表面处理对镧镨铈贮氢合金电极电化学性能的影响

研究了硼氢化钾、次磷酸钠、热碱溶液处理等表面处理方法对镧镨铈(LPC)贮氢合金电极电化学性能影响.结果表明,在研究范围内,各种表面处理方法均明显改善电极的活化性能,提高初始放电容量;热碱处理的时间和温度对电化学性能影响很大;KBH4处理能明显改善循环稳定性,但降低最大容量;NaH2PO4处理能提高最大放电容量,但不利于循环稳定性的提高;综合比较,热碱处理的综合电化学性能最好,且工艺简单,成本低廉.     

球磨包覆镍对A2B7型合金电极电化学性能影响的研究

为进一步改善A2B7型贮氢合金电极的电化学性能,以La0.75Mg0.25Ni3.44Al0.06为研究对象,用未包覆合金粉末和球磨包覆镍处理不同时间的合金粉末制备合金电极,研究了合金电极的电化学性能和动力学性能.结果表明:合金粉末经球磨包覆镍处理后制得的合金电极,其活化性能及循环稳定性有所提高;球磨包覆镍处理可提高合金电极的交换电流密度J0,改善其电催化活性,降低电化学阻抗,加快电荷迁移速率,从而提高合金电极的高倍率放电能力.     

表面复合处理对AB5合金的高倍率和低温放电性能的影响

为了进一步提高贮氢合金的高倍率和低温放电等电化学性能,采用在有机酸中添加金属离子M2 (Ni2 、Co2 、Cu2 )及还原剂的方法,对商品AB5型贮氢合金粉末进行表面复合处理,实现了有机酸处理和表面微包覆一步完成.结果表明,经表面复合处理后的贮氢合金电极在2400mA/g放电电流密度下的HRD由21.9%提高到38.1%,在-35℃下的放电容量由54mA·h/g提高到170mA·h/g.表面复合处理显著改善了AB5贮氢合金的电化学性能,是一种方便有效的表面改性处理方法.     

贮氢电极合金的发展（二）

三　合金成分优化设计在进行合金成分设计时 ,应考虑到对贮氢电极合金性能的要求 :(ａ)针对贮氢电极合金本体性能的要求 ;(ｂ)对其表面性能的要求。通过改变合金元素的种类、加入量和冶炼工艺 ,来调节合金的组织和结构 ,使其具有最大的放电容量 ,同时也要兼顾该合金的抗氧化能力和电催化活性等表面性能 ,从而得到具有良好的循环寿命和高倍率的放电能力〔2〕。四　提高贮氢电极合金综合电化学性能的途径1　综　　述在贮氢电极合金本体性能 (即理论吸氢容量 )通过调配元素成分和含量达到最佳结构后 ,要使贮氢电极合金的综合性能达到最好 ,则要…     

含Sc镁镍储氢合金的电化学性能

采用机械合金化方法制备Mg1-xScxNi(x=0,0.01)系列储氢合金.XRD结构分析表明,该系列合金为非晶态合金.XPS分析结果表明,加入微量Sc可以有效地抑制合金表面的氧化程度和提高合金表面Ni与Mg的原子个数比.电化学测试结果表明,微量Sc改善了合金电极的电化学性能,Mg0.99Sc0.01Ni合金电极的放电容量、容量保持率S10、高倍率放电能力HRD200、交换电流密度I0和极限电流密度,IL分别较MgNi合金电极提高10.5%、14.7%、30.4%、202.7%和77.8%.     

储氢合金表面处理的研究进展

系统介绍了近年国内外储氢合金表面处理工艺的研究进展,并讨论了各种处理工艺对储氢合金电化学容量、电催化活性、循环稳定性、高倍率放电能力、活化以及自放电等各个方面性能的影响。     

热碱处理对CaCu_5La_(0.8)Ce_(0.2)Ni_(4.35)Mn_(0.9)Ti_(0.05)(V_(0.3)Fe_(0.4)Al_(0.3))_(0.3)快凝储氢合金电化学性能的影响

采用铜辊快甩制备了稀土系CaCu_5型过计量比快凝合金La_(0.8)Ce_(0.2)Ni_(4.35)Mn_(0.9)Ti_(0.05)(V_(0.3)Fe_(0.4)Al_(0.3))_(0.3),用XRD、SEM/EDS、磁化曲线测试及电化学方法研究了热碱水溶液(90℃、30%NaOH(质量分数))浸渍处理时间对快凝合金表面状态和电化学性能的影响。结果表明,快凝合金组织为CaCu_5型单相组成,其凝固结晶形态由细小的柱状晶和等轴晶组成,经热碱处理后其合金颗粒表面形成疏松多孔的富镍层。随热碱处理时间增加,合金电极的活化性能、最大放电容量(C_(max))、充放电极化、容量保持率(S100)均呈先增大后减小的趋势,当热碱处理时间2h时合金电极的综合电化学性能较佳,此时合金最大放电容量达321.4mAh/g,容量保持率S100由未处理时的88.32%提高至93.1%,高倍率放电性能HRD_(900)达到91%。     

Ti_（0.10）Zr_（0.15）V_（0.35）Cr_（0.10）Ni_（0.30）-10% LaNi_3复合物的电化学储氢特性及协同效应

为了改善钛钒基固溶体合金的电催化活性和动力学性能,采用两步电弧熔炼法制备储氢复合合金Ti0.10Zr0.15V0.35Cr0.10Ni0.30–10%LaNi3,利用X-射线衍射、场发射扫描电镜-能谱、电化学阻抗谱和恒流充放电测试技术系统研究该储氢复合合金电极的电化学性能与协同效应。结果表明：该复合合金的主相是BCC结构的钒基固溶体相和六方结构的C14Laves相,在复合过程中生成了第二相;复合合金电极的综合电化学性能较母体合金有显著改善;复合合金电极的活化周期为5周,最大放电容量为362.5mA·h/g,在233K时放电能力为65.84%;在活化、复合、任意循环及高、低温和高倍率放电过程中,该储氢复合合金电极的放电容量均存在协同效应;该复合合金电极的电荷转移电阻和交换电流密度均存在协同效应。     

热处理温度对AB_5型MlNi3.60Co0.85Mn0.40Al0.15贮氢电极合金微结构和电化学性能的影响

研究了铸态及经加热温度为 12 73～ 13 73K、保温时间 8h和水冷处理后AB5型MlNi3 .60Co 0 .85Mn0 .4 0Al0 .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为典型的树枝晶结构 ,经 12 73K处理后合金的显微组织仍为树枝晶 ,但树枝结构不明显 ,经 13 73K处理后合金的显微组织为柱状晶 ;与铸态合金相比 ,经 12 73K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持不变 ,循环寿命改善 ;经 13 73K处理的合金活化性能降低 ,电化学容量明显减小 ,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     

热处理对包含正二十面体准晶相Ti1.4V0.6Ni合金电极的电化学性能的影响（英文）

研究了热处理前后Ti1.4V0.6Ni合金的结构和电化学性能。采用X射线粉末衍射(XRD)方法分析合金的结构。电化学特性包括放电容量、循环稳定性和高倍率放电性能等。XRD衍射分析表明,在590°C热处理30min的合金,主要包含正二十面体准晶相、Ti2Ni(FCC)相、V基固溶相(BCC)和C14Laves相(Hex)。电化学测试显示,热处理后在30°C和放电电流密度为30mA/g的条件下,合金电极的最大放电容量可达330.9mA·h/g,并且循环稳定性和高倍率放电性能也得到改善。此外,通过电化学阻抗和合金内部氢的扩散系数研究了合金电极的动力学性能。     

Effects of Ca-substitution and surface treatment on electrochemical performances of Ml1.0- xCax Ni4.0Co0.6Al0.4 hydrogen storage alloy electrodes

１　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＮｉｃｋｅｌｍｅｔａｌｈｙｄｒｉｄｅ（Ｎｉ／ＭＨ）ｂａｔｔｅｒｉｅｓｈａｖｅａｔｔｒａｃｔｅｄｍｕｃｈａｔｔｅｎｔｉｏｎｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｙｈａｖｅｈｉｇｈｅｒｅｎｅｒｇｙｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌａｄｖａｎｔａｇｅｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈＮｉ／Ｃｄｂａｔｔｅｒｉｅｓ．ＭａｎｙｍｕｌｔｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔＡＢ５ｔｙｐｅｈｙｄｒｏｇｅｎｓｔｏｒａｇｅａｌｌｏｙｓｈａｖｅｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｏｉｍｐｒｏｖｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆ…     

Surface analysis, hydrogen adsorption and electrochemical performance of alkali-reduce treated hydrogen storage alloy

The hydrogen storage alloy powders (M1Ni4.0Co0.6Al0.4, M1 = rich-La mischmetal) were treated in a hot 6 mol/L KOH 0.02 mol/L KBH4 solution, the surface compositions and chemical states of the treated and untreated alloys were analyzed by XPS and EDX, the hydrogen adsorption on the surface of these alloys was evaluated by thermal desorption spectroscopy (TDS), the effects of the surface treatment on the electrochemical performances of the alloy electrodes were investigated. The results show that the hydrogen adsorption is greatly strengthened by the surface modification, and hence leads to marked improvement in the electrocatalytic activity, the treated alloy exhibits higher exchange current density and lower apparent activation energy for the hydrogen electrode reaction than the untreated alloy.     

用含KBH_4碱液处理改善MINi_(3.7)Co_(0.6)Mn_(0.4)Al_(0.3)贮氢合金电极的动力学性能

研究了用表面改性处理对ＭＩＮｉ３．７Ｃｏ０．６Ｍｎ０．４Ａｌ０．３贮氢合金电极动力学性能的影响．结果表明：用含 ＫＢＨ４碱液处理合金粉末可有效地提高氢化物电极的高倍率放电能力 ＨＲＤ,交换电流密度Ｉ０,极限电流密度ＩＬ和α相中氢的扩散系数Ｄ等各项动力学性能,而且ＫＢＨ４的浓度越高（＜０．０３ ｍｏｌ／Ｌ）,动力学性能提高得也越大当碱液中所含 ＫＢＨ。浓度相同时氢在相中的扩散系数Ｄ的增加要小于交换电流密度Ｉ０的增加． ＫＢＨ４碱液处理对 ＭＩＮｉ３．７Ｃｏ０．６Ｍｎ０．４Ａｌ０．３贮氢合金电极动力学性能的改善导致合金电极的阴、阳极极化明显减小     

热处理对La0．7Mg0．3Ni2．8Co0．5贮氢合金电化学性能的影响

La0．7Mg0．3Ni2．8Co0．5贮氢电极合金经过适当热处理后(1123K)，最大放电容量、循环稳定性、高倍率放电性能(HRD)、交换电流密度(I0)以及极限电流密度(IL)都有明显改善，铸态合金电极的最大放电容量为392mAh／g，放电电流密度，Id=2000mA／g时，HRD2000=74．0％，I0=266．7mA／g，IL=3425．5mA／g；经1123K保温8h退火的合金电极的最大放电容量提高到414mAh／g，HRD2000=76．2％，I0=407．9mA／g，IL=3753．6mA／g。X射线衍射(XRD)分析表明，衍射峰宽度随着退火温度的升高而变窄，其原因是合金经退火处理相结构的变化和成分的均匀化。     

碱溶液中添加剂对铝阳极行为的影响

为了提高铝活化性能以及降低析氢腐蚀，用电化学方法研究了在4mol／LKOH溶液中，添加剂酒石酸钾钠（C4H4O6KNa）、邻氨基苯酚（NH2C6H4OH）以及复合添加剂对铝阳极（W（AJ）=99．999％）电化学行为的影响。结果表明：C4H4O6KNa对抑制铝的析氢腐蚀作用不大，但大幅度提高铝阳极的活性。添加NH：C6H40H，主要作用是大幅度抑制铝的析氢腐蚀，对铝活性几乎无影响。复合添加剂（C4H4O6KNa＋NH2C6H4OH＋KMnO4）能明显降低铝阳极在碱性介质中的极化，提高其活性，同时析氢腐蚀也降低，其最佳配方为：15mmol/L C4H4O6KNa＋0．4mol／LNH2C6H4OH＋0．8mmol／LK2MnO4。     

Evaluation of nanometer-sized zirconium oxide incorporated Al—Mg—Ga—Sn alloy as anode for alkaline aluminum batteries

Zirconium oxide nanoparticles with 0.4 wt.% and 0.8 wt.% are incorporated into the Al—0.65Mg—0.05Ga— 0.15Sn (wt.%) alloy anode (base alloy) in order to improve the performance of the resulting anodes. Electrochemical characterization of the reinforced alloys was done by potentiodynamic polarization, electrochemical impedance spectroscopy and galvanostatic discharge and corrosion behavior was evaluated using self-corrosion rate and hydrogen evolution in 4 mol/L KOH solution. The surface morphology of the alloys was also studied using field emission scanning electron microscope (FESEM). The obtained results indicate that the base alloy shows high corrosion rate in 4 mol/L KOH solution by releasing 0.47 mL/(min·cm²) hydrogen gas, whereas the alloy containing 0.8 wt.% ZrO₂ provides the lowest hydrogen evolution rate by releasing 0.32 mL/(min·cm²) hydrogen gas. Furthermore, by increasing zirconium oxide nanoparticles, the corrosion current density of the aluminum anodes is decreased and their corrosion resistance increases significantly compared to the base alloy in alkaline solution. In addition, nanometer-sized zirconium oxide incorporated anodes exhibit the improved galvanic discharge efficiencies, so that 0.8 wt.% nano-zirconium oxide incorporated base alloy displays the highest power density and anodic utilization compared with the others in 4 mol/L KOH solution.     

碳纳米管对LaNi5稀土合金电化学性能的影响

采用LaNi5稀土合金作为催化剂，用化学气相沉积法(CVD)制备了碳纳米管。研究了含有5％碳纳米管的LaNi5稀土合金电极样品的电化学性能。测定了碳纳米管电极的电化学储氢性能。实验发现：含有碳纳米管的LaNi5稀土合金的电化学放电容量更高，当放电电流密度为100mA／g时，其电化学储氢量高达385mAh／g。其循环寿命也得到了较大改善。循环100次，放电容量仅下降15％。     

退火处理对La1．5Mg0．5Ni7．0贮氢合金相结构和电化学性能的影响

研究了退火温度对A287型La1.5Mg0.5Ni7.0合金的相结构和电化学性能的影响。结果表明：铸态合金由LaNi，相、LaMgNi4相、（La，Mg）Ni3相以及Gd2Co7型相组成，退火处理后，合金由Gd2Co7型相、Ce2Ni7型相和PuNi3型（La，Mg）Ni3相组成：随着退火温度升高，PuNi3型相的丰度减小，ce2Ni7型相的丰度增加，（La，Mg）Ni3相的a轴参数、c轴参数和晶胞体积均增大；经1073K保温24h退火后，合金电极具有最高的放电容量（391．2mAh／g），退火温度升高，合金的最大放电容量略有降低：合金电极的循环稳定性随着退火温度的升高不断提高，在1173K时合金电极经150次循环后其电极容量保持率C150／Cmax=82％；合金的高倍率放电性能（HRD）随退火温度升高略有增加，在1173K时，合金电极的HRD最好（HRD900=89．0％）；交换电流密度I0、极限电流密度I1及氢扩散系数D随着退火温度的升高而增大。