快淬La-Mg-Ni系贮氢电极合金的结构与电化学性能

铸态及快淬态La2Mg(Ni0 85Co0.15)9Cr01贮氢电极合金主要由(La,Mg)Ni3相(PuNi 3型结构),LaNi5相以及少量的LaNi2相组成,各相的含量与淬速有关.与铸态合金相比较,快淬态合金放电平台电压降低,快淬使合金的循环寿命都有不同程度的提高.铸态和快淬态合金均具有良好的活化性能.     

富铈稀土系低温贮氢合金的制备及性能研究

采用真空快淬法研究制备了富铈稀土系低温贮氢合金,考察了3种不同组成合金的放电性能.结果表明,Mm(NiCoAlMn)_(4.95)舍金大电流放电性能较好;添加微量元素后,可以2提高其0.7C放电比容量、放电平台以及改善循环性能.经循环伏安性能测试发现,氢在合金电极中的扩散系数(D_H=3.90×10~(-8)cm~2/s)较大;XRD分析显示合金具有单一CaCu_5型相结构,晶粒尺寸小于50nm.用此合金组装的D8500型镍氢电池在-40℃、0.2C电流条件下,放电容量达到常温放电容量的70.72%.以1C电流充放电400次,电池容量保持率为93%,完全满足低温镍氢电池的要求.     

退火对稀土系AB5低钴贮氢合金性能的影响

研究了600与900℃两种温度退火对低钴贮氢合金MI（NiMnAlCuFeSnZn）4.7CO0.3的微观结构、组织以及电化学性能的影响。XRD分析表明退火降低了合金的晶格应力和缺陷，同时使得合金的单胞体积增大。电化学测试结果表明，退火处理后合金的放电容量有所提高，循环稳定性有所改善。     

快淬低钴AB5型贮氢合金的研究及产业化前景

快淬技术就是使金属或合金熔体经过快速凝固，获得具有特殊微观结构的非平衡组织。钢铁研究总院将真空快淬工艺应用到AB5型贮氢合金的制备中，获得具有微晶、纳米晶、非晶混合结构的组织。具有这类结构的AB5型合金不仅解决了低钴AB5型贮氢合金循环寿命低的问题，而且合金保持了高的电化学容量、优良的初始活化性能以及高的倍率放电能力。该项技术已经通过中试试验，合金的电化学性能、制备工艺技术及设备等均达到了实用化及产业化要求，具有广阔的应用前景。     

快淬纳米晶Mg_2Ni型合金的贮氢性能

为了改善Mg2Ni合金的贮氢性能,用Cu部分替代合金中的Ni,用快淬工艺制备了纳米晶Mg2Ni型Mg20Ni10-xCux(x=0、1、2、3、4)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设备测试了合金的吸放氢动力学性能;用程控电池测试仪测试了合金电极的电化学贮氢性能。结果表明,所有的快淬态合金具有纳米晶结构,Cu替代Ni及快淬处理没有改变合金的Mg2Ni型主相。合金的吸放氢容量及动力学随淬速的增加而增加。此外,快淬处理显著地提高了合金的电化学贮氢容量,但使循环稳定性下降。     

无钕稀土系贮氢合金及其在动力电池中的应用

研究了薄壁铸造的无钕稀土LPC系贮氢合金,发现铸态高钴合金的综合电化学性能随着铸锭厚度的增加而改善,原因为晶胞体积增加、晶界缺陷减少和晶格应力降低;铸态低钴合金的电化学性能对厚度不敏感,归因于合金中Cu、Fe和Si等元素的引入.退火能够提高高钴合金的放电容量,并改善其循环稳定性,壁厚最薄的3mm合金显示出最好的综合电化学性能,主要应归功于晶格应力的降低,和元素偏析的改善.Ce/TE为20%～25%时,高钴合金可以得到最好的综合电化学性能.成分和工艺优化后的贮氢合金应用在Ni/MH电池和电动自行车中,得到了令人满意的结果.     

一种新型稀土贮氢合金MINi4.7AIo.3的贮氢性能

研究了新型稀土合金ＭｌＮｉ４－７Ａｌ０．３的ＰＣＴ性能、动力学特性,活化性能、循环性能、抗Ｏ２毒化性能,并与ＬａＮｉ５合金进行了比较,结果表明,ＭｌＮｉ４．７Ａｌ０．３活化性能、循环稳定性、抗Ｏ３毒化性能均优于ＬａＮｉ５,是一种具有应用前景的稀土贮氢合金。     

稀土(镁)系AB2型贮氢合金的研究进展

综述了稀土(镁)系AB2型贮氢合金的研究进展,分别从合金的晶体结构、气态贮氢性能及电化学性能等方面进行了总结,阐述了AB2与AB5及A7B16结构之间的关联性,并就此合金存在的问题加以评述,进一步探讨了改善该体系合金性能的方法.稀土(镬)系AB2型贮氢合金较AB5型和AB3型具有更高的理论贮氢容量,认为通过合理的制备工艺与机理研究能获得良好的电化学性能.     

快淬纳米晶Mg2Ni型合金的气态和电化学贮氢动力学

用快淬技术制备了Mg2Ni1-xCux（x=0,0.1,0.2,0.3,0.4）合金,用XRD、SEM、HRTEM分析了铸态和快淬态合金的微观结构,测试了合金的气态贮氢动力学性能和电化学贮氧动力学。结果表明,所有快淬态合金均具有纳米晶结构,没有非晶相。Cu替代Ni不改变合金的主相Mg2Ni,而是使合金的晶粒显著细化。C...     

熔体快淬对纳米晶和非晶Mg2Ni型合金贮氢动力学性能的影响

用快淬技术制备了名义成分为Mg2Ni1-xCox(x=0、、0.1、0.2、0.3、0.4)的贮氢合金.获得长度连续,厚度约为30μm,宽度约为25mm的快淬合金薄带.用XRD、HRTEM表征了快淬态合金薄带的微观结构,用自动控制的Sieverts设备测试了合金的吸放氢动力学性能.用程控电池测试仪测定了合金薄带的电化学...     

用于超高压化学热压缩的稀土储氢合金研究

具有融氢净化和氢压缩于一体等重要特性的金属氢化物化学热压缩器将成为未来加氢站的核心设备.本文简要介绍了金属氢化物化学热压缩器的工作原理及其特点,针对金属氢化物化学热压缩器对储氢合金的要求,研究开发了一种储氢性能优良、适合于作为化学氢压缩机用的稀土系储氢合金(Mm-Ml-Ca)(Ni-Al)5,测定了合金热力学和动力学性能.利用该合金设计制作了一台氢容量大于1000L、氢压大于40.0 MPa的压缩器样机,在20℃时氢压小于3.0 MPa可吸氢饱和,165℃放氢可得氢压大于40.0 MPa的超高压产品氢.原料氢纯度为98%时,产品氢纯度达到99.9999%.并且对压缩器的热效率进行了计算,其热效率达到21.9%.     

V基贮氢合金的研究进展

介绍了近几年V基贮氢合金的研究进展，总结出V基合金具有如下特点：室温有效吸氢量可达2.4wt％以上，吸放氢循环性能优良，室温平台压力可达几个大气压，放氢效率不高，成本较高，但有可能通过利用廉价钒铁原料制备合金的方式降低成本。同时，提出了后续研发重点。     

La-Mg-Ni-Co系新型稀土储氢合金研究进展

简要地总结了储氢合金的研发、应用现状以及未来的发展方向。结合作者在本领域的研究,重点介绍了La—Mg—Ni-Co系AB3型和A2B7型储氢合金。La-Mg—Ni-Co型储氢合金具有电化学容量高、易活化、动力学性能优异等特点,极有可能替代目前广泛使用AB5型稀土储氢合金。扼要地综述了AB3型和A287型储氢合金在元素替代、制备工艺、合金结构调控和性能改进等方面的研究进展,分析和指出了La-Mg—Ni—Co系储氢合金研究和应用需要解决的主要问题和可能的途径。     

CoZnB添加量对稀土基储氢合金电化学性能的影响

首先采用化学还原法制备了CoZnB非晶合金,随后用机械球磨法将其引入到稀土基合金La_(0.7) Mg_(0.3)Ni_(3.5)中制备成复合物,考察了CoZnB的添加量对La_(0.7) Mg_(0.3)Ni_(3.5)合金电化学性能的影响。实验结果表明,加入CoZnB非晶合金后,复合物合金电极首次放电即可达到最大放电容量,高倍率放电性能得到了显著改善,电荷转移阻抗和极限电流密度均高于La_(0.7) Mg_(0.3)Ni_(3.5)合金电极。复合物合金电极La_(0.7) Mg_(0.3)Ni_(3.5)-CoZnB(质量比1∶1)的最大放电容量高达487.5mAh/g,800mA/g放电电流密度下的复合物合金电极La_(0.7) Mg_(0.3)Ni_(3.5)-CoZnB(质量比2∶1)的高倍率放电性能(HRD)可达94.8%。     

V系储氢合金及其合金化

概述了V系储氢合金的研究现状,涉及V系储氢合金的氢化物相结构、合金化元素及第二相对合金吸、放氢性能的影响:V系储氢合金随吸氢量的增加,氢化物结构发生bcc→bct→fcc转变,同时其稳定性呈降低趋势;合金元素通过改变V与H的亲和力以及氢化物的稳定性来影响合金的储氢性能;第二相的出现对合金电化学性能、吸放氢动力学有明显的影响作用.在上述分析的基础上,对V系bcc固溶体储氢合金今后的研究进行了展望.     

La-Mg-Ni系储氢合金的电化学性能研究进展

综合分析了La-Mg-Ni系储氢合金中La-Mg-Ni合金、La-Mg-Ni-Co合金、不含Co的多元La-Mg-Ni系合金和含Co的多元La-Mg-Ni系合金的的电化学性能,特别是最大放电容量、循环充放电性能和高倍放电性能。发现La-Mg-Ni-Co合金中的La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5的综合电化学性能最好,最大放电容量达到420.5mAh/g,循环放电性能S70为92.9%和高倍放电性能HRD900达到87.7%。Co元素的添加可以有效提高合金的最大放电容量和循环放电性能,其高倍放电性能相比多元La-Mg-Ni系合金有所增加,但是对于La-Mg-Ni合金反而降低。可见,元素的增加和复杂化对多元La-Mg-Ni系合金的综合电化学性能帮助不大。     

固体储氢材料的研究进展

论述了目前几种主要固体储氢材料的研究进展,包括金属基合金材料(镁系合金、稀土系合金、钛系合金和锆系合金)、碳基材料(活性炭、石墨纳米纤维、碳纳米纤维和碳纳米管)、玻璃微球、配合物以及金属有机框架物。通过比较各种材料储氢的机理与方式、吸放氢的温度与压力、循环寿命,分析了其优缺点,并展望了固体储氢材料未来的发展趋势,认为开发安全稳定高效的复合储氢材料、实现固体储氢材料的工业化制备是未来储氢材料研究的新方向。     

非化学计量比贮氢合金及其电极特性

对贮氢合金M1Ni3.55 xCo0.75Al0.3Mn0.4(0≤x≤0.6)的结构、组织、电化学性能和P－C－T特性进行了研究。结果表明,除了x=0.6的合金外,随着x的增大合金的点阵常数a值减小、c值增大,c/a值和单胞体积也随之增大,而x=0.6时合金体积反而减小。同时随着x的增大,合金中Ni并没有出现明显偏析,而是促进了B侧其它合金元素尤其是Mn和Al的偏析。x的增大,放电容量降低,充放电循环稳定性只略有下降,但活化性能却明显改善,P－C－T曲线平台压升高。     

稀土掺杂TiAl基合金的研究进展

稀土元素掺杂改性TiAl基合金效果明显,其在组织和层片细化、高温力学性能改善、高温抗氧化性能提高方面作用显著,同时其与传统合金化元素还可产生一定的交互作用,进一步增强改善效果。在传统粉末冶金制备稀土掺杂TiAl基合金材料的研究基础上,从组织片层结构、高温力学和抗氧化性能等角度综述了稀土掺杂改性TiAl基合金材料现阶段的研究现状,并从一些关键技术问题角度分析了未来的研究方向。     

退火对LaNi4.25Al0.75合金储氢性能的影响研究

研究了退火热处理对LaNi_(4.25)Al_(0.75)合金吸放氢性能和晶体结构的影响。研究表明,退火处理具有降低合金吸放氢P-C-T曲线平台区斜率的作用。在1273K退火,合金的晶体结构并没有改变,热处理前后都属于六方晶系CaCu_5型,但晶格常数和晶胞体积发生了变化,随着退火温度升高,晶格常数a增大,晶胞体积V增大。退火热处理可显著改善LaNi_(4.25)Al_(0.75)合金吸放氢性能,1273K下12h热处理条件有望成为LaNiAl系列储氢合金工业应用热处理的工艺规范。