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.     

表面包覆镍处理La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5贮氢合金电极的电化学性能

研究了表面包覆Ni-P对PuNi3型贮氢合金La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5电极的电化学性能的影响.结果表明:包覆镍处理改善了贮氢合金电极的循环稳定性.线性极化扫描和电化学阻抗谱等分析结果表明,包覆后合金电极的极限电流密度(I1),交换电流密度(I0)以及电化学阻抗均有较好的改善,说明电荷转移和氢的扩散能力得到提高.经25次电化学循环后的电极合金金相观察和分析表明,包覆Ni-P处理没有有效抑制其粉化,这与该类型贮氢合金电化学吸氢时氢化物膨胀较大有关.     

表面包覆对非晶态CeMg12合金电化学性能的影响

采用在CeMg12中添加镍粉球磨制备非晶态合金,并研究化学镀表面包覆Ni对其电化学性能的影响.结果表明,非晶态CeMg12具有很高的电化学放电容量,CeMg12+200%Ni(质量分数)球磨50 h后复合电极材料电化学容量达到1209.6 mAh/g,但是电化学循环稳定性较差,10次循环保持率为37.26%.通过化学镀镍进行表面包覆能明显提高合金的综合电化学性能.化学镀表面包覆Ni后,合金10个循环的保持率上升到69.67%:同时由于添加的Ni和包覆Ni的共同催化作用,合金高倍率性能也得到了相应的提高,HRD900由原来的54.2%提升到72.4%;但是由于化学镀过程中部分合金被氧化,使复合合金的最大放电容量略有下降.     

镀铜处理Ti-Mn基储氢合金电极的电化学性能

采用化学镀铜的方法对Ti0 .2 6Zr0 .0 7V0 .2 3Mn0 .1 3Ni0 .3Cr0 .0 1 储氢合金进行表面包覆处理 ,研究了包覆合金电极的电化学性能。实验结果表明 ,经过包覆镀铜处理的Ti0 .2 6Zr0 .0 7V0 .2 3Mn0 .1 3Ni0 .3Cr0 .0 1 储氢合金活化性能有所降低 ,最大电化学容量略有减小 ,而循环稳定性有了显著的提高。其主要原因在于包覆镀铜处理在一定程度上延缓了合金与电解液之间的氧化腐蚀反应 ,循环伏安特性曲线的测量结果证实了这一点。     

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。     

快淬对La-Mg-Ni系A_2B_7型电极合金循环稳定性的影响

用熔体快淬工艺制备了La-Mg-Ni系A2B7型La0.75-xZrxMg0.25Ni3.2Co0.2Al0.1（x=0,0.05,0.1,0.15,0.2）电极合金。用XRD、SEM、TEM分析了铸态及快淬态合金的微观结构,用程控电池测试设备测试了铸态及快淬态合金电极的电化学循环稳定性,研究了快淬工艺对合金结构及电化学循环稳定性的影响,探讨了电极合金的失效机理。结果表明,快淬态合金均具有多相结构,包括两个主相（La,Mg）Ni3及LaNi5和一个残余相LaNi2。快淬处理可以显著改善合金的电化学循环稳定性。导致合金失效的主要原因是电极表面被电解液剧烈腐蚀以及合金电极在电化学循环过程中的粉化。     

稀土-镁-镍基贮氢电极合金的研究进展

具有超结构特征的稀土-镁-镍基贮氢合金作为新一代金属氢化物/镍(MH/Ni)电池负极材料,因其高的放电容量和好的倍率放电性能,是目前贮氢电极合金发展的重点材料之一。本文从材料相结构、贮氢特性和电化学性能之间的关系出发,综述了近年来国内外稀土-镁-镍基AB3型、A2B7型和A5B19型贮氢电极合金的研究进展,为开发兼具高容量和长寿命的新型稀土系贮氢电极合金提供有价值的参考。     

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.     

化学计量比La/Mg对铸态及退火态La–Mg–Ni系A_2B_7型电极合金结构及电化学性能的影响（英文）

采用合金熔炼及退火处理的方法制备La-Mg-Ni系A2B7型La0.8+xMg0.2–xNi3.5(x=0-0.05)电极合金,并研究不同的化学计量比La/Mg对该合金的相结构和电化学性能的影响。通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对合金进行表征。结果表明:合金包含(La,Mg)2Ni7和La Ni5两个主相以及一些残余相La Ni3。随着La/Mg比率的增大,合金中的(La,Mg)2Ni7相含量降低,而La Ni5和La Ni3相的含量升高。La/Mg比的变化也使得合金电极的电化学性能发生显著变化。随着La/Mg比率的增加,铸态及退火态合金的放电容量降低,而循环稳定性明显改善。此外,合金电极的高倍率放电性能(HRD)、电化学阻抗谱(EIS)、Tafel极化曲线以及电势阶跃的测量均表明La/Mg比率的增加提高了合金的电化学动力学性能。     

化学计量比B/A对La_(0.75)Mg_(0.25)Ni_(2.5)M_x(M=Ni,Co;x=0～1.0)电极合金微观结构及电化学性能的影响

为了探索化学计量比B／A（A和B分别为电极合金A侧和B侧元素的总和）以及Co替代Ni对ABx（x=2.5～3.5）型电极合金微观结构及电化学性能的影响,制备了电极合金La0.75Mg0.25Ni2.5Mx（M=Ni,Co;x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0）。系统地分析测试了合金的微观结构及电化学性能。结果表明,合金的微观结构与电化学性能与化学计量比B／A（相当于M含量x）密切相关。合金均具有多相结构,包括LaNi2,（La,Mg）Ni3和LaNi5相。随化学计量比B／A的增加,合金的主相由LaNi2转为（La,Mg）Ni3＋LaNi5相,并且合金的电化学性能,包括放电容量、高倍率放电能力（HRD）、放电电压特性等均显著改善。     

LaMg_2Ni_(2.7)Co_(2.1)Mn_(2.7)Cu_(1.5)滴涂TiO_2复合电极的制备及电化学性能

采用共沉淀还原扩散法制备AB3型储氢合金LaMg_2Ni_(2.7)Co_(2.1)Mn_(2.7)Cu_(1.5),水热法制备TiO_2光催化剂粉体,表面滴涂法制备Ti O2/LaMg_2Ni_(2.7)Co_(2.1)Mn_(2.7)Cu_(1.5)光催化剂复合电极,并用XRD对合金和光催化剂结构进行分析,在电池测试仪上对复合电极在有、无光照条件下的电化学性能进行测试。结果表明,在无光照条件下复合电极的活化性能和最大放电容量较原合金电极性能有所下降,合金充放电的循环稳定性能有所提高。光照条件下,表面滴涂20%TiO_2复合电极的电化学性能比无光照时大幅提高,且最大放电容量比未涂覆的原合金电极提高25 m Ah·g~(-1)。说明TiO_2光催化剂通过表面滴涂方式对储氢合金修饰效果较好。     

Zr-Ti系贮氢合金表面改性研究

采用化学镀镍、镀钴、机械混合以及球磨几种方法对Zr-Ti系贮氢合金进行了表面改性。XRD结果表明，随着镀镍量的增加，合金越趋向微晶化；球磨时间越长，合金的衍射峰更加弥散化，充放电试验结果表明，当镀镍量为15％(质量分数，下同)时，贮氢合金在60mA.g^-1的电流密度下初始容量比未处理的合金高出130mAh．g^-1，经过6次～8次循环完全活化，最大放电容量可达400mAh．g^-1，随着镀镍量的增加，抗自放电能力增加；当镀钴量为5％时，贮氢合金在60mA．g^-1的电流密度下初始容量比未处理的合金高出40mAh．g^-1，经过7次～9次循环完全活化，最大放电容量可达390mAh．g^-1，但随着镀钴量的增加，初始容量上升较快，但放电容量在减少；而机械混合仅提高初始容量，对最大放电容量没有改善；球磨不仅改善贮氢合金的活化性能，并且其最大放电容量可达450mAh．g^-1。     

Effects of chemical coating with Ni on electrochemical properties of Mg2Ni hydrogen storage alloys

The effects of nickel coating on the electrochemical properties of Mg2Ni hydrogen storage alloys are presented in this paper. X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM) techniques were employed to examine the crystal structure and surface morphologies of the bare and Ni-coated Mg2Ni alloys. The electrochemical properties of alloys were characterized by cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The results showed that Ni coating not only decreased the charge transfer resistance, but also decreased the H atom diflusion resistance for Mg2Ni alloys. It was also found that Ni coating effectively improved the discharge capacity, but decreased the cycling performance of the as-synthesized Ni-coated Mg2Ni alloys. The discharge current has a great impact on the cycling performance of the as-synthesized Ni-coated Mg2Ni alloys.     

镀镍对多元替代低钴贮氢合金的电化学性能影响

研究了化学镀镍对低钴贮氢合金粉末颗粒形态和电化学性能的影响.结果表明,镀镍能明显提高低钴贮氢合金的放电容量、1C高倍率放电性能及循环稳定性,对活化性能亦有改善.SEM分析表明,化学镀镍过程中伴有吸氢反应.分析了镀镍对低钴贮氢合金电化学性能的影响机理.     

RE-Mg-Ni系储氢电极合金“电化学相图”的构建

将相图计算和RE-Mg-Ni(RE=Nd,Ce,Y)系储氢电极合金的最大放电容量测试相结合,然后通过矩阵运算的方式构建了合金"电化学相图",提出了一种储氢电极合金设计的新方法,可快速定位高放电容量区域,为储氢电极合金设计提供指导,缩短研发周期。结果表明,Nd-Mg-Ni体系具有较高的最大放电容量,Y-Mg-Ni体系次之,其中NdMgNi4合金的最大放电容量为271.06 mAh·g~(-1)。     

Effect of commercial AB5 alloy addition on the electrochemical properties of Ml-Mg-Ni-based hydrogen storage alloys

A commercial AB5 hydrogen storage alloy was used as an additive to improve the electrochemical properties of Ml-Mg-Ni-based hydrogen storage alloys.The effect of AB5 alloy addition on the phase structure,charge/discharge characteristics,and electrochemical kinetics of Ml0.90Mg0.10Ni3.08Mn0.13Co0.63Al0.14 alloy was investigated.The maximum discharge capacity of Ml0.90Mg0.10Ni3.08Mn0.13Co0.63Al0.14 + 4 wt.% AB5 electrode reaches 406 mAh/g.The anodic polarization,cyclic voltammetry,and potential step discharge experiments show that the electrochemical kinetics of the electrode with additives was promoted,with the LaNi5 phase of AB5 alloy acting as electro-catalytic sites in the electrode alloy.The high-rate dischargeability of Ml0.90Mg0.10Ni3.08Mn0.13Co0.63Al0.14 + 4 wt.% AB5 alloy electrode at 1100 mA/g reaches 60.9%,which is 9.4% higher than that of Ml0.90Mg0.10Ni3.08Mn0.13Co0.63Al0.14 alloy electrode.The cycling stability of the electrode with 4 wt.% AB5 alloy has also been improved.     

快淬对低钻贮氢合金的电化学性能影响

为改善低钴贮氢合金的综合电化学性能，对其进行不同速度的快淬处理。结果表明：合适的快淬速度不仅可以大幅度的提高放电容量，而且明显的改善合金的循环稳定性和放电电压特性。18m／s快淬低钴合金具有较好的综合电化学性能。但快淬使得合金的活化性能有所降低。利用X射线衍射、扫描电镜对铸态及快淬合金进行微观分析，讨论了快淬对低钴贮氢合金电化学性能的影响机理。     

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%.     

石墨烯对La_(0.94)Mg_(0.06)Ni_(3.49)Co_(0.73)Mn_(0.12)Al_(0.20)储氢合金电化学性能的影响

为了提高La_(0.94)Mg_(0.06)Ni_(3.49)Co_(0.73)Mn_(0.12)Al_(0.20)储氢合金的电化学性能,利用石墨烯与储氢合金研磨混合来对其进行表面改性处理。采用X射线粉末衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析合金的相结构和表面形貌。结果表明:添加石墨烯后合金的相结构并没有发生改变,石墨烯包覆在了合金的表面,增大了合金的比表面积,提高了合金的电化学性能。当添加质量分数为5%的石墨烯时,电极的最大放电容量可达到380.6mAh/g,容量保持率S50从69.5%提高到71.1%。添加石墨烯后,交换电流密度、极限电流密度和腐蚀电位均变大、电化学反应阻抗降低,说明电极的动力学性能得到改善。