Lao.7Mgo.3Ni2.8Coo.5-xFex系列合金的制备及其储氢性能

在制备La-Ni-Co-Fe中间合金的基础上,采用机械合金化方法制备La0.7Mg03Ni2.8C005-xFex(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)系列储氢合金,研究在不同球磨时间下储氢合金的物相、微观形貌和电化学性能及元素置换对其储氢性能的影响.结果表明La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.5合金的主相为LaNi5相,La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.5-xFex系列储氢合金球磨40h和80h后,主相为LaNi5相和少量LaMg2Ni9相;且随着球磨时间的增加,合金晶粒变细小,La0.7Mg03Ni2.8Co0.5合金的最大放电容量呈变大的趋势,从142.4mA.h/g增加到157.5mA.h/g,La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.2Fe0.3合金的最大放电容量从150.7mA·h/g增加到162.1mA·h/g,合金具有较好的循环稳定性能.     

Al对La—Mg-Ni系贮氢合金电极电化学性能的影响

采用固相扩散法制备La0.7Mg0.3Ni3.5-xAlx(x=0,0.1,0.3,0.7,1.0)和La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.7-xAlx(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)贮氧合金,采用X射线衍射、能谱分析及循环伏安等方法分析含金的相结构和电极电化学性能,研究元素Al替代对合金电化学性能的影响.结果表明:合金由LaNi5、La2Ni7和LaNi3三相组成,随着Al替代量的增加,La2Ni7相晶胞逐渐膨胀,LaNi5相大量减少,LaNi3相增加,La2Ni7相有利于合金电化学性能的提高,然而过高的Al含量会对合金的放电性能带来不利影响.La0.7Mg0.3Ni3.4Al0.1和La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.6Al0.1合金电极的最大放电容量分别为354.5 mA·h/g和373.1 mA·h/g.循环伏安测试显示较明显的氧化峰和还原峰,且峰电位差较小,反映合金电极较好的吸放氢反应可逆性.     

球磨制备Ti_(0.8)Zr_(0.2)V_(2.7)Mn_(0.5)Cr_(0.7)Ni_(1.75)-15wt%A_2B_7复合储氢材料及其电化学性能研究

采用球磨和表面改性方法制备了复合储氢材料Ti0.8Zr0.2V2.7Mn0.5Cr0.7Ni1.75-15wt%La1.5Mg0.5Ni6.7Al0.3。研究和分析表明,钒基Ti0.8Zr0.2V2.7Mn0.5Cr0.7Ni1.7铸态合金由bcc结构固溶体相和六方晶系C14型Laves相构成三维网状组织,球磨改性后钒基合金与La1.5Mg0.5Ni6.7Al0.3之间并未发生合金化反应。电化学性能研究表明,经球磨改性后复合材料Ti0.8Zr0.2V2.7Mn0.5Cr0.7Ni1.75-15wt%La1.5Mg0.5Ni6.7Al0.3能明显增加合金的电极放电容量。铸态钒基合金和球磨复合材料均具有良好的电化学循环稳定性,其中球磨1h后电极最大放电容量为300.1mA/g,经100次循环后的电化学容量保持率为97.2%,球磨5h后试样的循环稳定性高达99%。     

Sn替换Co对AB_5型La_(0.7)Mg_(0.3)Al_(0.3)Mn_(0.4)Co_(0.5-x)Sn_xNi_(3.8)(x=0-0.5)合金显微结构和电化学性能的影响（英文）

采用X射线衍射方法、压力-成分等温线、电化学放电循环研究了AB5型La0.7Mg0.3Al0.3Mn0.4Co0.5-xSnxNi3.8(x=0,0.1,0.2,0.3,0.5)合金中用Sn替换Co对其显微结构、储氢性能和电化学放电容量的影响。XRD、SEM及EDS测试结果表明,所有的合金都主要由La Ni5和Mg Ni2相组成,但随着合金中Sn含量的逐渐增加,出现LaNiSn相且显微结构得到细化。压力-成分等温线表明,随着合金中Sn含量的增加,合金的最大储氢容量从1.48%(x=0)降低到0.85%(x=0.5)。电化学测试结果表明,随着合金中Sn含量的增加,合金的最大放电容量从337.1 mA·h/g(x=0)降低到249.8 mA·h/g(x=0.5);充放电循环100次的放电容量保持率从70.2%(x=0)增加到78.0%(x=0.5)。     

稀土元素对La0.8 Mg0.2 Ni2.8 Co0.6 储氢合金性能的影响

以La0.8Mg0.2Ni2.8Co0.6合金为基材,采用感应熔炼法制得以Ce,Pr,Nd部分替代La的系列储氢合金。3种稀土元素的加入对合金的组织没有本质的影响。与La0.8Mg0.2Ni2.8Co0.6的相组成相似,新合金也是在主相LaNi5中含有LaNi3第二相,且随着Ce,Pr,Nd替换量的增多,LaNi3相所占比例升高。在La0.8-xRExMg0.2Ni2.8Co0.6合金中,当Pr替换至x=0.2时,新合金基本保持La0.8Mg0.2Ni2.8Co0.6的放电容量375mA·h/g;其他添加比例及添加元素都在一定程度上降低了新合金的放电容量。加入Ce和Pr普遍提高放电电位,而Nd对放电电位的影响不大。La0.8Mg0.2Ni2.8Co0.6的容量衰减速率为1.07mA·h/(g·cycle),当Ce,Pr,Nd分别替换至x=0.3,0.6,0.6时,新合金的容量衰减速率依次降低到0.566,0.625,0.453mA·h/(g·cycle),循环稳定性有了很大提高。     

球磨制备Ti0.8Zr0.2V2．7Mn0.5Cr0．7Ni1．75—15wt％A2B7复合储氢材料及其电化学性能研究

采用球磨和表面改性方法制备了复合储氢材料球磨制备Ti0.8Zr0.2V2．7Mn0.5Cr0．7Ni1．75-15wt％La1.5Mg0.5Ni6.7Al0.3.研究和分析表明,钒基Ti0.8Zr0.2V2.7Mn0.5Cr0.7Ni1.7铸态合金由bcc结构同溶体相和六方晶系C14型Laves相构成三维网状组织,球磨改性后钒基合金与La1.5Mg0.55Ni0.7Al0.3之间并未发生合金化反应。电化学性能研究表明,经球磨改性后复合材料球磨制备Ti0.8Zr0.2V2．7Mn0.5Cr0．7Ni1．75-15wt％La1.5Mg0.5Ni6.3Al0.3能明显增加合金的电极放电容量。铸态钒基合金和球磨复合材料均具有良好的电化学循环稳定性,其中球磨1h后电极最大放电容量为300．1mA／g,经100次循环后的电化学容量保持率为97．2％,球磨5h后试样的循环稳定性高达99％。     

La_(0.7)Ce_(0.3)Ni_(3.75)Mn_(0.35)Al_(0.15)Cu_(0.75-x)Fe_x合金的相结构和电化学储氢性能(英文)

采用感应熔炼和热处理的方法制备La0.7Ce0.3Ni3.75Mn0.35Al0.15Cu0.75?xFex(x=0~0.20)合金,并研究合金的相结构和电化学储氢性能。全部合金均为单一的具有CaCu5结构的LaNi5相,LaNi5相的晶格常数a和晶胞体积随着x值的增加而增大。最大放电容量随着x值的增加从319.0mA·h/g(x=0)降低到291.9mA·h/g(x=0.20)。在1200mA/g的电流密度下HRD值从53.1%(x=0)降低到44.2%(x=0.20)。合金电极的循环稳定性随着x值的增加而增强,这主要归因于合金抗粉化能力的增强。     

Mg_3MnNi_(2-x)Co_x(x=0～0.2)储氢合金的相结构及电化学性能研究

为了研究Mg3MnNi2储氢合金的电化学储氢性能,实验采用Co元素部分取代Mg3MnNi2合金中的Ni,用固相扩散法制备出Mg3MnNi2-xCox(x=0~0.2)系列合金,并分析其相结构,以及测试合金的电化学性能和动力学性能。结果表明:Co元素的添加并不改变合金的主相,Co替代Ni明显改善了合金的放电容量、循环稳定性以及动力学性能等,其中当Co的含量从0增加到0.2时,合金的最大放电容量达到最大值282.36mA·h/g,20次循环后容量保持率仍有74.7%,而且动力学性能也是最优,高倍率放电性能ηHRD从66.4%增长到73.3%。这主要是Co替代Ni能够降低生成氢化物的稳定性,提高合金的抗粉化能力,以及降低合金的极化电阻。     

La0.8-xRExMg0.2Ni3.2Co0.6储氢合金的结构及电化学性能

通过感应容炼制备了La0.8-xREMg0.2Ni3.2Co0.6(RE=Sm,Dy,0≤x≤0.3)合金.采用X射线衍射分析了该合金的晶体结构,并研究了其电化学性能.结果表明:该合金是由LaNi5主相和LaNi3第二相构成;随着Sm(Dy)取代La量的增加,合金主相单胞体积线性收缩,合金储氢量和放电容量减小,当Sm(Dy)取代量分别为0.1、0.2、0.3时,合金容量由380 mA·h/g分别减小到370(362)、355(334)、329(295)mA·h/g,但高倍率放电能力和循环稳定性得到改善,100次循环后的容量损失率由20%分别降低到18%(17%)、16%(14%)、13%(11%).     

La1.3CaMg0.7Ni9储氢合金

采用XRD分析了La1.3CaMg0.7Ni9储氢合金的晶体结构,并研究了合金的气相储氢特性以及电化学性能.结果表明,合金由具有PuNi3结构的LaNi3主相和LaNi5、LaNi2.28第二相构成;在1.6MPa氢压和300K下,合金的储氢量达到1.68%(质量分数),比纯LaNi5的储氢量提高了20%;合金的活化性能良好,经3个充放电循环即可完全活化,其放电容量达到395mA*h/g,比AB5型储氢合金的容量提高了23%,经100次循环后容量保持率为80%.     

Fe替代Ni对铸态及快淬态La0.7Mg0.3Co0.45Ni2.55-xFex (x = 0-0.4)电极合金循环稳定性的影响

用铸造及快淬工艺制备了La0.7Mg0.3Co0.45Ni2.55-xFex(x=0,0.2,0.3,0.4)电极合金,研究了Fe替代Ni对合金循环稳定性及微观结构的影响。结果表明,Fe替代Ni显著地改善合金的循环稳定性,且Fe替代Ni对快淬态合金的循环稳定性具有更加显著的作用。试验合金具有多相结构,包括2个主相(La,Mg)Ni3和LaNi5以及1个残余相LaNi2。Fe替代Ni促进快淬态合金形成类非晶结构,随Fe含量的增加,快淬态合金的晶粒显著细化,合金的晶格常数及晶胞体积显著增大。     

Structure and electrochemical performance of hydrogen storage alloy La0.7Mg0.3Ni2.875Co0.525Mn0.1-boron composite

The structure and electrochemical characteristics of La0.7Mg0.3Ni2.875Co0.525Mn0.1-boron composite was studied systematically. The AB3 type hydrogen storage alloys La0.7Mg0.3Ni2.875Co0.525Mn0.1 were successfully synthesized by means of inter-media alloy La2Mg17 . The alloys were composited with boron at different weight rate. From the XRD analyses, each alloy of this series is mainly composed of (La,Mg)Ni3 phase and the LaNi5 phase, and the phase abundance of each phase varies with the boron weight rate, moreover, after composition, the c and cell volumes of (La,Mg)Ni3 phase increase, and the LaNi5 phase keep the same, which indicate that the boron may enter (La,Mg)Ni3 phase. The electrochemical studies show that the maximum discharge capacity of the composites decreases, but the cycling life improved. And the high rate discharge ability and exchange impendence spectroscopy (EIS) of the AB3 alloys and its composite were also studied.     

Effects of rapid quenching on microstructures and electrochemical properties of La_(0.7)Mg_(0.3)Ni_(2.55)Co_(0.45)B_x(x=0-0.2) hydrogen storage alloy

1 Introduction Ni-MH batteries have been used widely by virtue of several of their advantages, such as high capacity, capable of performing a high rate charge/discharge, high resistance to overcharging and over-discharging, a long cycle life, environment…     

Effects of rapid quenching on structure and electrochemical characteristics of La0.5Ce0.2Mg0.3Co0.4Ni2.6-xMnx （x=0-0.4） electrode alloys

The La-Mg-Ni system PuNi3-type La0.5Ce0.2Mg0.3Co0.4Ni2.6-xMnx (x=0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4) hydrogen storage alloys were prepared by casting and rapid quenching. The effects of the rapid quenching on the structure and electrochemical characteristics of the alloys were studied. The results obtained by XRD, SEM and TEM indicate that the as-cast and quenched alloys mainly consist of two major phases, (La,Mg)Ni3 and LaNi5, as well as a residual phase LaNi. The rapid quenching does not exert an obvious influence on the phase composition of the alloys, but it leads to an increase of the LaNi5 phase and a decrease of the (La, Mg)Ni3 phase. The as-quenched alloys have a nano-crystalline structure, and the grain sizes of the alloys are in the range of 20-30 nm. The results by the electrochemical measurements indicate that both the discharge capacity and the high rate discharge(HRD) ability of the alloy first increase and then decrease with the variety of quenching rate and obtain the maximum values at the special quenching rate which is changeable with the variety of Mn content. The rapid quenching significantly improves the cycle stabilities of the alloys, but it slightly impairs the activation capabilities of the alloys.     

硼添加对La-Mg-Ni-Co系贮氢电极合金的微结构及电化学性能的影响

系统研究了贮氢电极合金La0.7Mg0.3Ni2.65Co0.75Mn0.1Al0.2B,x(x=0,0.02,0.04,0.08)的微结构与电化学性能.XRD结果显示,所有合金均由(La,Mg)Ni3相与LaNi5相组成,B含量的增加导致(La,Mg)Ni,3相的丰度不断增加,相应地LaNi5相的丰度逐渐下降.此外,合金的晶格参数与晶胞体积均随B含量的增加而减小.电化学测试分析表明,B的添加可以显著改善合金电极的高倍率放电性能,当B含量为0.04时达到最佳.微量B的加入对合金的循环稳定性能与活化性能影响很小,但降低合金电极的最大放电容量.此外还采用线性极化与阳极极化对合金电极的动力学性能进行了进一步研究.     

La0.67Mg0.33Ni3.0-xAlx（x=0.0-0.35）贮氢合金相结构和电化学性能研究

采用X射线衍射、电子探针和电化学测试研究了La0.67Mg0.33Ni3.0-xAlx（x=0.0-0.35）合金的相结构和电化学性能。XRD结果和EPMA观察表明：La0.67Mg0.33Ni3.0合金由LaNi3相和La2Ni7相组成。然而La0.67Mg0.33Ni3.0-xAlx（x=0．1，0．2，0．35）合金不含LaNi3相。研究结果表明Al替代Ni改变了La0．67Mg0．33Ni3.0合金的相结构，Al替代Ni不利于La0．67Mg0．33Ni3.0合金中LaNi3相的形成。此外，随Al含量的增加，La0.67Mg0.33Ni3.0-xAlx（x=0．1，0．2，0．35）合金的相结构也发生了变化。WDS分析表明：随La0.67Mg0.33Ni3.0-xAlx合金中X的增加，Al在LaNis相中的含量增加，但Al在LaNi2相的含量很少并且几乎不随X变化。电化学性能测试表明：Al替代Ni提高了La0.67Mg0.33Ni3.0合金电极的循环稳定性。但La0.67Mg0.33Ni3.0-xAlx合金电极的放电容量却随Al含量的增加而明显降低。     

La1＋xMg2-xNi9（x=0，0．5，1．0，1．5）合金的储氢性能及电化学性能研究

利用高频熔炼方法制备了La1＋xMg2-xNi9（x=0，0．5，1．0，1．5）系列合金，并对其进行了XRD分析和储氢容量及电化学性能测定。结果表明：随着La含量增大，合金中LaNi5和（La，Mg）Ni3相转变为LaNi3相，且Mg2Ni相出现，晶胞体积也增大，合金的储氢容量和电化学性能提高；当x=1．5时，Mg2Ni相消失，合金的储氢性能有所下降。当x=1．0时，即La2MgNi9合金具有较好的储氢容量及电化学容量。     

Improved Cycle Stability of La0.75-xPrxMg0.25Ni3.2Co0.2Al0.1 (x=0-0.4) Electrode Alloys by Melt Spinning

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,并用熔体快淬工艺制备了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。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 1 个残余相 LaNi2。熔体快淬导致 LaNi5相增加而(La,Mg)Ni3相减少。电化学测试结果表明,熔体快淬显著地提高合金的电化学循环稳定性。当淬速从 0 m/s (铸态被定义为淬速 0 m/s)增加到 20 m/s 时,x=0 合金 100 次充放循环后的容量保持率从 65.32%增加到 73.97%,x=0.4 合金的容量保持率从 79.36%增加到 93.08%。     

A2B7型La0.75Mg0.25Ni3．5-xAlx（x=0-0．3）合金相结构及电化学性能

采用感应熔炼方法制备了A2B7型La0.75Mg0.25Ni3．5-xAlx（x=0，0．02，0．06 0.1，0．3）四元贮氢合金，系统研究了Al元素部分替代Ni对A2B7型La0.75Mg0.25Ni3．5合金相结构及电化学性能的影响。X射线衍射（XRD）分析表明：La0.75Mg0.25Ni3．5由单一La2Ni7相组成：Al元素加入后，开始出现CaCu5型LaNi5相，当x=0．3时，LaNis相成为合金的主相。Rietveld分析表明：随着Al含量的增加，LaNi5相逐渐增多，Al的加入利于CaCu5型LaNi5相的形成。电化学测试表明：Al替代Ni对A2B7型合金La0.75Mg0.25Ni3．5电极活化性能影响不大：而最大放电容量随Al在La0.75Mg0.25Ni3．5-xAlx，合金中替代量的增加而减小。当放电电流密度为1600mA／g时，合金的倍率放电性能由68.8％（x=0）增加到81．16％（x=0．1）然后减小到65．67％（x=0.3）。此外，La0.75Mg0.25Ni3．5-xAlx合金电极循环稳定性先增加而后下降。x=0．06时合金电极容量保持率最大（S100=85.21．％）。     

La0．7Mg0．3Ni3．4-xCo0．6Mnx（x=0．0～0．5）贮氢电极合金的结构、储氢特性及电化学性能

La0．7Mg0．3Ni3．4-xCo0．6Mnx(x=0．0～0．5)合金主要由(La，Mg)Ni3相和LaNi5相构成，各相的晶胞参数和晶胞体积均随Mn含量的增加而增大。随Mn含量的增加，合金的放氢平衡压力从0．128MPa(x=0．0)下降到0．067MPa(x=0．5)，导致最大吸氢量从x=0．0时的1．19％(质量分数，下同)逐渐增加到x=0．4时的1．38％。合金的最大放电容量随Mn含量的增加首先从330．4mAh／g（x=0．0)增加到360．6mAh／g(x=0．4)，然后减小到346．9mAh／g(x=0．5)。随Mn替代量的增加，合金电极的高倍率放电能力先改善后降低，合金电极的表面反应阻抗先降低后升高，而氢的扩散系数先增加后减小，说明合金的电化学动力学性能首先提高然后降低。