非化学计量比对贮氢合金Mm(NiCoMnAl)5Bx电化学性能的影响

研究了稀土系非化学计量比贮氢合金Mm(NiCoMrLAl5)5Bx(x=0，0．1，0．2，0．3，0．4)微观结构及电化学性能，分析了非化学计量比x对贮氢合金电化学性能的影响．研究结果表明，铸态非化学计量比合金Mn(NiCoMnAl)5Bx具有双相组织，主相为CaCu5结构相，还有少量CeCO4B第二相，第二相的相丰度随x的增加而增大．经22m/s淬速快淬处理后，合金中的第二相消失．随非化学计量比x的增加，合金的电化学容量下降，但活化性能、倍率放电能力循环寿命明显提高，放电电压特性得到一定改善．     

A2B7型La0.75Mg0.25Ni3.5-xCrx(x=0～0.3)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了La0.75Mg0.25Ni3.5-xCrx(x=0,0.05,0.1,0.2,0.3)四元贮氢合金,系统地研究了合金B端Cr元素对Ni部分替代对合金相结构及电化学性能的影响.X衍射(XRD)分析表明,La0.75Mg0.25Ni3.5合金是由La2Ni7相组成.随着Cr元素的加入,该类合金中出现LaNi5相及LaNi3相,且随着Cr含量的增加而增多.电化学测试表明,随Cr含量的增加,合金电极活化次数变化不大,最大放电容量逐步降低,合金的最大放电容量由x=0.05时的383.43 mAh/g下降到x=0.3时的348.40 mAh/g;而合金的高倍率放电性能呈现先增后减的趋势,当电流密度为900 mA/g时,合金的高倍率放电性能由83.66%(x=0)增加到92.57%(x=0.05)然后减小到83.9%(x=0.3);循环稳定性先增加后下降,当x=0.1时合金电极的循环寿命达到最大(S100=74.71%).     

La1-x Cex Ni3．54 CO0．78 Mn0．35 A10．32贮氢合金相结构和电化学性能的研究

采用真空电弧熔炼和热处理方法制备了La1-x Cex Ni3．54 CO0．78 Mn0．35 A10．32（x=0．1,0．2,0．3,0．4,0．5,0．6）贮氢合金．x射线衍射（XRD）分析表明,合金含有单-CaCu5型六方结构相．电化学性能测试表明,随着x的增加,合金的最大放电容量从348．1mAh／g（x=0．1）单调地减小到310．1mAh／g（x=0．6）;HRD1200先从28．6％（x=0．1）增加到65．4％（x=0．5）然后降低到60．1％（x=0．6）,归因于合金表面的电催化活性和合金体内氢原子扩散速率均随z的增大先增大后减小．     

气体雾化AB5型贮氢合金微观结构特征及电化学性能

用气体雾化方法可以制备具有CaCu5型六方晶体结构MmNi5-x(CoMnAl)x的球形贮氢合金粉．其贮氢合金表面存在氧化层．气体雾化合金需要较长周期才能充分活化，然而气体雾化合金的循环寿命明显优于机械球磨合金．     

La1-xCexNi3.54Co0.78Mn0.35Al0.32贮氢合金相结构和电化学性能的研究

采用真空电弧熔炼和热处理方法制备了La1-xCexNi3.54Co0.78Mn0.35Al0.32(x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6)贮氢合金.X射线衍射(XRD)分析表明,合金含有单一CaCu5型六方结构相.电化学性能测试表明,随着x的增加,合金的最大放电容量从348.1mAh/g(x=0.1)单调地减小到310.1 mAh/g(x=0.6);HRD1200先从28.6%(x=0.1)增加到65.4%(x=0.5)然后降低到60.1%(x=0.6),归因于合金表面的电催化活性和合金体内氢原子扩散速率均随x的增大先增大后减小.     

LaxMm1-x(NiCoMnCuAl)5.1贮氢合金的电化学性能

在低钴AB5型贮氢合金LaxMm1-x(NiCoMnCuAl)5．1(x=0．25，0．38，0．56，0．74)中，加入纯La调整富Ce混合稀土中的La含量，测试了合金的电化学性能，研究了La含量的变化对LaxMm1-x(NiCoMnCuAl)5．1合金晶格参数、热力学参数及电化学性能的影响。结果表明，合金的晶格常数、晶胞体积及标准生成焓的绝对值随La含量的增加而增大，La含量的增加对提高铸态及快淬态合金的容量有利，但使得电化学循环稳定性及放电平台压下降，La含量的变化对合金的活化性能基本没有影响，铸态和快淬态合金通过1～2次循环均可完全活化。     

快淬对贮氢合金组织和电化学性能的影响

通过XRD、TEM、DTA分析和电化学实验，研究了快淬对贮氢合金组织和电化学性能的影响，研究表明，成分均匀性改善和单胞体积减小是影响快淬氢合金电化学性能的主要因素，其中，前者使充放电循环稳定性提高，后者使放电容量降低，在本研究中，快淬速度为10m/s时，合金成分的均匀性已较铸态有明显改善，更高的快淬速度并不能使成分的均匀性进一步大幅度提高，反而使单胞体积减小，因此，快淬速度为10m/s时，快淬合金的综合电化学性能最佳。     

铸态及快淬态La2Mg(Ni0.85Co0.15)9Crx(x=0～0.4)贮氢合金的电化学性能

为了提高La-Mg-Ni系(PuNi3型)贮氢合金的电化学循环稳定性,在La2Mg(Ni0.85Co0.15)9合金中加入微量Cr,用铸造及快淬工艺制备了La2Mg(Ni0.85Co0.15)9Crx(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)贮氢合金.研究了Cr含量对铸态及快淬态合金微观结构及电化学性能的影响.XRD,SEM及TEM的分析结果表明,铸态及快淬态合金具有多相结构,包括(La,Mg)Ni3相(PuNi3型结构)、LaNi5相和一定量的LaNi2相.随Cr含量的增加,铸态合金中LaNi2相的量增加.电化学测试结果表明,Cr的加入提高了铸态及快淬态合金的循环稳定性,但使合金的容量下降.当Cr添加量从0增加到0.4时,铸态合金的容量从396.3 mAh/g下降到355.6 mAh/g,循环寿命从72次增加到97次;快淬态(30 m/s)合金的容量从364.2 mAh/g下降到334.2 mAh/g,循环寿命从100次增加到131次.Cr添加使铸态合金的放电电压特性和活化性能得到改善.     

Cu对高淬速AB5型贮氢合金电化学性能的影响

用Cu替代Mn(NiMnAl)4.9C00.4合金中50％的Co元素，对两种合金分别进行快淬处理，测试了它们的活化性能，放电容量，放电电压性能和高倍率放电能力，试验结果表明，Cu替代Co元素不影响合金的活化次数，且使放电容量，低倍率放电电压平台得到明显改善，但高倍率放电电压特性格略有降低，合金的高倍率放电能力下降。     

Ca_(9-x)Mg_xNi_(33)(x=1,2和3)合金相结构和贮氢性能

研究Mg替代Ca对Ca_(9-x)Mg_xNi_(33)=1,2和3)合金相结构和贮氢性能的影响。结果表明,Ca_(9-x)Mg_xNi_(33)合金均由复相组成;随Mg添加量的增加,合金的主相由(Ca,Mg)_2Ni_7向(Ca,Mg)Ni_3转变。Ca_8MgNi_(33)合金在298 K的吸氢容量(体积分数)大约为1.71%,是商业应用LaNi_5合金的1.4倍。随着合金Mg添加量的增加,合金吸放氢热力学性能得到改善。Ca_7Mg_2Ni_(33)合金具有良好的吸放氢可逆性。     

AB5型贮氢合金低温放电性能影响因素的研究

为了寻找测试贮氢合金低温(233 K)放电性能的最优条件, 采用三电极方法,测试了电极在低温不同条件下的放电容量.结果表明 搁置时间达到4 h后,合金内外温度达到平衡;电解液密度为1.33 g·ml-1、压片压力为3.5MPa、镍粉与贮氢合金粉比例为3∶1时,合金具有较好的低温放电性能;铜粉作为添加剂时,贮氢合金的低温放电性能不好;添加细小镍粉的贮氢合金电极比镍粉尺寸大的电极的低温放电容量高;活化制度对贮氢合金低温放电性能影响不大.     

快凝合金La(NiMn)5.6的贮氢性能

借助X-ray及吸放氢性能测试装置研究了非化学计量比快凝合金La(NiMn)5.6的结构和贮氢性能以及A端、B端元素替代对合金的影响,测试了不同温度下合金的PCT曲线.结果表明,快速凝固(35 m/s)条件下合金La(NiMn)5.6均可获得过饱和CaCu5型单相组织.A端以Ce取代La,使平台压力增大,最大吸氢量减小,但滞后降低;B端以Sn取代Ni,改善了合金的活化特性,并使平台降低,吸放氢滞后减小.     

不同烧结工艺对贮氢合金LaMgNiCo的性能影响

借助XRD和SEM及EPMA研究La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5贮氢合金的烧结工艺对该合金的微观组织结构及电化学性能的影响。结果表明,在不同烧结条件下合金均由不含Mg的LaNi5相、富Mg的LaNi3相及一个贫Mg的LaNix（x=3.0-3.8）相三相组成。当烧结温度不超过1203k时合金主相为LaN i3相,当烧结温度超过1 203K,LaN i5相逐步成为主相。电化学性能分析结果表明,烧结温度不超过1203K,合金放电能力主要受合金组织形成与均匀性影响;而烧结温度超过1 203K,Mg元素挥发损失成为影响合金放电能力的决定因素。烧结条件为873k～1123k保持24 h、1203k保持2h,是制备La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5贮氢合金的适宜工艺。     

La2Ca2Mg2Ni13-xCox贮氢合金的相结构和电化学性能

研究元素Co部分替代Ni对La2Ca2Mg2Ni13合金相结构和电化学性能的影响。结果表明,La2Ca2Mg2Ni13-xCox（x=0,0．25,0．5,0．75和1．0）系列合金主要由PuNi3型结构的（La,Ca,Mg）（Ni,Co）,相和CaCu5型结构的（La,Ca）（Ni,Co）,相组成,随合金中Co替代量x的增加,PuNi3型主相的含量先增加后降低。当x=0．75时,合金具有最高的放电容量360mA·h/g,并具有较好的循环稳定性。     

LaNi3.8Co1.1Mn0.1/TiMn1.5贮氢合金的结构和性能

为了探索一种新的掺杂方式对AB5型贮氢合金贮氢性能的影响,采用熔炼掺杂方法制备La-Ni3.8Co1.1Mn0.1/TiMn1.5(TiMn1.5质量分数为4%、8%)贮氢合金,利用PCTPro-2000气体吸附测量仪研究了合金的气态储氢性能。XRD和SEM分析显示,熔炼掺杂后合金主相为LaNi5相,出现少量(NiCo)3Ti相。P-C-T测试结果表明,(NiCo)3Ti相的出现对合金气态贮氢性能有较大影响,熔炼掺杂后合金吸放氢平台压和滞后效应降低,贮氢容量减少。掺杂TiMn1.5使得合金的氢化物的生成焓由原始合金的-27.35kJ/mol降至-29.14kJ/mol(掺杂质量分数8%的TiMn1.5),较高温度有利于合金中氢的释放,同时掺杂形成的(NiCo)3Ti相改善了合金吸/放氢动力学性能。     

快凝对MmNi5-x(CoMn)x合金电化学性能的影响

利用熔体淬冷法制备出不同速度下的4种合金薄带,研究了快凝对贮氢合金电化学性能的影响.合金的晶体结构采用XRD和SEM进行表征.结果显示,铸态和快凝合金都是单一的CaCu5相结构,快凝后的合金组织变得更加细密,晶粒变小而且更加均匀.电化学实验结果表明,快凝显著提高了合金的稳定性,但是降低了合金的放电容量和高倍率性能,铸态...     

熔炼掺杂对AB5型贮氢合金的结构和性能影响

为了探索一种新的掺杂方式对AB5型贮氢合金性能的影响,采用熔炼掺杂方法,研究了掺杂适量TiMn1.5合金（掺杂量为4％、8％的TiMn1.5）对成分为‰．La0.7Ni2.65Co0.75Mn0.1的AB5型贮氢合金的结构及性能影响。XRD测试结果证实：掺杂后合金的主相仍为LaNi5相,生成了少量（NiCo）2Ti相。（NiCo）3Ti相的出现对贮氢合金的气态和电化学贮氢性能都有不同程度的降低。合金电极的动力学测试结果表明（线性扫描法和交流阻抗法）：在0．5～2．5C的放电电流密度,掺杂前后的合金电极的反应速率均由电极表面电荷转移速率决定,掺杂4％TiMn1.5的合金样品电极的高倍率放电性能有一定的改善。在3C放电电流密度以上,电极反应速率均由氢扩散速率来控制,随着TiMn1.5的掺杂的增加,其合金电极的高倍率性能降低。     

熔炼掺杂对AB5型贮氢合金的结构和性能影响

为了探索一种新的掺杂方式对AB5型贮氢合金性能的影响,采用熔炼掺杂方法,研究了掺杂适量TiMn1.5合金(掺杂量为4％、8％的TiMn1.5)对成分为La0.7Ni2.65Co0.75Mn0.1的AB5型贮氢合金的结构及性能影响.XRD测试结果证实:掺杂后合金的主相仍为LaNi5相,生成了少量(NiCo)3 Ti相.(...     

(LaCa3)0.5-xMg1+4xNi9(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08,0.1)合金微观结构及储氢性能研究

AB₃型La-Mg-Ni系列储氢合金由于储氢容量优异、放电容量高、活化快等优势受到储能领域的关注.采用真空感应熔炼法制备了(LaCa₃)_0.5-xMg_1+4xNi₉(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08,0.1)合金,表征合金的微观结构并测试储氢合金性能差异,研究合金A侧元素比例对合金性能影响的内在机理.合金活化性能受Mg元素取代量的影响明显,活化吸放氢速率随着Mg质量分数的增加先增加后减小.随着Mg替代量的增加,合金的最大吸放氢容量分别由1.866%和1.311%提高到1.972%和1.732%,吸放氢焓变绝对值分别由15.71 kJ/mol和17.88 kJ/mol降低到8.88 kJ/mol和9.28 kJ/mol,其热稳定性降低,这对改善热力学性能有积极作用.