Fe替代Co对铸态及快淬态AB5型贮氢合金微观结构及电化学性能的影响

用铸造及快淬工艺制备了AB5型Mm（NiMnSiAl）4.3Co0.6-xFex（x=0、0．1、0．2、0．3、0．4、0．5、0．6）贮氢合金，用XRD、TEM及SEM测试了铸态及快淬态合金的微观结构，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Fe替代Co对铸态及快淬态贮氢合金微观结构及电化学性能的影响。结果表明，Fe替代Co对铸态及快淬态合金的相结构没有明显影响，但对合金的电化学性能影响显著。对铸态及快淬态合金，随Fe替代量的增加舍金的容量下降，但循环寿命得到不同程度的改善。尤其使快淬态合金的循环寿命显著增加。Fe替代Co对舍金的初始活化性能没有明显影响，铸态及快淬态舍金经过2～4次循环均可完全活化。     

La2Mg4-xCaxNi13贮氢合金的相结构与电化学性能

以La2Mg4-xCaxNi13合金为基础，研究了Ca部分替代Mg对合金相结构和电化学性能的影响。XRD和Rietveld分析表明，随ca替代量的增加，合金中MgNi2相含量逐渐减少，（La，Ca，Mg）Ni3相含量则先增加后减少；同时，ca的添加改变了La2Mg4-xCaxNi13合金中主相的晶格常数。电化学测试表明，ca部分替代Mg能够大幅提高合金电极的放电容量，其中La2Mg4-xCaxNi13合金具有最大的放电容量350．5mAh／g。     

高性能贮氢电极合金的研究进展

报道了高性能贮氢电极合金的研究进展,主要内容包括AB5型贮氢合金的A侧稀土元素组成、主要杂质元素(Fe,Si,Mg）以及合金制备技术（真空退火处理和快速凝固）对合金的相结构和电化学性能的影响。AB2型Zr基Laves相合金的相结构和相组成与电化学性能的关系,以及若干新型多元Zr基贮氢电极合金的性能。     

La-Mg-Ni基(PuNi3型)贮氢合金的微观结构与电化学性能

用铸造及快淬工艺制备了La Mg Ni 系(PuNi3 型)贮氢合金La2Mg(Ni0.85 Co0.15)9Bx(x=0、0.1、0.2),分析测试了铸态及快淬态合金的微观结构与电化学性能,研究了硼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,铸态合金具有多相结构,主相包括(La, Mg)Ni3 相和LiNi5 相,残余相为一定量的LaNi2 相和微量的Ni2B相,经快淬处理后Ni2B相消失,并且其它相的相对量随淬速的变化而变化。硼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。不含硼合金的容量随淬速的增加而单调减小,含硼合金的容量随淬速变化有一个极大值。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La-Mg-Ni系贮氢电极合金的结构与电化学性能

铸态及快淬态La2Mg(Ni0 85Co0.15)9Cr01贮氢电极合金主要由(La,Mg)Ni3相(PuNi 3型结构),LaNi5相以及少量的LaNi2相组成,各相的含量与淬速有关.与铸态合金相比较,快淬态合金放电平台电压降低,快淬使合金的循环寿命都有不同程度的提高.铸态和快淬态合金均具有良好的活化性能.     

快淬纳米晶Mg2Ni型合金的贮氢性能

为了改善Mg2Ni合金的贮氢性能,用Cu部分替代合金中的Ni,用快淬工艺制备了纳米晶Mg2Ni型Mg20Ni10-xCux(x=0、1、2、3、4)合金。用XRD、SEM、HRTEM分析了铸态及快淬态合金的微观结构;用自动控制的Sieverts设备测试了合金的吸放氢动力学性能;用程控电池测试仪测试了合金电极的电化学贮氢性能。结果表明,所有的快淬态合金具有纳米晶结构,Cu替代Ni及快淬处理没有改变合金的Mg2Ni型主相。合金的吸放氢容量及动力学随淬速的增加而增加。此外,快淬处理显著地提高了合金的电化学贮氢容量,但使循环稳定性下降。     

快淬低钴AB5型贮氢合金的研究及产业化前景

快淬技术就是使金属或合金熔体经过快速凝固，获得具有特殊微观结构的非平衡组织。钢铁研究总院将真空快淬工艺应用到AB5型贮氢合金的制备中，获得具有微晶、纳米晶、非晶混合结构的组织。具有这类结构的AB5型合金不仅解决了低钴AB5型贮氢合金循环寿命低的问题，而且合金保持了高的电化学容量、优良的初始活化性能以及高的倍率放电能力。该项技术已经通过中试试验，合金的电化学性能、制备工艺技术及设备等均达到了实用化及产业化要求，具有广阔的应用前景。     

AB2型贮氢合金的表面处理

高容量的贮氢合金电极材料是高比能量ＭＨ－Ｎｉ动力电池的基础。Ｌａｖｅｓ相ＡＢ２型贮氢合金的贮氢量大、无污染、循环寿命长,但锆基Ｌａｖｅｓ相ＡＢ２型贮氢合金存在电极活化困难、电催化性能差、高倍率放电能力低下等缺点,严重影响了Ｌａｖｅｓ相贮氢合金在ＭＨ－Ｎｉ动力电池中的应用,因此贮氢合金的表面处理十分重要。综述了近年来对ＡＢ２型贮氢合金表面处理的研究情况。     

Zr-Cr-Ni系AB_2型Laves相贮氢合金及其电化学性能的研究

首次系统地研究了Zr-Cr-Ni系Laves相贮氢合金晶体特性及其电极特性。首先从Zr(Cr_xNi_(1-x))_2系三元贮氢合金入手,探讨了合金成分、晶体特性与合金电极性能之间的关系。在x=0.15～0.65范围内,三元贮氢合金主相均属于Laves相结构,在x=0.45～0.50范围内,其主相晶体结构类型发生从C15型向C14型转化,且晶格常数随Cr量增加而增大,并且在x=0.35～0.50范围内,合金电极具有较好的电化学性能。用3d过渡元素Mn、V、Fe、Co、Ti等对三元合金中A或B组元进行部分代替,以调整所形成的氢化物的稳定性,并使之具备合适的晶体结构类型及相组成含量分布。提出Zr系合金电极的成分设计方向及一般规律性。表面清洁、高比表面积和高缺陷密度是促使Zr系贮氢合金气态活化性能得到改善的根本原因。过渡族元素多元化替代可以明显地改善Zr系贮氢电极的活化性能,其中以La、Ti等大原子半径尺寸元素的作用较为突出。采用HF稀溶液处理及气态吸放氢循环致碎的制粉方式和高温下放电均有利于加快电极的活化速度,同时指出合金颗粒度对此性能影响甚微。Zr-Cr-Ni系电极具有优良的抗氧化腐蚀能力,从而具有好的循环寿命性能。同时推导出贮氢电极在恒电流阳极极化作用下的阳极过电位表达式。在开口式电解池中,贮氢电极的容量保持率CR值,除了与环境     

ZrTi-V-Mn-Ni系贮氢合金的相结构与电化学性能研究*

优化合金组成,设计六种锆基AB2型贮氢合金材料。XRD分析表明,当0≤x≤0.5时,Zr1-xTix(NiCoMnV)2.1贮氢合金的主相都是Laves C15,但随Ti含量的增加,Laves C14相含量增多;当用V-Fe(85.6%)合金代替Zr0.6Ti0.4(NiCoMn-VFeCr)1.7中的V时,贮氢合金中Laves C14相的含量几乎可与Laves C15相当。电化学测试表明：Zr0.9Ti0.1(NiCoMnV)2.1贮氢电极的放电容量可达340mAh/g左右,但是随着Ti含量的逐渐增加,合金电极的放电容量降低很快。以适量的（V－Fe)合金取代Zr0.6Ti0.4(NiCoMnVFeCr)1.7合金中的V和Fe,发现合金电极的第一次放电容量就能达到200mAh/g左右,并且其容量稍高于含纯V的合金电极,容量可达315mAh/g左右。     

快淬工艺对低钴AB5型贮氢合金电化学性能的影响

研究了快淬工艺对稀土基低钴AB5型LaxMm1-x（NiMnSiAlFe）4．7Co0．2（x=0、01）贮氢合金的电化学性能及其微观结构的影响。研究结果表明,快淬改善了两种合金的循环稳定性,其主要原因是快淬使合金的晶胞体积增大,且使合金的晶粒细化;快淬对La含量x=0合金的循环寿命的增加幅度尤其明显,主要是因为快淬使该合金的晶粒更为细小。La替代Mm使合金的放电容量提高,其原因是La替代Mm抑制了第二相Ce2Ni7相的形成,并使合金的晶胞体积增大。     

Fe替代Co对AB5型电极合金微观结构及电化学性能的影响

用铸造及快淬工艺制备了稀土基AB5型Mm(NiMnSiAl)4.3 Co0.6-xFex(x=0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6)贮氢电极合金,测试了合金在铸态及快淬态下的微观结构与电化学性能.研究了Fe替代Co对铸态及快淬态贮氢合金微观结构及电化学性能的影响.研究结果表明,Fe替代Co对铸态及快淬态合金的相结构没有明显影响,但对合金的电化学性能产生显著影响.对铸态及快淬态合金,随Fe替代量的增加,合金的容量下降,但合金的循环寿命得到不同程度的改善.Fe替代Co对快淬态合金循环寿命的改善更加显著,导致这一结果的主要原因是Fe替代Co使快淬态合金的微观组织显著细化.     

合金化与Ti基储氢合金容量及活化性能关联

针对Ti-Zr基多元多相储氢电极合金,实验研究了Ni、Cr、V替代Mn对Ti基AB2型储氢合金容量和活化性能的影响.研究表明:在合金中增加Ni含量能够提高放电容量,但Ti-Ni相的过剩会降低合金容量;Ni的高活性和导电性加速氢扩散和电荷转移,改善合金活化性能;随Cr含量增加,合金容量先增后减,而活化性能先恶化后改善;V取代Mn提高合金容量,但当V超过一定计量后,将导致合金容量降低;V的高导电性改善合金电极的活化性能.     

铸态及快淬态La_2Mg(Ni_(0.85)Co_(0.15))_9B_x(x=0~0.2)贮氢合金的微观结构与电化学容量(英文)

用铸造及快淬工艺制备了La-Mg-Ni系(PuNi3型)贮氢合金La2Mg(Ni0.85Co0.15)9Bx(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2),分析测试了铸态及快淬态合金的微观结构与电化学容量,研究了硼及快淬工艺对合金微观结构及电化学容量的影响。结果表明,铸态合金具有多相结构,包括(La,Mg)Ni3相(PuNi3型)、LaNi5相,一定量的LaNi2相和微量的Ni2B相,经快淬处理后Ni2B相消失。硼的加入对铸态及快淬态合金的容量产生不同的影响,铸态合金的容量随硼含量的增加而单调下降,而快淬态合金的容量随硼含量的增加有一极大值。快淬处理对含硼及不含硼合金的容量也有不同的影响,随淬速的增加,不含硼合金的容量单调下降,而含硼合金的容量可以获得一个极大值。     

溶剂组成对尖晶石LiMn2O4正极材料电化学性能的影响

使用恒电流充放电和粉末微电极循环伏安方法研究了尖晶石LiMn2O4正极材料在不同混合溶剂的电解质溶液中的电化学性能，结合溶剂组分和电解质溶液的理化特性,探讨了影响尖晶石LiMn2O4正极材料电化学性能的溶剂因素。研究表明，电解质溶液组分在电极导电剂表面的氧化电位是决定LiMn2O4电极在其中的电化学循环性能的重要因素。在满足一定的氧化电位的前提下，LiMn2O4初始放电容量与电解质溶液的电导率大小有关。     

Pr替代La对La-Mg-Ni系A_2B_7型电极合金微观结构及循环稳定性的影响

为了改善La-Mg-Ni系A2B7型电极合金的电化学循环稳定性,用Pr部分替代合金中的La,并用熔体快淬技术制备了La0.75-xPrxMg0.25Ni3.2Co0.2Al0.1(x=0、0.1、0.2、0.3、0.4)电极合金。用XRD、SEM、TEM分析了铸态及快淬态合金的微观结构,测试了铸态及快淬态合金的电化学循环稳定性,研究了Pr替代La对合金微观结构及循环稳定性的影响,探讨了合金电极在电化学循环过程中的失效机理。结果表明,铸态及快淬态合金均具有多相结构,包括2个主相(La,Mg)Ni3及LaNi5和一个残余相LaNi2。Pr替代La使(La,Mg)Ni3明显增加而LaNi5减少。电化学测试的结果表明,合金的循环稳定性随Pr替代量的增加而增加。导致合金电极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。     

退火温度对La0.8Mg0.2Ni3.3Co0.2Six（x=0、0.1）合金电化学贮氢性能的影响

采用真空感应熔炼制备了La0.8Mg0.2Ni3.3Co0.2Si x(x=0、0.1)电极合金,并将铸态合金进行真空退火处理,退火温度为900、950、1000和1050℃,保温时间为8h。用XRD分析了铸态及退火态合金的相结构,测试了铸态及退火态合金的电化学贮氢性能。结果表明,铸态及退火态合金均具有多相结构,包括两个主相(La,Mg)2Ni7和LaNi5以及一个残余相LaNi3。退火处理未改变合金的相组成,但使两个主相的含量发生明显改变。合金主相的晶格常数及晶胞体积随退火温度的增加而增加。铸态及退火态合金均具有良好的活化性能,第1次循环即可达到最大放电容量。退火处理明显改善了合金的电化学循环稳定性,合金的放电容量随退火温度的升高先增加后减小。合金的高倍率放电性能(HRD)、电化学交流阻抗谱(EIS)以及氢扩散系数(D)的测试表明,合金的电化学动力学随退火温度的升高先上升后降低。     

Ti对Zr1-xTixMn0.4Cr0.4Ni1.2结构和电化学性能的影响

采用真空电弧炉（在氩气保护下）制备Zr1-xTixMn0.4Cr0.4Ni1.2贮氢合金，通过XRD、SEM和恒流充放电研究了合金的相结构、形貌和电化学性能。结果表明：Ti为C14型Laves相的稳定性元素，随着Ti含量的增加，C14型Laves相增多，C15型Laves相减少。当x=0．1时，合金综合性能最好，表现出良好的活化性能、循环稳定性能和高倍率放电特性，在放电电流300mA／g的条件下，充放电循环50次，合金保持稳定的放电容量。当X〉0．1时，合金放电容量下降。Ti的加入使合金氢化物稳定性降低，加入少量Ti，有利于合金的放电容量的提高和高倍率放电性能的提高。