贮氢合金Mm(NiCoMnAl)_5的不同制备方法对MH/Ni电池性能的影响

研究了采用悬浮熔炼(常规铸态)和不同冷却速度的单辊快淬方法制备的Mm(NiCoMnAl)5型稀土系贮氢合金负极活性材料对金属氢化物镍(MH/Ni)电池性能的影响。结果表明,采用不同方法制备的合金对整个电池活化后的容量和内阻影响很小,但是常规铸态合金在退火后降低了电池的放电电压平台,快淬合金随着冷凝速率的提高,放电平台呈降低趋势。对循环充放电过程中电池内阻、循环到一定次数时负极贮氢合金的粒度和正极内铝含量的测试结果表明,铸态不退火合金较差的抗粉化性和较差的耐腐蚀性使电池的循环性能较差,经退火后其性能均有所提高,快淬合金使电池的循环性能优于常规铸态合金。     

快淬AB5型贮氢合金研究

使用快淬工艺制备了两种成分的ＡＢ５型贮氢合金并做了电化学充放电循环实验,比较了它们的起始活化性能、放电容量、电化学循环稳定性、放电电压性能等。发现快淬合金的电化学循环稳定性明显优于铸态合金,放电电压平台性能也较好,但快淬导致起始活化速度慢,放电容量也有所降低。快淬对放电电压平台高低的影响随合金成分的不同而改变     

铸态及快淬态La2Mg（Ni0.85Co0.15）9Crx（x=0～0.2）电极合金的微观结构及电化学性能

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）贮氢合金.分析测试了铸态及快淬态合金的电化学性能及微观结构,研究了Cr对铸态及快淬态合金微观结构及电化学性能的影响.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结构））,LaNi5相和一定量的LaNi2相.快淬对合金的相组成没有影响,但使合金的相丰度产生变化.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.合金的循环寿命随淬速的增加而增加,铸态及快淬态合金均有优良的活化性能.     

快淬对低钴贮氢合金的电化学性能影响

为改善低钴贮氢合金的综合电化学性能,对其进行不同速度的快淬处理.结果表明:合适的快淬速度不仅可以大幅度的提高放电容量,而且明显的改善合金的循环稳定性和放电电压特性.18 m/s快淬低钴合金具有较好的综合电化学性能.但快淬使得合金的活化性能有所降低.利用X射线衍射、扫描电镜对铸态及快淬合金进行微观分析,讨论了快淬对低钴贮氢合金电化学性能的影响机理.     

快淬对低钴贮氢合金的电化学性能影响

为改善低钴贮氢合金的综合电化学性能,对其进行不同速度的快淬处理。结果表明,合适的快淬速度不仅可以大幅度的提高放电容量,而且明显的改善合金的循环稳定性和放电电压特性。18 m/s快淬低钴合金具有较好的综合电化学性能,但快淬使合金的活化性能有所降低。利用X射线、扫描电镜对铸态及快淬合金进行微观分析。分析了快淬对低钴贮氢合金电化学性能的影响机理。     

快淬对低钻贮氢合金的电化学性能影响

为改善低钴贮氢合金的综合电化学性能，对其进行不同速度的快淬处理。结果表明：合适的快淬速度不仅可以大幅度的提高放电容量，而且明显的改善合金的循环稳定性和放电电压特性。18m／s快淬低钴合金具有较好的综合电化学性能。但快淬使得合金的活化性能有所降低。利用X射线衍射、扫描电镜对铸态及快淬合金进行微观分析，讨论了快淬对低钴贮氢合金电化学性能的影响机理。     

制备工艺对AB5型高容量贮氢合金电化学性能的影响

研究了快淬、热处理、快淬+热处理制备工艺对铸态(LaCe)1.0(NiCoMnAl)5.0高容量贮氢合金电化学性能的影响。XRD分析表明所有合金均为单相CaCu5型结构,快淬+热处理合金相的成分和结构的均匀性最好。电化学测试结果表明,与铸态合金相比,热处理合金的放电容量和循环性能有所提高,但其倍率性能明显降低;快淬合金的活化性能、放电容量、倍率性能以及循环性能均降低;快淬+热处理合金综合电化学性能最好,具有较好的活化性能、最大的放电容量(344.7mA/g)、最大容量保持率(S100,85.67%)以及较好的倍率性能。     

快淬La—Mg—Ni系贮氢合金的电化学性能及微观结构

采用铸造及快淬工艺制备了La—Mg-Ni系（PuNi3型）贮氢合金La0.7Mg0.3Ni2.55-Co0.45Cux（x=0～0．4），分析测试了铸态及快淬态合金的电化学性能与微观结构，研究了Cu替代Ni及快淬工艺对合金微观结构及电化学性能的影响。结果表明：铸态及快淬态合金具有多相结构，包括（La，Mg）Ni3相和LaNi5相和一定量的LaNi2相。快淬处理对合金的相组成没有影响，但使合会的衍射峰趋于均匀一致。Cu替代Ni使合金的电化学容量下降，但使合金的循环稳定性及放电电压特性得到改善。快淬可提高合金的循环稳定性，但使合金的容量下降。     

A组分变化对AB2型储氢合金组织结构及电化学性能的影响

设计了两种成分AB2型合金,（Zr1-XTiX）（NiVMnCo）2＋α,采用XRD、SEM、TEM以及电化学性能测试方法分别对它们的铸态、快淬态及快淬态经过773 K、973 K和1 173 K退火处理的合金进行研究,结果表明,在AB2型储氢合金中加入少量Ti,可以增加电极的放电容量,提高循环寿命。熔体旋转快淬制备的非晶态合金电极的电化学性能差。快淬样品经过退火后,可获得纳米晶结构,能够大幅度提高电极材料的放电容量（370 mAh/g）和循环寿命（300次循环后容量衰减3%）。     

La替代Mm对低钴AB5型贮氢合金电化学性能的影响

用XRD和SEM测试了稀土基低钻AB5型LaxMm1-x（NiMnSiAlFe）4．7Co0.2（x=0,1）贮氢合金的微观结构，并全面测试了合金在铸态及快淬态下的电化学性能。研究了La替代Mm对铸态及快淬态低钻贮氢合金微观结构及电化学性能的影响。对合金的电化学性能研究结果表明：La替代Mm使合金的放电容量提高，并使铸态合金的循环寿命由341次提高到370次；La替代Mm使得快淬态合金的循环寿命的增加幅度较小，主要原因是La替代Mm使快淬态合金的晶粒粗化。微观结构测试结果表明：La替代Mm使合金中的第二相消失，并使合金的晶格常数在a轴方向增加，在c轴方向略有减小，晶胞体积增大，这是La替代Mm使合金放电容量提高的主要原因。     

La-Mg-Ni-Co-Al-Ti合金电极的失效研究

采用中频感应炉真空熔炼制备La0.75Mg0.25Ni3.41Co0.2Al0.03Ti0.06合金,通过电化学和气态循环、电化学阻抗、颗粒形貌以及表面成分测试,分析了合金电极的失效原因。实验结果表明,合金的容量保持率在循环过程中分为快速和缓慢衰减阶段,合金颗粒表面上的裂纹随循环次数的增加而逐渐增多。随循环次数增多,合金电极的电化学接触电阻和电荷传递电阻先降低后提高;经气态吸放氢循环后合金颗粒裂纹开裂程度增大;循环前期合金颗粒粉化严重,循环后期粉化减弱。循环过程中合金中主要元素La和Mg的氧化腐蚀是导致合金电极失效的主要原因,合金颗粒粉化加剧了La和Mg的氧化,进一步恶化合金电极性能。     

Structure and electrochemical properties of La-Mg-Ni system hydrogen storage alloys with different Co contents

1 INTRODUCTIONTo increase the discharge capacity of nickel/metal-hydride ( Ni/ MH) batteries , new types ofhydrogen storage alloys with higher energy densityhave been paid considerable attention by research-ers . Particularly , recent investigations on theR-Mg-Ni (R=rare earth or Ca element) systemhydrogen storage alloys have led to a newseries ofternary alloys with a high hydrogen storage capaci-ty[1 3]. Kohno et al[4]found that the maxi mumdis-charge capacity of the La0 .7Mg0 .3Ni2 …     

Cycling stability of La-Mg-Ni-Co type hydride electrode with Al

The mechanism of the improvement of the cycling stability of the La-Mg-Ni-Co based hydrogen storage alloy electrode was systematically investigated. The results show that the cell volume expansion upon hydrogenation is obviously decreased after the partial substitution of AI for Ni. Therefore a decrease in the pulverization of the alloy particles is obtained, which leads to the decrease of the contact area of the fresh alloy surface with alkaline electrolyte and the increase of the charge/discharge efficiency. Moreover, the occurrence of Al in the alloy can create a dense Al oxide film on the surface of the alloy during charge/discharge cycling. This dense oxide film can prevent further oxidation of the active components in the alloy, which is believed to be the roust important factor responsible for the improvement of the cycling stability of the La-Mg-Ni-Mn-Co-Al type alloy electrodes.     

熔体旋淬Ml（NiCoMnAl）5贮氢合金的微结构与电化学行为

研究了熔体旋淬和常规熔铸Ml(NiCoMnAl)5贮氢合金的微结构和电化学行为。SEM和XRD分析表明,熔体旋淬合金由细小的柱状晶组成,它们的晶体结构与铸态一样,都为CaCu5型六方晶休结构。电化学测试表明,旋淬态合金电极初始容量较高（＞210mA.h/g)经1－2次循环就可达到最大放电容量。旋淬速度为10m/s的合金电极的放电容量（294mA.h/g)稍高于铸态合金电极的容量。所有旋淬态合金电极充放电循环稳定性皆优于铸态合金,在600mA/g电流质量密度下,旋流速度为10m/s的合金电极具有较好的高倍率充放电能力,但随着循环次数的增加,其容量稳定性稍次于旋淬速度为25m/s和40m/s的合金电极。     

Degradation analysis of nickel／metal hydride battery and its electrodes materials

The results indicate that during charge and discharge, the expansion of Ni(OH)2 crystal, pulverization of MH alloy particles and falling off from current collector are identified as the main causes for deterioration of Ni/MH batteries. Meanwhile, the contact resistance of inner battery increases due to the deterioration of the negative and positive electrode, and these changes lead to increasing battery body temperature and damaging its electrode and separator. The fibre‘s expansion and hole‘s diminishment of battery’s separator after degradation will affect the electrochemical performance and cycle life of Ni/MH batteries.     

Effects of trace element and purification on properties of AZ80 magnesium alloy

The effects of trace element Fe on the corrosion behavior of AZ80 magnesium alloy were investigated by salt spray test and electrochemical measurements.The results show that the corrosion rate decreases with decreasing the trace element Fe content in an approximately linear relation even though the amount of trace element Fe reduces to 0.000 2%(mass fraction).The electrochemical measurements show that the corrosion potential(φcorr)of the alloy with lower trace element Fe content shifts to less negative value.It is suggested that the control trace element by purification is an effective way to enhance the corrosion resistance of AZ80 magnesium alloy.     

Fe基非晶及纳米晶合金的制备和电化学腐蚀行为

分别采用单辊甩带法和非晶晶化退火法制备出非晶及纳米晶合金Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1;利用DSC、XRD和TEM对该非晶合金的晶化行为进行了分析;并用电化学极化曲线的方法和电化学阻抗技术研究了该非晶合金经不同温度退火后在1mol/LHCl溶液里的电化学腐蚀行为。结果表明,该非晶合金的晶化过程出现2个阶段。当退火温度为500℃时,合金尚未晶化,仍保持非晶态;当温度达到550℃时,出现了晶化衍射峰,晶粒平均直径约13nm;当温度达到600℃时,晶粒平均直径约为15nm。经过退火得到的纳米晶合金的腐蚀电位大于未退火的非晶,且阳极电流密度变得更低,表明纳米晶状态时的耐腐蚀性能比非晶状态的更好。该非晶合金未退火、550℃退火和600℃退火时的EIS均由单一容抗弧构成,具有一时间常数;且随着退火温度升高,电化学反应电荷转移电阻在增大。     

Ni-Ta-Sn非晶合金的耐腐蚀性能

用单辊甩带方法制备了Ni-Ta-Sn非晶合金薄带,用失重法和室温动电位极化法研究了该薄带在酸、碱、盐等腐蚀介质中的腐蚀行为,并与典型Zr-Ti-Cu-Ni-Be非晶合金以及1Cr18Ni9Ti不锈钢进行了对比.结果表明,Ni-Ta-Sn非晶合金比Zr-Ti-Cu-Ni-Be具有更低的腐蚀速率,且抗腐蚀性能远远优于1Cr18Ni9Ti不锈钢.     

不同晶粒尺寸的Cu-40Ni合金在酸性介质中的耐蚀性能

采用电弧熔炼(CA)和机械合金化(MA)通过热压烧结工艺制备了晶粒尺寸差别较大的Cu-40Ni合金,借助于PARM273A和M5210电化学综合测量仪,利用动电位扫描法和交流阻抗技术对比研究了上述合金在酸性介质中的腐蚀电化学性能以及腐蚀机理。结果表明:随着H 浓度的增加,CA Cu-40Ni合金的自腐蚀电位负移,而MA Cu-40Ni合金则正移,两种合金的动电位扫描极化曲线均未出现钝化现象;随着H 浓度的增加,CA Cu-40Ni合金的极化电阻增大,腐蚀电流减小,合金的耐蚀性能增加,而MA Cu-40Ni合金的极化电阻减小,腐蚀电流增加,合金的耐蚀性能降低。两种合金的交流阻抗谱均由双容抗弧组成,腐蚀过程受电化学反应控制。晶粒细化后,合金中存在大量晶界,参与腐蚀反应的活性原子数增加,促使MA Cu-40Ni合金的腐蚀速度高于CA Cu-40Ni合金。