Ni—MH二次电池负极用贮氢合金的研究发展

本文详细综述了近年Ni-MH二次电池负极用贮氢合金的研究发展概况。依次阐述了AB5、AB2与Ni-Ni基、V-Ti基固溶体合金以及Mg-Ni合金的电化学性能。讨论了改善电化学性能的一些方法，同时给出目前一些研究成果。     

MH/Ni电池复合贮氢合金负极材料的研究进展

制备复合合金是改善贮氢合金性能的一条有效途径.归纳了MH/Ni电池复合贮氢合金负极材料不同的制备方法.从机械合金化法、熔炼法、粉末烧结法和机械混合法等4个方面,对用于MH/Ni电池负极材料的复合贮氢合金的研究现状进行了分析和综述,并提出了目前研究中存在的几个问题.     

二次电池用贮氢合金

绪言各种便携式仪器上使用的充电电池(通常称为二次电池或蓄电池)以镍—镉电池及小型密封式蓄电池为代表。随着电子仪器的小型、轻量、便携化以及环境保护的需要,迫切希望开发出新型高效无毒的二次电池。镍—氢化物电池就是在这种情况下问世的。表1列出了各种二次电池的能量密度比较。其中镍—金属氢化物电池(Ni/MH),简称镍     

贮氢合金电极材料的新进展

介绍了AB_5型、AB/A_2B型、AB_2型、非晶态和薄膜型贮氢合金作金属氢化物电极的性能和应用。     

低温MH/Ni电池负极材料的研究方法

制约MH/Ni电池低温性能的主要因素是贮氢合金负极材料.综述了低温贮氢合金负极材料的研究进展,分析了影响电极材料低温性能的各方面因素,给出了提高其低温性能的具体方法,其中包括元素替代、结构设计及制备工艺等的运用.这些将有益于今后研制和生产适用于宽温度范围的MH/Ni电池负极材料.     

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。     

贮氢合金应用研究近况

本文综述了贮氢合金的应用研究近况。包括贮氢合金在氢的贮存，运输，净化，压缩，热泵，催化和二次电池等应用领域的现状和发展，指出了目前存在的问题及新型贮氢材料的发展方向。     

CNTs添加对MmMn0.4Co0.7Al0.3Ni3.4贮氢合金负极性能的影响

对商用MmMn_0.4Co_0.7Al_0.3Ni_3.4贮氢合金中添加多壁碳纳米管(CNTs)、Ni的电化学性能进行了研究.结果表明,CNTs的加入可以提高电极的放电容量和初始活化性能,合金中添加CNTs、CNTs+Ni的电极完全活化只需11个循环,其最大放电容量分别为255、271mAh/g.而添加Ni的电极则需24个循环才达到最大容量(245mAh/g);合金中添加CNTs、CNTs+Ni的电极具有更高的放电平台和更好的高倍率放电性能(HRD),在1000mAh/g放电电流下,添加CNTs、CNTs+Ni、Ni以及未添加电极的HRD值依次为80.5%、83.9%、66.9%和62.4%,线性极化和电化学阻抗测试表明,CNTs的加入可有效减少欧姆电阻、提高电极表面的电荷迁移速率,更有利于在大电流下进行放电.     

多方开拓应用,发展贮氢合金——浙江大学开发研究贮氢合金的经验总结

本文系浙江大学自1978年以来对贮氢合金研究开发的总结,由于开拓了在氢的超纯净化、氢压缩,热泵和氢化物电极等多方面应用,贮氢合金的研究得到迅速发展。     

MH-Ni电池用储氢合金的研究进展

从储氢合金的研究分类，采用的技术手段等方面，综述了MH-Hi电池负极用储氢合金的研究与发展。详细论述了AB5型和AB2型储氢合金的研究进展，并对储氢合金的未来发展方向进行了展望。     

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%。     

La0.7Mg0.3Ni2.65Co0.75-xMn0.1Six储氢电极合金的结构和电化学性能

系统研究了Si部分替代Co对La0.7Mg0.3Ni2.65Co0.75Mn0.1储氢电极合金结构和电化学性能的影响。XRD结果显示,随着Si替代量的增加,合金中(La,Mg)Ni3相的丰度逐渐降低,而LaNi5相的丰度逐渐增加,且含Si合金中出现了La2Ni7相。电化学测试表明,Si部分替代Co降低了合金的放电容量,但显著提高了其循环稳定性,改善了其高倍率放电性能。其中Si替代量x=0.15时合金的综合性能较好,合金最大放电容量323mAh/g,75次循环后的容量保持率约为71.9%,1250mA/g电流放电时的HRD可达55%。     

Mg-Ni系储氢合金元素取代改性的研究进展

综述了对Mg-Ni系储氢合金进行元素取代改性的最新研究进展,分析了Mg-Ni系储氢合金A、B两侧元素的构成,并分别按Mg-Ni系中A、B两侧元素的性质,讨论了这些元素部分取代A2B型Mg2Ni和AB型MgNi合金中的Mg和Ni对Mg-Ni系合金储氢性能的影响。对近年来研究的多元Mg基储氢合金的充放氢性能和电化学性能进行了系统的阐述,总结了取代元素在降低Mg-Ni系储氢合金的氢化物生成热和放氢温度、提高合金电极循环寿命时的作用。     

Ni(OH)2 Nanoflakes Supported on 3D Ni3Se2 Nanowire Array as Highly Efficient Electrodes for Asymmetric Supercapacitor and Ni/MH Battery

Porous Ni(OH)₂ nanoflakes are directly grown on the surface of nickel foam supported Ni₃Se₂ nanowire arrays using an in situ growth procedure to form 3D Ni₃Se₂@Ni(OH)₂ hybrid material. Owing to good conductivity of Ni₃Se₂, high specific capacitance of Ni(OH)₂ and its unique architecture, the obtained Ni₃Se₂@Ni(OH)₂ exhibits a high specific capacitance of 1689 µAh cm^?2 (281.5 mAh g^?1) at a discharge current of 3 mA cm^?2 and a superior rate capability. Both the high energy density of 59.47 Wh kg^?1 at a power density of 100.54 W kg^?1 and remarkable cycling stability with only a 16.4% capacity loss after 10 000 cycles are demonstrated in an asymmetric supercapacitor cell comprising Ni₃Se₂@Ni(OH)₂ as a positive electrode and activated carbon as a negative electrode. Furthermore, the cell achieved a high energy density of 50.9 Wh L^?1 at a power density of 83.62 W L^?1 in combination with an extraordinary coulombic efficiency of 97% and an energy efficiency of 88.36% at 5 mA cm^?2 when activated carbon is replaced by metal hydride from a commercial NiMH battery. Excellent electrochemical performance indicates that Ni₃Se₂@Ni(OH)₂ composite can become a promising electrode material for energy storage applications.     

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。     

面向电力系统的液态金属电池储能技术

电化学储能灵活高效,是大规模电力储能技术发展的重要方向。液态金属电池(liquid metal battery,LMB)采用液态金属和熔融无机盐分别作为电极和电解质,从根本上避免了传统电池的寿命限制问题,其具有长寿命、低成本、大容量的优势,在电力系统储能领域具有广阔的应用前景。主要介绍了LMB的工作原理,重点综述了其发展历程和重要研究进展,并指出了现有电池体系存在的局限性与面临的挑战,在此基础上,探讨并明确了LMB的重点发展方向。     

Improvement of Hydrogen Storage Properties of La0.6M0.4Ni4.8Mn0.2 Alloys

Investigation has been carried out to find the effects of Nd substitution and Cu addition on the hydrogen storage properties of AB5-type alloy with a multicomponent La0.6M0.4Ni4.8Mn0.2 (M=Y, Nd) system. La0.6Y0.4Ni4.8Mn0.2,which was used in an air-conditioning system, showed poor hysteresis and sloping characteristics, which led to a decrease concerning the coefficient of performance of the system. By the substitution of Nd for Y, the hydrogenstorage capacity increased, and the plateau pressure decreased a little, but the hydrogen absorption kinetics decreased dramatically. Cu addition can effectively improve the kinetics of hydride formation without changing the hydrogen storage capacity of La0.6Nd0.4Ni4.8Mn0.2. It has been found that La0.6Nd0.4Ni4.8Mn0.2Cu0.1 alloy showed good hydrogen storage characteristics for metal hydride air-conditioning system. The results showed that, for each component of La0.6Mo.4Ni4.8Mn0.2, the effective hydrogen storage capacity increased with decrease of the unit cell parameter c/a and the hydrogen absorption plateau pressure increased with decrease of the parameter a.