学性能影响的研究结果,综述了近年来贮氢合金表面改性处理的现状和进展     

Mg-Ni系贮氢合金的改性

Mg-Ni系贮氢合金虽储氢量高,但放氢温度高、吸放氢动力学性能差,限制了合金的广泛应用.为克服Mg-Ni系贮氢合金的这些缺点,开发贮氢量大、吸放氢性能好的贮氢合金,采用各种方法对合金进行改性.为进一步了解Mg-Nj系贮氢合金方面的研究进展,调研了国内外在Mg-Ni系贮氢合金改性方面研究进展,主要从合金表面处理、成分调节以及纳米处理这3个方面进行了阐述.     

贮氢合金表面处理改善吸放氢性能研究

研究表面改性对La系合金贮氢性能的影响,采用化学镀的方法,对LaNi5和LaNi4.7Al0.3合金进行了镀Pd的表面处理实验.在p-C-T测试系统上研究了镀Pd前后,LaNi5和LaNi4.7Al0.3合金的抗CO毒化性能,进行了动力学性能测试、循环次数测试等.实验结果表明,化学镀Pd后的贮氢合金与未镀Pd的合金相比,吸氢性能得到改善,表现为 平台区域相对变平,吸氢孕育期缩短、循环次数增加,抗CO毒化性能提高.     

Ni/MH电池用AB_5型贮氢合金电极研究进展

综述AB_5型贮氢合金电极的研究现状, 总结了目前改善AB_5型稀土系贮氢合金综合性能的方法.详细介绍了合金成分优化,控制合金组织结构,形成第二相和表面处理等方面的研究进展.通过这些途径,可以对AB_5型贮氢合金进行深入研究,从而进一步提高合金的性能.     

LaNi4.7Al0.3储氢合金氧化前后吸放氢性能研究

研究了LaNi4.7Al0.3贮氢合金被微量氧气毒化前后贮氢性能的变化，测定了合金的贮氢量，吸氢动力学曲线.并采用扫描俄歇电子能谱(AES)原位研究了LaNi4.7Al0.3储氢合金中毒前后化学成分变化，结果表明：氧含量较低时，不会影响合金的初始吸氢速率，但会降低合金的贮氢容量；随着O2的剂量的逐渐增大，合金的吸氢速率变慢，合金的储氢容量大大降低。原位分析氧毒化LaNi4.7Al0.3贮氧合金表明，O2在清洁LaNi4.7Al0.3表面吸附离解后，优先与表面镧原子结合生成La的氧化物，再与部分表面镍原子结合生成Ni的氧化物氧化过程中La向表面富集，同时有金属态的Ni析出.     

高倍率AB5型稀土贮氢合金的研究进展

综述了AB5型稀土贮氢合金高倍率放电性能的影响因素。从合金成分、制备工艺、粒度控制以及表面改性等几个方面进行总结，并对贮氢合金高倍率放电机制等问题进行了讨论。开发低钴无钴系列合金、非化学计量比、形成双相合金、控制粒度分布以及表面改性处理是目前改善AB5型稀土贮氢合金高倍率放电性能的有效途径。     

贮氢合金的研究和进展

概述了近几年来国内两种主要贮氢材料：AB型贮氢合金和Mg—Ni—RE系贮氢合金的研究和进展，着重阐述了添加不同稀土和采用不同工艺条件对两种贮氢合金的贮氢量、吸放氢速度等贮氢性能的影响，总结了当前的研究现状和需要解决的主要问题，提出了今后应用研究的方向。     

稀土基AB5型复合贮氢合金的研究进展

制备复合合金是改善贮氢合金性能的一条有效途径。本文对国内外各种多元以及多相稀土复合贮氢材料的研究现状进行了综合评述，主要涉及了AB5-AB2型复合贮氢合金和镁基-AB5型纳米复合贮氢合金的进展。阐述了各种复合材料的组成，微观结构以及电化学性能等，并展望了今后复合贮氢材料的研究方向为应用基础性的研究，如复合作用机制、对热力学性能的影响等方面的研究。     

贮氢合金进展

对贮氢合金的工作原理及应用,贮氢合金的基本类型及开发历史和发展趋势进行了综合评述。MmNi5系稀土合金和Laves相合金的开发应用已较为成熟,但其贮氢密度不高,高容量型的钒固溶体型合金和镁基合金是贮氢合金发展的新趋势。目前主要通过添加合金元素、开发制备工艺,改进微观相组织结构并兼以适当的表面处理,以提高钒固溶体型合金和镁基合金常温常压下的吸放氢特性及活化性能。     

稀土-镍系贮氢合金研究与开发现状

稀土-镍系贮氢合金是一类重要的贮氢合金。作为贮氢介质具有贮氢量大、价格便宜及抗中毒等优点。本文详细综述了稀土-镍贮氢合金的氢化性能、改性处理及研究现状。     

Evolution of Hydrogen Storage Alloys Prepared by Special Methods

Microstructure characteristics and electrochemical properties of hydrogen storage alloys prepared by gas atomization, melt spinning and strip casting respectively were outlined.The advantages, disadvantages and research development of the above methods for preparing hydrogen storage alloys were explained.The strip casting is a new special means for preparing AB5 rare earth hydrogen storage alloys of high performance and low cost, and the study of the strip casting for preparing hydrogen storage alloys is presented specially.     

Highly ameliorated gaseous and electrochemical hydrogen storage dynamics of nanocrystalline and amorphous LaMg12-type alloys prepared by mechanical milling

Nanocrystalline and amorphous LaMg12-type alloy-Ni composites with a nominal composition of LaMg11 Ni+x wt.% Ni (x=100, 200) were synthesized via ball milling.The influences of ball mill-ing duration and Ni adding amount x on the gaseous and electrochemical hydrogen storage dynamics of the alloys were systematically studied.Gaseous hydrogen storage performances were studied by a differential scanning calorimeter and a Sievert apparatus.The dehydrogenation activation energy of the alloy hydrides was evaluated by Kissinger method.The electrochemical hydrogen storage dynam-ics of the alloys was investigated by an automatic galvanostatic system.The H atom diffusion and ap-parent activation enthalpy of the alloys were calculated.The results demonstrate that a variation in Ni content remarkably enhances the gaseous and electrochemical hydrogen storage dynamics perform-ance of the alloys.The gaseous hydriding rate and high-rate discharge (HRD) ability of the alloys ex-hibit maximum values with varying milling duration.However, the dehydriding kinetics of the alloys is always accelerated by prolonging milling duration.Specifically, rising milling time from 5 to 60 h makes the hydrogen desorption ratio (a ratio of the dehydrogenation amount in 20 min to the saturat-ed hydrogenation amount) increase from 57% to 66% for x=100 alloy and from 57% to 70% for x=200.Moreover, the improvement of gaseous hydrogen storage kinetics is attributed to the descending of dehydrogenation activation energy caused by the prolonging of milling duration and growing of Ni content.     

快淬纳米晶/非晶Mg2-xLaxNi (x=0～0.6)合金的贮氢动力学

为了改善Mg2Ni型合金气态及电化学贮氢动力学性能,用La部分替代合金中的Mg,用快淬技术制备了Mg2-xLaxNi(x=0,0.2,0.4,0.6)合金,用XRD,SEM,HRTEM分析了铸态及快淬态合金的微观结构;用自动控制的Sieverts设备测试了合金的气态贮氢动力学性能,用程控电池测试仪测试了合金的电化学贮氢动力学.结果发现,快淬无La合金具有典型的纳米晶结构,而快淬含La合金显示了以非晶相为主的结构,表明La替代Mg提高Mg2Ni型合金的非晶形成能力.La替代Mg明显地改变Mg2Ni型合金的相组成.当La替代量x=0.4时,合金的主相改变为(La,Mg) Ni3+ LaMg3.合金的气态及电化学吸放氢动力学对La含量及快淬工艺敏感,La替代使合金的吸氢动力学降低,但适量的La替代可以明显改善合金的放氢动力学及高倍率放电能力.适当的快淬处理可以提高合金的气态及电化学贮氢动力学,但获得最佳贮氢动力学的快淬工艺与合金的成分密切相关.     

钒基固溶体贮氢合金研究现状

贮氢合金是MH/Ni电池技术的核心,为了满足镍氢电池作为动力电池的要求,开发低成本、高功率、高稳定性的贮氢合金,近年来人们在进一步提高其电化学性能方面做了大量工作。钒基固溶体贮氢合金是近年来开发的一种新型高性能贮氢材料。介绍了氢钒反应特点和钒基固溶体合金的制备方法,对无电化学活性的基质合金,用元素取代、合成复合合金和多相合金等多种方法,得到一些性能较好的负极材料。并对钒基固溶体贮氢合金的研究及开发现状进行了综述,指出了固溶体合金的研究方向。     

RE-Mg-Ni系储氢合金高倍率放电性能研究现状

RE-Mg-Ni系储氢合金具有超晶格结构,其主相晶格单元是由一定比率的AB5单元和AB2单元沿c轴交替层叠排列而成。该类型合金自问世以来便以其高容量、易活化的优势受到人们的广泛关注,然而其循环稳定性及高倍率放电性能不尽人意。人们通过大量研究有效提高了其循环稳定性,使其基本满足了商业化要求。但是要将基于该负极材料的镍氢电池应用在混合动力汽车上,仍需改进其高倍率放电性能。系统分析了元素替代、多元合金化、制备工艺、化合物复合、表面处理等手段对RE-Mg-Ni系储氢合金晶体结构及高倍率放电性能的影响。其中元素替代是一种重要且有效的手段,文中分析了不同稀土元素及B侧元素的作用机制,结果表明,B侧组分采用Ni,Co,Mn,Al的储氢合金具有较好的性能。多元合金化是一种复杂的过程,不同元素间可能存在一定的协同作用,研究其作用机制也是下一步的工作重点。通过优化实验方案,综合使用多种改性手段,可以得到高倍率放电性能良好的RE-Mg-Ni系储氢合金,使其基本满足电动工具用镍氢电池的要求,并可望在以后的研究中进一步提高其高倍率放电性能,使其满足混合动力汽车用镍氢电池的要求,实现良好的经济和社会效益。     

含Fe低CoAB5型贮氢合金的性能与结构

得到综合电性能良好的低CoAB5型贮氢合金成分。本文对所设计的一系列含Fe低CoAB5型贮氢合金MmNi3．55Co0.75-xMn0.4Al0.3Fex（x=0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5）进行了相关性能与结构测试，同时分析了对低CoMmB5合金结构参数与电性能之间的关系进行详细分析与表征。