Mg(2-x)AlxNi的燃烧合成及其电极性能

采用燃烧合成法合成了三元镁基储氢合金Mg2-xAlxNi(x=0.1~0.5),XRD衍射研究表明合成产物中出现了具有Ti2Ni型立方结构的新相,SEM结果显示合金表面存在大量缺陷.Al元素部分替代Mg对Mg2Ni电化学性能影响的研究表明:Mg2-xAlxNi合金的电化学容量和循环寿命明显优于无Al的Mg2Ni,这归因于新相Mg3AlNi2的结构特点及形成的Al2O3保护层.此外,对合成产物的进一步的机械研磨有助于改进合金的活化行为及电极容量,但无助于循环能力的提高.     

新能源汽车电池用新型镁基储氢合金的组织与性能

采用超声振动辅助感应熔炼法,制备出Mg1.8V0.2Ni0.95Co0.05新型镁基储氢合金,并进行了显微组织、XRD、吸放氢性能和电化学循环稳定性的分析。结果表明,该新型合金具有较佳吸放氢性能和充放电循环稳定性,由Mg2Ni基体相和少量弥散分布的V3Ni相组成,最大吸氢量达到2.3wt%,放氢平台压力约为0.6 MPa。与Mg2Ni合金相比,该新型合金经20次充放电循环后的放电容量衰减率减小了72.3%。     

PLC控制的球磨法制备镁基储氢合金性能研究

通过PLC控制的球磨法制备了Mg2Ni镁基储氢合金,并对其物相组成、放电性能和循环稳定性进行了研究。结果表明,采用PLC控制技术有利于提高球磨储氢合金的放电性能和循环稳定性。与未采用PLC制备技术相比,采用PLC技术使Mg Ni合金的放电容量增加了78.77%,经过20次充放电循环后的放电效率从4.64%提高到63.72%。     

退火热处理对Nd0.75Mg0.25(Ni0.8Co0.2)3.5储氢合金结构和性能的影响

采用中频感应熔炼制备Nd0.75Mg0.25(Ni0.8Co0.2)3.5储氢合金,在0.03 MPa氩气氛围进行退火,退火温度分别为850,900和950 ℃,保温时间均为7 h。分别对合金的电化学性能、气态储氢性能和合金的微观结构进行研究。结果表明,合金在退火热处理前后的相组成没有发生明显变化,主相均为Ce2Ni7型(Nd,Mg)2(Ni,Co)7相和CaCu5型NdNi5相。合金中晶粒尺寸随着退火温度的升高而增大,相界面则减少,退火消除晶格应力、增加成分均匀性、增加储氢容量;同时有部分Mg在热处理过程中损失导致储氢容量的下降。900 ℃热处理使得Nd0.75Mg0.25(Ni0.8Co0.2)3.5合金表现出较好的储氢性能,最大电化学放电容量为359 mAh/g,合金电极在100次循环后容量保持率为90.3%,气态储氢容量达到1.65%（质量分数,下同）。     

新能源汽车零部件用镁合金的改性研究

制备了新能源汽车零部件储氢电池用Mg2Ni和Mg1.7Al0.2Ti0.1Ni0.8Cr0.2镁合金,并进行了显微组织、物相组成、充放电性能和耐腐蚀性能的测试。结果表明,与未添加合金元素的Mg2Ni合金相比,Mg1.7Al0.2Ti0.1Ni0.8Cr0.2合金的放电容量最大值从126 m Ah/g增加至768 m Ah/g;20次充放电循环后放电容量的衰减率下降78.44%,腐蚀电位正移251m V,Mg1.7Al0.2Ti0.1Ni0.8Cr0.2合金的充放电性和耐腐蚀性得到显著提高。     

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%。     

铸态及退火态La_(0.8-x)Pr_xMg_(0.2)Ni_(3.35)Al_(0.1)Si_(0.05)(x=0~0.4)电极合金的电化学贮氢性能(英文)

采用铸造及退火工艺制备了La0.8-x Prx Mg0.2Ni3.35Al0.1Si0.05(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)电极合金。系统研究了Pr的替代对合金的结构与电化学储氢性质的影响,结果表明除少量残余LaNi3相外,铸造及退火合金是由六方Ce2Ni7型(La,Mg)2Ni7相与六方CaCu5型LaNi5相构成的。Pr对La的置换对合金的电化学储氢性质产生明显影响,铸造及退火合金的放电容量和高倍率放电能力随Pr含量的增加先升后降。当Pr含量由0增加至0.4时,铸造及退火合金的100次充放电循环后容积保持率S100从64.96%和72.82%分别增加至77.94%和91.81%。     

退火处理对La1.5Mg0.5Ni7.0(TiNi3)0.1储氢合金相结构和电化学性能的影响

采用感应熔炼+退火热处理的方法制备了储氢合金La1.5Mg0.5Ni7.0(TiNi3)0.1;用XRD、SEM和EPMA对合金的相结构和电化学性能进行了研究.结果表明:合金主要由Gd2Co7型和Ce2Ni7型的(La,Mg)2Ni7相和LaNi5相组成,合金退火1 h时第二相呈三维网络状沿主相晶界分布;此时,合金具有最好的电化学循环稳定性.     

Al替代Mg对La2MgNi7.5Al1.5贮氢合金相结构和电化学性能的影响

采用X射线衍射、电子探针和电化学测试研究了La2Mg1-xAlxNi7.5Co1.5(x=0.0,0.1,0.3,0.5)合金的相结构和电化学性能.XRD结果和EPMA观察表明,少量的Al替代Mg(x=0.1)不改变La2MgNi7.5Co1.5合金的相组成,合金仍然由LaNi3相和αLa2Ni7相组成,然而La2Mg0.9Al0.1Ni7.5Co1.5合金中LaNi3相的丰度明显下降,αLa2Ni7相的丰度则增加,较多的Al替代Mg改变了La2MgNi7.5Co1.5合金的相组成并导致合金中LaNi3相消失,La2Mg1-xAlxNi7.5Co1.5合金中Al含量的变化对合金中不同相晶胞参数的影响不相同.此外,少量的Al替代Mg(x=0.1)几乎不降低La2MgNi7.5Co1.5合金的贮氢容量和最大电化学放电容量,但随La2Mg1-xAlxNi7.5Co1.5合金中Al含量的增加,合金的贮氢容量、最大电化学放电容量和活化性能不断下降,Al替代Mg能明显提高La2MgNi7.5Co1.5合金的电化学循环稳定性,对提高该合金电极的高倍率放电性能也是有利的.     

快速凝固制备La0.83Mg0.17Ni3.25Al0.15Mn0.1储氢合金的相结构和电化学性能

采用感应熔铸+退火处理(常规冷速)及快速凝固方法制备了La0.83Mg0.17Ni3.25Al0.15Mn0.1储氢合金.系统研究了快速凝固对合金的相结构、微观组织及电化学性能的影响.X射线衍射分析表明,冷却速率对合金的相组成影响不大,但对各相丰度影响明显.随着冷却速率的增加,合金中的LaNi5相(CaCu5型结构)丰度增加,LaNi3相(PuNi3型结构)丰度减少.EPMA分析表明,快速凝固方法制备的La0.83Mg0.17Ni3.25Al0.15Mn0.1储氢合金为扁平状晶粒组织.合金电极的电化学测试表明,冷却速率对合金的活化性能影响不大.随冷速的增加,合金的最大放电容量减小,合金电极的循环稳定性改善明显,铜辊线速度为15 m/s时容量保持率达到97.03%.     

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。     

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％。     

Al、Ti掺杂对Mg2Ni合金相结构稳定性的影响及其微观机理

采用第一性原理赝势平面波方法,研究元素Al和Ti掺杂对Mg2Ni储氢合金相结构稳定性的影响及其微观机理.结果显示:在掺杂浓度x＝0～0.5范围内,所形成的Mg2Ni型Mg2-xMxNi(M＝Al,Ti)固溶体合金的相结构稳定性随Al掺杂浓度的增大而增强,随Ti掺杂浓度的增大而减弱,且Mg2-xMxNi(M＝Al,Ti)固溶体合金相对于立方结构的Mg3MNi2(M＝Al,Ti)化合物呈现热力学不稳定性,极易分解成由立方结构Mg3MNi2(M＝Al,Ti)和六方结构Mg2Ni组成的复合相,计算结果与实验结果吻合.电子结构分析表明,Al、Ti掺杂Mg2Ni储氢合金的相结构稳定性与体系在低能级区的成键电子数密切相关.     

Ti3B4表面修饰对Mg45Ti3V2Ni50合金电极循环稳定性的影响

用机械合金化法合成不同组成的Ti-B系列的复合物与Mg45Ti3V2Ni50储氢合金.探索Ti、B复合修饰对Mg45Ti3V2Ni50合金循环稳定性的影响,筛选出对Mg45Ti3V2Ni50合金电极综合修饰效果较好的Ti3B4.将Ti3B4以不同质量比对Mg45Ti3V2Ni50合金电极球磨修饰.结果表明:不同比例的修饰,对储氢合金电极循环稳定性的提高程度不同,持久性不同,Ti与B复合修饰提高镁基储氢合金的循环寿命存在一个最佳组成和最佳比例.     

Electrochemical Hydrogen Storage Characteristics of the as-Cast and Annealed La0.8-xPrxMg0.2Ni3.35Al0.1Si0.05 (x=0~0.4) Electrode Alloys

采用铸造及退火工艺制备了La0.8-xPrxMg0.2Ni3.35Al0.1Si0.05 (x=0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4)电极合金。系统研究了Pr的替代对合金的结构与电化学储氢性质的影响,结果表明除少量残余LaNi3相外,铸造及退火合金是由六方Ce2Ni7型(La, Mg)2Ni7相与六方CaCu5型LaNi5相构成的。Pr对La的置换对合金的电化学储氢性质产生明显影响,铸造及退火合金的放电容量和高倍率放电能力随Pr含量的增加先升后降。当Pr含量由0增加至0.4时,铸造及退火合金的100次充放电循环后容积保持率S100从64.96%和72.82%分别增加至77.94%和91.81%     

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.     

回归分析在Mg_2Ni系合金储氢性能研究中的应用

以Al、Ti含量和制备方法为试验因素,采用回归分析方法,建立出具有较高预测精度的Mg2Ni系储氢合金最大吸氢量和最大放电容量的回归方程,并进行了Mg2Ni系合金储氢性能的优化研究。结果表明,具有最佳储氢性能的Mg2Ni系储氢合金的试验参数为Al含量0.1%、Ti含量0.1%;制备方法为两步法,制备出的Mg1.8Al0.1Ti0.1Ni合金的最大吸氢量高达3.47%,最大放电容量高达102.5 mA·h/g,且经15次循环后的放电容量仍保持在69.1 mA·h/g。     

Mg67-xCaxNi33 (x=0, 5, 10, 15, 20, at%)合金的物相及储氢性能研究

采用感应熔炼、甩带结合机械球磨法制备了Mg67-xCaxNi33(x=0,5,10,15,20,at%)储氢合金。研究了Ca含量及制备工艺对合金相结构和储氢性能的影响。结果表明,制备工艺(熔炼,熔炼+球磨,熔炼+甩带+球磨)对储氢合金的物相组成影响不大,而含Ca的合金经过甩带后容易形成非晶。不含Ca的Mg67Ni33合金主要由Mg2Ni相组成,并含有少量的Mg相;随着Ca含量升高,合金中的Mg2Ni相逐渐减少,而MgNi2相和Mg2Ca相逐渐增加。当Ca含量增加到20at%时,Mg47Ca20Ni33则主要由MgNi2和Mg2Ca组成,几乎没有Mg2Ni生成。P-C-T测试结果表明,在573K下,Mg67-xCaxNi33合金的最大吸氢量随着合金中Ca含量的升高而降低,这主要是由于Mg2Ni相含量减少造成的。吸氢后的Mg67Ni33主要由Mg2NiH4组成,而含Ca合金吸氢后则主要由Mg2NiH4、CaH2和不吸氢的MgNi2相组成。     

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)。     

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。