Mg2Ni+Ni型贮氢合金相形成及电化学性能

采用压制烧结和随后机械合金化的方法制备了Mg2Ni Ni型电极合金。研究了Al、Mn替代Mg后对Mg2Ni Ni型合金相形成及电化学性能的影响。XRD测试显示:各合金在610～620℃经过5h烧结后的相结构大部分为Mg2Ni相,与Ni粉混合球磨72h后全部转变为均匀的非晶相。电化学性能测试结果表明:Al、Mn替代后再与Ni粉球磨后的合金,其放电容量、高倍率性能较Mg2Ni Ni合金均有显著提高,其中Mg1.8Al0.15Mn0.05Ni Ni合金的综合性能最佳。     

两步法制备Mg-Ni系贮氢合金及其表面改性

采用先在高温下烧结使元素充分扩散,然后再球磨的两步法制备了一系列的Mg Ni系贮氢合金Mg2Ni、Mg1.7 Al0.3Ni、Mg1.7Ti0.3Ni和Mg1.9Ti0.1Ni0.8Al0.2,研究了将Mg2Ni用Ti、Al部分替换Mg和化学镀对合金电极的影响,并对试样进行了XRD分析和电化学性能测量。结果表明Mg1.7Al0.3Ni合金中形成一种新相,该相具有面心立方结构,晶格常数为0.604nm,Mg1.7Al0.3Ni的电化学容量较高,这应与这种新相的形成有关。这一结论对用两步法制备Mg Ni系贮氢合金有意义。该合金经次磷酸钠作还原剂的碱性化学镀镍后,电化学容量有非常明显的提高,但对循环稳定性的改善不明显。     

石墨包覆对含Ti、Zr镁基合金性能的影响

用机械合金化法成功地合成了Mg0.9Ti0.1-x Zrx Ni(x =0.00,0.02,0.04,0.06)合金,研究了Zr和Ti的添加对Mg50Ni50型镁基合金电极容量和循环寿命的影响。同时,探索了用球磨法对四元非晶合金Mg0.9Ti0.06Zr0.04Ni进行石墨包覆的工艺及其对合金电极循环寿命和放电容量的影响。结果表明,在此系列合金中,石墨对Mg0.9Ti0.06Zr0.04Ni合金的包覆使合金电极容量和循环寿命都有所提高。同时对包覆石墨前后的合金进行了电子扫描电镜(SEM)和合金表面元素组成分布(EDAX)测试,来进一步研究石墨包覆对提高镁基合金抗腐蚀性能的作用机理。     

THF球磨环境对La_(0.82)Mg_(0.18)Ni_(3.5-x)Al_x(x=0.05～0.20)电化学性能的影响

采用真空感应熔炼法制备了La0.82Mg0.18Ni3.5-xAlx(x=0.05~0.20)四元储氢合金,并在四氢呋喃作用下对合金进行机械合金化改性。考察了球磨时间和四氢呋喃用量对合金电化学性能及其表面及体相内电阻的作用机制。通过3因素4水平正交实验确定最佳的球磨参数以及Al的最佳替代量。结果表明合金相结构以La Ni5相和La2Ni7相为主,随着Al替代量的增加和四氢呋喃用量的减少,La2Ni7相逐渐减少,La Ni5相逐渐增多,晶胞参数和晶胞体积增大。电化学性能的循环稳定性有大幅提升,但放电比容量呈降低趋势,从356.2 m Ah/g降到339.3 m Ah/g;电化学交流阻抗频谱(EIS)和线性极化测试结果表明合金表面的电荷迁移随着Al含量的增加逐渐下降;而合金体相内氢扩散速率先降低后上升再降低,整体呈降低趋势,高倍率放电能力主要由合金体内氢扩散控制。     

贮氢电极合金研究概况

与其它电池系统相比 ,MH Ni电池具有优良的电化学反应机理 ,高的峰值功率 ,对环境无害。MH电极材料为工程化和材料优化研究提供了很多机会。概述了AB5、AB2 、A2 B(Mg基 )、Ti基多元合金及V基固溶体合金的电极材料的电化学腐蚀、元素替代、相结构等对其电化学性能的影响 ,并指出了目前贮氢电极的主要研究方向。     

铝电池用合金阳极的研究进展

向纯铝中加入少量金属元素,能改变铝的电化学活性,增强其抗腐蚀性能,减小负差效应。以时间为顺序综述了Al Mn、Al Ga、Al In、Al Sn、Al Sn Ga、Al Mn Mg、Al Zn Sn、Al Mg In Mn等二元、三元、四元合金在中性盐溶液或碱性水溶液中的电化学性能以及合金元素对铝的电化学性能的影响机理,电解质溶液中加入缓蚀剂时对铝合金阳极性能的影响和在一定条件下的缓蚀剂最佳含量。     

La-Mg-Ni型复合物合金的相结构及电化学储氢性能研究

用机械球磨法合成了新型的复合物合金La0.7Mg0.3Ni3.4(MnAl2)0.1—x wt.%Ti0.17Zr0.08V0.35Cr0.1Ni0.3(x=5–50)。XRD分析结果表明,所有的合金化合物除了主相(LaMg)Ni3和LaNi5以外,当x=30,50时,合金中出现了BCC相和C14 Laves相。复合物合金的最大放电容量随着x的增加有所降低,随着Ti0.17Zr0.08V0.35Cr0.1Ni0.3添加量的增加,复合物合金的循环稳定性有了极大的提高。此外还系统的研究了高倍率放电(HRD)随着Ti0.17Zr0.08V0.35Cr0.1Ni0.3添加量的增加的变化。     

高温固相法合成Li0.98M0.02Fe0.95V0.05PO4/C的电化学性能

通过高温固相法合成锂离子电池正极材料Li0.98M0.02Fe0.95V0.05PO4/C(M=Mg、Ti、Al、Ni、Zr、Mo和Mn),用XRD、循环伏安(CV)、电化学阻抗谱(EIS)和恒流充放电等方法研究了产物的性能.金属掺杂后的材料,首次充放电比容量均高于未掺杂的纯相材料.在室温下,掺杂Mg的材料在4.2～2.4 V充放电,0.1C首次放电比容量可达154.1 mAh/g,且高倍率充放电比容量高于纯相材料,循环性能稳定,具有较好的电化学性能.     

快淬工艺对Mg2-xLaxNi（x=0～0.6）合金电化学贮氢性能的影响

为了改善Mg2Ni型合金的电化学贮氢性能,用La部分替代Mg,并用铸造及快淬工艺制备了Mg2-xLaxNi(x=0、0.2、0.4、0.6)贮氢合金。用XRD、SEM、HRTEM分析了铸态及快淬态合金的微观结构,用程控电池测试仪测试了合金的电化学贮氢性能,研究了快淬工艺对合金结构及电化学性能的影响。结果发现,La替代Mg明显地改变Mg2Ni型合金的相组成。当x≤0.2时,La替代Mg不改变合金的主相Mg2Ni,但出现少量的LaMg3及La2Mg17相;当La替代量x≥0.4时,合金的主相改变为(La,Mg)Ni3+LaMg3相。La替代Mg提高了Mg2Ni合金的非晶形成能力,快淬态合金均具有明显的纳米晶/非晶结构。快淬对合金电化学性能的影响与合金的成分相关,快淬显著地提高了Mg1.8La0.2Ni合金的电化学贮氢性能,但对于Mg1.4La0.6Ni合金,快淬导致了完全相反的结果,这主要与La替代使合金的主相发生改变相关。     

快淬贮氢合金的活化性能与寿命

主要讨论了快淬钛基合金具有良好活化性能及较差循环寿命的机理。研究结果表明:快淬钛基合金电极浸泡在碱液中,合金元素V、Zr、Ti、Mn、Ni以不同速度溶解,其中Ni的溶解速度最慢,使合金电极表面富Ni。富Ni电极表面具有良好的动力学性能,快淬钛基贮氢合金的放电容量急剧衰退与损失大量可吸氢的V、Zr元素密切相关。     

负极材料Li4Ti5O12的改性及其电化学性能的研究

以CH3COOLi·2 H2O和Ti(OC4H9)4为原料,C6H15NO3为络合剂,CH3CH2OH为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备Li4Ti5O12材料,并且复合掺杂Mg、Mn、Ni、Co四种金属。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜、电化学阻抗(EIS)分析研究了材料的结构、形貌和电化学性能。结果表明:掺杂Mn、Mg两种金属的Li4-x MgxTi5-yMnyO12材料,其中x=0.02,y=0.02时所制备的Li3.98Mg0.02Ti4.98Mn0.02O12样品,具有良好的电化学性能。在1～2.5V进行充放电,0.1C时,首次放电容量达到154.7 mAh/g。在0.2C、0.5C、1.0C下循环20次后,稳定在107.2、99.3、73.9 mAh/g。再次进行0.1C充放电时,放电比容量为110.8 mAh/g,容量保持率为75%。掺杂金属改善了Li4Ti5O12材料的导电性,提高了该材料的倍率性能以及循环性能。     

影响Mg2Ni储氢合金电极性能的因素分析

系统分析了球磨工艺、与Mg粉球磨复合以及组元替换对Mg：Ni合金电极性能的影响，X射线衍射分析和模拟电池法测试结果表明，Mg2Ni合金的放电容量与球磨参效的选择密切相关，高的球磨能量有利于吸放氢的微结构迅速形成，故其放电容量显著提高。不同量的Mg粉与Mg2Ni合金球磨制得Mgx／Mg2Ni复合合金，该类复合合金的放电容量随Mg量的增加而有不同程度的提高。以Nd部分替换Mg制得三元Mg2-xNdxNi合金，X为0．05和0．1时制得单相合金；X为0．2时制得由Mg2Ni、NdNi和NdMgNi4相组成的三相合金。同Mg2Ni单相合金相比，包含Mg2Ni相的三元Mg1.8Nd0.2Ni合金，球磨后它们的放电容量显著提高，这与NdMgNi4相的存在和球磨形成的多相复合微结构有关。     

Mg掺杂对LiNi_(0.6)Co_(0.15)Mn_(0.25)O_2电化学性能的影响

以氢氧化钠为沉淀剂,氨水为络合剂,通过氢氧化物共沉淀法制得前驱体,然后高温煅烧,合成锂离子电池正极材料Li(Ni_(0.6)Co_(0.15)Mn_(0.25))_(1-x)Mg_xO_2(x=0、0.01、0.02、0.03和0.04)。通过XRD、循环伏安、电化学阻抗谱(EIS)和恒流充放电等测试,研究Mg掺杂对材料性能的影响。适量的Mg掺杂可降低材料阳离子混排度,提高材料的循环性能及倍率性能。Li(Ni_(0.6)Co_(0.15)Mn_(0.25))_(0.98)Mg_(0.02)O_2的电化学性能较好,以0.1 C在2.7~4.3 V循环,首次放电比容量高达190.9 mAh/g;1.0 C循环30次的容量保持率为90.07%。     

元素Ti， Zr， Ni对AB2贮氢合金电极动力学的影响

动力学性能差是AB2贮氢合金电极的一个缺点。采用恒电流阶跃及线性极化法研究了金属元素钛、锆、镍对贮氢电极合金Ti0．7＋y＋zZryCr1．2V0．8Nix（x＝0．1,0．2,0．3,0．4;y＝0．0,0．2;z＝0．0,0．1,0．2,0．3）动力学性能的影响,结果表明随镍含量降低,或者是锆取代部分钛后动力学性能均变差,在z从0．0到0．4变化时动力学性能先得到改善然后又恶化。     

高温固相法合成Li0.98M0.02Fe0.99Mg0.01PO4/C及其电化学性能

通过高温固相法合成以Fe2O3为铁源,Li2CO3为锂源,柠檬酸为碳源的Li0.98M0.02Fe0.99Mg0.01PO4/C(M=Al,Ti,V)锂离子电池正极材料,利用了X射线衍射光谱法(XRD)、循环伏安(CV)、电化学阻抗谱(EIS)和恒流充放电等实验方法研究了在铁位固定掺杂摩尔分数为1%的Mg的情况下,变换锂位掺杂金属对产物结构和电化学性能的影响。结果表明,少量金属掺杂后的产物Li0.98M0.02Fe0.99Mg0.01PO4/C其充放电容量和循环性能都比未掺杂的纯相要高。在室温下,Li0.98Al0.02Fe0.99Mg0.01PO4/C材料以0.1倍率放电时,首次比容量达到156 mAh/g,循环几次后达到160.2 mAh/g,循环性能良好,晶胞系数c/a的值与其他掺杂材料相比较高,结晶度好。     

LiNiyM1-yO2(M=Co,Mn,Ti,0 总被引：4，自引：0，他引：4

高虹 《电源技术》2001,25(4):264-267

燃料电池用贮氢合金的研究

研究了不同的Ti/Zr比以及Mn/Cr比对Ti-Mn基Laves相贮氢合金贮氢性能的影响，介绍了具体的实验方法；实验结果表明：开发出的合金Ti0.86Zr0.14Mn1.1Cr0.5V0.32Fe0.08其综合性能可满足小型燃料电池的应用要求，这种合金在小型燃料电池中有广阔的应用市场。