Al对无钴AB5型贮氢合金微观结构和电化学性能的影响

采用单辊快凝方法制备了过化学计量比稀土贮氢合金La(NiMn)α-xAlx(5<α<6,x为0~0.5),研究了Al含量及淬速对合金电极性能及微观结构的影响。结果表明:快淬过化学计量比合金相结构均为过饱和CaCu5型单相,且随Al含量的增加,合金晶胞体积呈线性增大;不同淬速条件下合金凝固组织的形貌和晶态存在明显差别。随Al含量的增加,合金电极的放电容量有所降低,但电极循环寿命得到极大改善。当x=0.3和淬速为10~15 m/s时,合金电极的最大放电容量为322和309 mA.h/g,经150次循环后,电极容量保持率分别为93.5%和95.5%。低温(400℃)退火对合金电极活化性能有所改善,但并未影响合金的循环寿命。     

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。     

热处理温度对AB5型MlNi3.60Co0.85Mn0.40Al0.15贮氢电极合金的微结构和电化学性能

研究了铸态及经加热温度为1273－1373K、保温时间8h和水冷处理后AB5型MlNi3.60Co0.85Mn0.40Al0.15贮氢电极合金的微结构和电化学性能。结果表明：铸态合金的显微组织是典型的树枝晶结构,经1273K处理后合金的显微组织仍为树枝晶,但树枝结构不明显,经1373K处理后合金的显微组织为柱状晶;与铸态合金相比,经1273K处理后合金的活化性能降低,电化学容量和高倍率放电性能基本保护不变,循环寿命改善;经1373K处理的合金活化性能降低,电化学容量明显减上,高倍率放电性能降低,循环寿命显著改善。热处理引起合金电化学性能的变化与合金的微结构的改变有关。     

Li掺杂对AB5型稀土贮氢合金相结构和电化学性能的影响

采用粉末烧结法,制备了一系列掺杂Li的AB5型稀土贮氢合金,并研究了Li掺杂量对贮氢合金MlNi3.55Mn0.40Al0.30Co0.70Lix相结构和电化学性能影响.结果表明:随Li掺杂量的增加,合金的晶胞参数c、c/a和晶胞体积V也随之增大;适量Li(x≤0.20)掺杂对合金的电化学容量有所提高,MlNi3.55 Mn0.40 Al0.30 Co0.70 Li0.20合金的0.2C放电容量达到273.53 mA·h/g;掺杂Li能改善合金的高倍率放电性能,当Li的含量为0.20～0.30时,合金的高倍率放电性能最好;掺杂Li能不同程度地提高贮氢合金的充放电循环稳定性,当x=0.20时,其循环性能最好,MlNi3.55Mn0.40Al0.30Co0.70Li0.20合金200次循环的电容与最大电容的比率(S200)达86.2%,但当Li掺杂量大于0.50时,合金的循环性能反而下降.     

Fe替代Co对AB5型贮氢合金循环稳定性的影响

用铸造及快淬的方法制备了稀土基AB5型Mm（NiMnSiAl）4．3Co0.6-xFex（x=0，0．1，0．2，0．3，0．4，0．5，0．6）贮氢合金，用XRD。TEM及SEM观测了铸态及快淬态的微观结构，测试了合金在铸态及快淬态下的电化学循环稳定性。研究了Fe替代Co对铸态及快淬态贮氢合金微观结构及循环稳定性的影响。研究结果表明，Fe替代Co对铸态及快淬态合金的相结构没有明显影响，但对合金的循环稳定性产生显著影响。Fe替代Co能不同程度地改善铸态及快淬态合金的循环稳定性，但对快淬态合金循环寿命的改善更加显著，导致这一结果的主要原因是Fe替代Co使快淬态合金的微观组织显著细化。     

贮氢合金制备工艺对其电化学性能的影响

AB5型贮氢合金是目前国内外MH／Ni电池生产中是耿广泛的负极材料，而贮氢合金的电化学性能是由合金的成分，微观结构和表面状态决定的，本文综述了AB5型贮氢合金制备工艺－熔炼，热处理以及制粉工艺对其化学性能的影响，指出制备工艺对贮氢合金的成分均匀性和微观结构影响很大，而提高贮氢合金电化学性能最有效的方法是通过合金成分优化和采用较优的制备工艺，来获得高容量，长寿命，低价格的贮氢合金。     

AB5型贮氢合金及其优化设计

AB5型贮氢合金的性能主要取决于其成分、结构和显微组织。本文从AB5型贮氢合金的晶体结构出发,详细讨论了AB5型贮氢合金在诸多方面的优化措施：（1）化学成分上,向多元合金化发展,降低合金的成本,改善合金性能;（2）结构上,偏离AB5结构,发展非化学计量比合金;（3）显微组织上,从主相向“主相＋辅相”发展;（4）工艺上,开发新的合金制备、热处理和表面改性等工艺方法;（5）改善合金使用环境;（6）研究方法上理论化、系统化。通过这些途径,可以对AB5型贮氢合金进行深入研究,进一步提高合金的性能。     

AB2型Laves相贮氢合金的研究进展

文章主要综述了AB2型Laves相贮氢合金的种类及性能特点以及合金化及制备工艺对合金电化学性能的影响。介绍了AB2型Laves相贮氢合金研究的国内外动态及目前达到的水平,对AB2型Laves相贮氢合金未来的研究重点及发展方向提出了看法。     

Zr替代稀土对RE(NiCoMnTi)5贮氢合金相结构和性能的影响

研究了Ｚｒ部分替代稀土ＲＥ对ＲＥ（ＮｉＣｏＭｎＴｉ）５合金的相结构及电化学性能的影响。结果表明：在０〈ｘ≤０．３）的组成范围内,ＲＥ１－ｘ（ＮｉＣｏＭｎＴｉ）５合金中均出现ＺｒＮｉ５相,且其含量随Ｚｒ替代量ｘ的增加而增多;ＬａＮｉ５主相的晶胞体积随ｘ的增加而增大,而ＺｒＮｉ５相的晶胞体积则逐渐减小。因ＺｒＮｉ５第二相的形成,ＲＥ１－ｘＺＲｘ（ＮｉＣｏＭｎＴｉ）５合金保护作用,减轻了充放电循环过程中     

快淬无钴AB5型贮氢合金研究进展

本文主要阐述了无钴稀土系AB5型贮氢合金研究现状,介绍了通过真空快淬技术及成分设计来改善其微观结构,从而提高AB5型贮氢合金的综合电化学性能的方法.并根据目前发展现状指出了无钴稀士系AB5型贮氢合金未来研究方向.     

电化学噪音技术在AB5型贮氢合金研究中的应用

将电化学噪音技术应用于AB5型贮氢合金的研究，初步探索了其放电深度与电化学噪音(EN)信号之间的关系。结果表明，贮氢合金M／Ni3.75Co0.65Mn0.4Al0．2在稳定状态的电化学噪音信号比充放电刚结束时要明显得多，而且在高温下的电化学噪音信号比室温下明显得多。虽然不同放电深度的该合金电极EN信号有明显的区别，但其功率密度谱(PSD)曲线均由低频区的白噪音和高频区的闪烁噪音组成。随着放电深度的增加，PSD曲线中闪烁噪音的斜率a和噪音功率P的变化规律正好相反，a先减小后增大，P先增大后减小。     

La—Mg—Ni系A2B7与A5B19型相结构储氢合金的电化学性能

系统研究了由较单一的A2B7与A5B19型相结构组成的储氢合金的电化学性能。以La—Mg—Ni系La0．83Mg0．17NixMn0．1（x=3．4,3．6）为研究对象,合金在1173K进行不同时间退火处理,通过XRD及Rietveld全谱拟合方法和扫描电镜背散射分析表明,在1173K退火8h分别可得到较单一的A2B7与A5B19型相结构合金。对较单一的A2B7与A5B19型物相合金进行电化学测试,结果表明：A2B7型相结构储氢合金的活化次数与A5B19型相结构储氢合金的活化次数基本相同,A2B7型物相合金的最大放电容量（386．12mAh／g）略高于A5B19型物相合金的最大放电容量（371．38mAh／g）。A2B7与A5B19型物相合金电极100个循环容量保持率都在85％以上,且差别不大。A5B19型相结构合金的高倍率放电性能（HRD900=85％）高于A2B7型相结构合金的高倍率放电性能（HRD900=76．6％）。     

电极制备工艺对储氢合金电化学性能的影响

通过合金电极电化学容量与粘结剂的类型、导电剂的用量、电极粉末颗粒尺寸的关系,讨论了制极制备工艺对储氢合金M1(NiCoSiMnAl)5电化学性能的影响。结果表明：选择6％－9％的PVA溶液作为粘结剂,合金电极可获得满意的充放电性能;采用粒度范围较宽的合金粉制作电极,有利于增加合金粉末的填充密度,提高储氢合金的利用率;导电剂用量对电极性能的影响显著。     

低成本AB5型贮氢合金的研究进展

综述了低成本稀土镍基AB5型贮氢合金的研究进展。分别从合金B侧元素、A侧元素、非化学计量比、制备方法等4个方面进行总结。综合考虑合金成本、成分和性能,可将低成本AB5型贮氢合金分为3类:低钴无钴低成本型、无钴低镍超低成本型、低钴含微量镁低成本高性能即高性价比型。开发低成本AB5型贮氢合金是贮氢合金研究的重要和可持续发展方向之一,相应低成本合金产品占有重要的市场份额。     

Effects of Co Substitution for Ni on Microstructures and Electrochemical Properties of LaNi3.8 Hydrogen Storage Alloys

系统研究了Co替代Ni对LaNi3.8型LaNi3.8-xCox(x=0.0,0.2,0.4,0.6)贮氢合金组织结构和电化学性能的影响。研究表明,所有合金都由LaNi5、Ce5Co19和Pr5Co19相组成。随着Co含量的增加,3个相的相丰度发生变化,而且单胞体积也相应的增加,这使得合金的放氢平台压降低到镍氢电池需要的范围(0.01~0.1 MPa)。与LaNi3.8相比,含Co合金的循环性能得到改善。LaNi3.4Co0.4具有最大的放电容量,这一点与固态放氢量一致。LaNi3.6Co0.2倍率放电性能最好,具有最大的交换电流密度(Io)和最小的电荷转移电阻(Rct)。     

La-Mg-Ni系AB3型贮氢电极合金的相结构与电化学性能

XRDRietveld分析显示,LaxMg3-xNi9(x=1.0-2.3)均由六方PuNi3型结构的主相及少量LaNi5及MgNi2杂相组成,主相的晶胞参数随x的增加而线性增大.合金的氢化物仍保持PuNi3型结构,但其晶胞体积有较大的膨胀.电化学测试表明,随x增加,合金的最大放电容量由88.3(x=1.0)逐渐增大到397.5mA·h/g(x=2.0),然后又降低到230mA·h/g(x=2.3).对放电容量超过348mA·h/g的合金(x=1.7-2.2),在放电电流i=400-1200mA/g的条件下,合金的高倍率放电性能(HRD)均随x增加而有不同程度的降低.HRD的缓慢降低主要与合金电极进行电荷迁移反应时的电催化活性的逐渐降低有关,而在x＞2.0时,HRD的快速降低与氢在合金中的扩散速率明显降低有关,上述合金经100次循环后合金的容量保持率为55.7%-62.9%,容量衰退较快与循环过程中La和Mg的氧化腐蚀以及合金较大的吸氢体积膨胀率有关.