Fe替代Co对AB5型贮氢合金电化学性能和相结构的影响

研究了Fe替代C0对Mm（NiMnSiAl）4.3Co0.6-xFex（x=0，0．2，0．4，0．6）贮氢合金电化学性能和相结构的影响。研究结果表明：Fe替代Co使合金的放电容量降低，但使合金的循环稳定性得到改善；合金具有双相结构，主相为CaCu5型相，还有少量的第二相Ce2Ni7相，随着Fc替代量的增加，第二相没有明显变化，但合金的点阵常数和晶胞体积略有增加，这是Fe替代Co使合金循环稳定性得以改善的一个主要原因。     

稀土氧化物对贮氢合金电极电化学性能的影响

研究了稀土氧化物La_2O3_,CeO_2,Nd_2O_3和Y_2O_3对AB_5型贮氢电极电化学性能的影响。研究表明,除Y2_O3_外,其余的稀土氧化物可提高贮氢电极的1C放电容量和放电电压,延长贮氢电极的循环寿命,且对贮氢电极性能有利的顺序为:La2_O3_>CeO2_>Nd2_O3_;稀土氧化物添加量越多,贮氢电极的循环稳定性越好,但对贮氢电极的1C放电容量和放电电压的影响存在最佳值。造成这些结果的原因是:稀土氧化物增大贮氢合金颗粒间的接触电阻;稀土氧化物的催化作用;稀土氧化物对镍催化剂的稳定作用及抑制贮氢合金进一步氧化的作用。     

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。     

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。     

Al替代Ni对A2B7型贮氢电极合金性能的影响

用冷坩埚磁悬浮熔炼方法制备La0.7Mg0.3（Ni0.85-xCo0.15Alx）3.4贮氢电极合金，采用XRD、三电极体系及SEM研究相结构、电化学性能及电极的表面状态。Rietveld法全谱拟合分析表明，该体系合金为多相结构，主相为ce2Ni7型六方相，还包括CaCu5型六方相、PuNi3型菱方相、MgCu2型立方相及BCr型正交相。Al元素为ce2Ni7型主相的有利形成元素，且Al替代Ni后，各组成相的晶胞体积均增加。P-C-T曲线显示随着Al替代量X的增加，合金放氢平台的平台区域变窄，平台压力降低，平台特性变差。电化学性能测试表明，随着X增加合金电极的最大放电容量降低，高倍率放电性能降低，循环稳定性明显提高。     

镁掺杂对贮氢电极合金Ml(NiCoMnTi)5电化学性能的影响

采用在Ｍｌ（ＮｉＣｏＭｎＴｉ）５合金中添加不同量镁的方法,系统地研究了镁掺杂量对贮氢电极合金Ｍｌ（ＮｉＣｏＭｎＴｉ）５电化学性能的影响。结果表明,当镁掺杂量从０．００３％增加至０．２６３％时,合金的最大放电容量逐渐升高,但当镁掺杂量进一步增加时,合金的最大放电容量又逐渐降低;增加镁掺杂量可以改善合金的活化性能,而且随着镁掺杂量的增加合金的高倍率放电性能也有不同程度的提高,但合金的２４ｈ荷电保持能力却大幅度下降;此外,增加镁掺杂量会明显恶化合金的充放电循环稳定性。     

化学镀镍对A2B7型贮氢合金电极电化学性能的影响

本文对气态粉化后A2B7型贮氢合金La0.75Mg0.25Ni3.44Al0.06进行化学镀不同厚度Ni包覆处理.通过SEM观察,结果表明,包覆处理后镀层镍为球形颗粒且均匀弥散于合金表面.电化学测试结果表明,表面包覆镍处理的A2B7型合金电极放电容量有所降低,而循环稳定性有所提高.线性极化扫描和电化学阻抗谱等分析结果表明,表面包覆Ni处理后增大了合金电极的交换电流密度(I0),减小了电化学阻抗,改善了合金电极的动力学性能.     

冷却速度对Ml(NiCoMnTi)_5贮氢合金电化学性能的影响

对不同冷却速度下制成的具有同一成分的贮氢合金做了电化学充放电循环实验,比较了它们的容量、电化学循环稳定性及放电电压性能高的冷却速度导致放电容量特别是大电流放电容量较大幅度下降,活化困难,放电电压也有所降低,但改善了合金的循环稳定性及放电电压平台特性．     

熔体快淬对A_2B_7型La_(0.8)Mg_(0.2)Ni_(3.5)Co_(0.2)合金结构及电化学性能的影响

为了改善A2B7型La0.8Mg0.2Ni3.5Co0.2合金的电化学性能,采用熔体快淬技术制备了合金。用XRD、SEM分析了合金的微观结构,用电化学方法测试了合金的电化学性能。结果表明,快淬后,合金具有多相结构,包括两个主相(La,Mg)Ni5及(La,Mg)2(Ni,Co)7和残留相LaNi2.28相,快淬使合金的微观应变增加,柱状晶区域面积较大,合金的晶粒明显细化。快淬使合金的放电容量、平台中值电压降低,电化学循环稳定性提高。     

热处理对La-Mg-Ni系贮氢电极合金性能的影响(Ⅱ)贮氢及电化学性能

用冷坩埚磁悬浮熔炼方法制备铸态La0.7Mg0.3(Ni0.81Co0.15Al0.04)3.4贮氢电极合金,并分别在1073、1173和1273 K温度下热处理8h得到不同的热处理态合金,采用ICP-AES、三电极体系、显微硬度测试、XRD、SEM及EDS等研究合金的Mg含量、电化学性能、显微硬度及相应电极的表面状态.ICP-AES分析表明,合金的Mg含量随着热处理温度的升高而降低.P-C-T曲线显示随着热处理温度的升高,合金放氢平台的平台区域先变宽后变窄,平台压力先降低后升高再降低,平台先变得平坦后倾斜.电化学性能测试表明,合金电极的最大放电容量先增加后减小,循环稳定性先提高后有所降低;其中1173K,8h热处理态La0.7Mg0.3(Ni0.81Co0.15Al0.04)3.4合金具有良好的综合电化学性能,可以用作高容量电极材料.     

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％）。     

Zr替代La对快淬态A2B7型电极合金结构及电化学性能的影响

用铸造及快淬工艺制备了A2B7型电极合金,合金的名义成分为La0.75-xZrxMg0.25Ni3.2Co0.2Al0.1 (x = 0, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2)。深入研究了Zr替代La对合金微观结构及电化学性能的影响。用XRD、SEM、TEM分析了合金的结构。结果表明,铸态及快淬态合金均具有多相结构,含有两个主相(La,Mg)Ni3和LaNi5以及一个残余相LaNi2。Zr替代La使合金中LaNi5相明显增加,并促进快淬态合金中形成非晶相。电化学测试的结果表明,Zr替代La明显降低合金的放电容量,但显著改善合金的电化学循环稳定性。当Zr含量小于0.1时,合金的放电容量随淬速的增加而先增加后减小,合金的循环稳定性随淬速的增加而单调增加。     

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。     

Electrochemical Hydrogen Storage Characteristics of the as-Cast and Annealed La0.8-xPrxMg0.2Ni3.35Al0.1Si0.05 (x=0~0.4) Electrode Alloys

采用铸造及退火工艺制备了La0.8-xPrxMg0.2Ni3.35Al0.1Si0.05 (x=0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4)电极合金。系统研究了Pr的替代对合金的结构与电化学储氢性质的影响,结果表明除少量残余LaNi3相外,铸造及退火合金是由六方Ce2Ni7型(La, Mg)2Ni7相与六方CaCu5型LaNi5相构成的。Pr对La的置换对合金的电化学储氢性质产生明显影响,铸造及退火合金的放电容量和高倍率放电能力随Pr含量的增加先升后降。当Pr含量由0增加至0.4时,铸造及退火合金的100次充放电循环后容积保持率S100从64.96%和72.82%分别增加至77.94%和91.81%     

快淬对RE-Mg-Ni系A_2B_7型贮氢合金动力学性能的影响(英文)EI北大核心CSCD

合金的电化学贮氢动力学性能是其应用于动力电池的重要因素。为了提高RE-Mg-Ni系A2B7型贮氢合金的动力学性能,用M(M=Pr,Zr)部分替代La,并采用快淬处理制备了La0.65M0.1Mg0.25Ni3.2Co0.2Al0.1(M=Pr,Zr)电极合金。研究了元素替代和快淬处理对合金结构及电化学贮氢动力学性能的影响。XRD及TEM结果显示,铸态及快淬态合金均为多相结构,包含(La,Mg)2Ni7和LaNi5主相以及少量的残余相LaNi2。Pr替代快淬态合金为纳米晶结构,而Zr替代快淬态合金为类非晶结构,说明Zr部分替代La促进了非晶的形成。电化学测试表明合金的高倍率放电性能(HRD)随着快淬速度的增加先增大后减小。此外,电化学阻抗谱(EIS),塔菲尔极化曲线以及电势阶跃测试均表明合金的电化学动力学性能随着快淬速度的增加先增大后减小。     

Nd替代La对La-Mg-Ni系A2B7型贮氢电极合金性能的影响

用冷坩锅磁悬浮熔炼方法制备了La0.7-xNdxMg0.3(NiCoAl)3.5(x=0,0.1,0.3,0.5,0.7)贮氢电极合金,采用X射线衍射Rietveld法、三电极体系及扫描电镜研究合金的相结构和电化学性能以及电极的表面状态。Rietveld法分析表明:合金为多相结构,主相均为Ce2Ni7型六方相,还包括CaCu5型六方相、PuNi3型菱方相、MgCu2型立方相及CrB型正交相;且随着Nd含量x的增加,主相含量增加,相应CaCu5型和MgCu2型相含量降低,PuNi3型相含量则在一定范围内波动;且各组成相单胞体积均呈线性降低趋势。p—c—t曲线显示,合金放氢平台区域变窄,平台压力升高,平台先稍有倾斜后逐渐平坦。电化学性能测试显示,最大放电容量基本呈线性递减;活化性能优异;高倍率放电性能先提高后稍有降低;循环稳定性得到改善。     

Structures and electrochemical performances of La_(0.75-x)Zr_xMg_(0.25)Ni_(3.2)Co_(0.2)Al_(0.1) (x=0-0.2) electrode alloys prepared by melt spinning

The La-Mg-Ni system A2B7-type electrode alloys with nominal composition La0.75-xZrxMg0.25Ni3.2Co0.2Al0.1(x=0,0.05, 0.1,0.15,0.2)were prepared by casting and melt-spinning.The influences of melt spinning on the electrochemical performances as well as the structures of the alloys were investigated.The results obtained by XRD,SEM and TEM show that the as-cast and spun alloys have a multiphase structure,consisting of two main phases(La,Mg)Ni3 and LaNi5 as well as a residual phase LaNi2.The melt spinning leads to an obvious increase of the LaNi5 phase and a decrease of the(La,Mg)Ni3 phase in the alloys.The results of the electrochemical measurement indicate that the discharge capacity of the alloys(x≤0.1)first increases and then decreases with the increase of spinning rate,whereas for x0.1,the discharge capacity of the alloys monotonously falls.The melt spinning slightly impairs the activation capability of the alloys,but it significantly enhances the cycle stability of the alloys.     

Electrochemical hydrogen storage characteristics of La0.75-xMxMg0.25Ni3.2Co0.2Al0.1 (M =Zr, Pr; x =0, 0.1) alloys prepared by melt spinning

In order to ameliorate the electrochemical hydrogen storage performances of La-Mg Ni system A2B7-type electrode alloys,the partial substitution ofM (M =Zr,Pr) for La was performed.The melt spinning technology was used to fabricate the La0.75-xMxMg0.25Ni3.2Co0.2Al0.1 (M =Zr,Pr; x =0,0.1) electrode alloys.The influences of the melt spinning and substituting La with M (M =Zr,Pr) on the structures and the electrochemical hydrogen storage characteristics of the alloys were investigated.The analysis of XRD,SEM,and TEM reveals that the as-cast and spun alloys have a multiphase structure composed of two main phases (La,Mg)2Ni7 and LaNi5 as well as a residual phase LaNi2.The as-spun (M =Pr) alloy displays an entire nanocrystalline structure,while an amorphous-like structure is detected in the as-spun (M =Zr) alloy,implying that the substitution of Zr for La facilitates the amorphous formation.The electrochemical measurements exhibit that the substitution of Pr for La clearly increases the discharge capacity of the alloys; however,the Zr substitution brings on an adverse impact.Meanwhile,the M (M =Zr,Pr) substitution significantly enhances its cycle stability.The melt spinning exerts an evident effect on the electrochemical performances of the alloys,whose discharge capacity and high rate discharge ability (HRD) first mount up and then fall with the growing spinning rate,whereas their cycle stabilities monotonously augment as the spinning rate increases.     

A2B7型贮氢合金相结构及电化学性能研究

采用感应熔炼方法制备La0.75Mg0.25Ni3.5-xMnx(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)四元贮氢合金,系统地研究合金B侧Mn对Ni部分替代对合金相结构及电化学性能的影响。XRD分析表明,La0.75Mg0.25Ni3.5-xMnx由La2Ni7相(包括Gd2Co7型高温相和Ce2Ni7型低温相)组成。此外,Mn的加入,使该类合金中出现LaNi5相,但是在含Mn量较高(x=0.15,0.2)的合金中LaNi5相消失。电化学测试表明,随Mn含量的增加,合金电极活化次数变化不大,合金电极的最大放电容量减小,高倍率放电性能、交换电流密度变差,循环稳定性、极限电流密度均得到明显的改善。