碳纳米管对LaNi5稀土合金电化学性能的影响

采用LaNi5稀土合金作为催化剂，用化学气相沉积法(CVD)制备了碳纳米管。研究了含有5％碳纳米管的LaNi5稀土合金电极样品的电化学性能。测定了碳纳米管电极的电化学储氢性能。实验发现：含有碳纳米管的LaNi5稀土合金的电化学放电容量更高，当放电电流密度为100mA／g时，其电化学储氢量高达385mAh／g。其循环寿命也得到了较大改善。循环100次，放电容量仅下降15％。     

Effect of Temperature on Structure and Electrode Properties of LaNi3.8Co0.6Mn0.3M0.3 Hydrogen Storage Alloys

对LaNi3.8Co0.6Mn0.3M0.3 (M=Ni, Al, Cu)储氢合金在238,273,303和323 K温度下的结构和电化学性能进行了一系列的实验研究。A,B,C分别代表LaNi4.1Co0.6Mn0.3（Ni替代）,LaNi3.8Co0.6Mn0.3Al0.3（Al替代）和LaNi3.8Co0.6Mn0.3Cu0.3（Cu替代）3种储氢合金,通过X射线衍射仪分别对样品A,B,C的结构进行了研究,对样品A,B,C合金粉末制成的电极进行了模拟电池测试。结果证实,制备的合金均由具有CaCu5型六方晶格结构的LaNi5相构成。3种合金中,Cu替代的合金电极低温性能得到改善,Al替代的合金电极高温放电能力得到提高。交流阻抗图谱分析表明,B合金电极样品的高温放电能力提高是由于合金电极表面形成的致密氧化膜层减缓了合金腐蚀所致,样品B,C的高倍率性能衰退是由于电极表面的充放转移反应和氢原子扩散速率下降造成的,而样品C的优良低温性能则是合金电极表面高的充放电转移反应速率所致。     

Tw-80对纳米Ni(OH)2振实密度及其复合电极放电性能的影响

以吐温-80(Tw-80)即C6-4H124O26-80作分散剂,用超声波沉淀法制备出针形和准球形混合的纳米β-Ni(OH)2,将制备的纳米粉体以8%(质量分数,下同)比例掺入到微米级球镍中制成复合镍正极,LaNi5合金制成电池负极,研究了不同Tw-80比对纳米粉体振实密度及其复合镍正极放电性能的影响.结果表明:振实密度和放电容量均随Tw-80用量增加先增大后减小;复合镍电极的放电平台比纯球镍电极高;Tw-80用量为2%制备的纳米粉体,以8%比例与球镍混合时,其复合镍电极的放电容量最大,达到256.7 mAh/g,比纯球镍电极的放电容量(230.7 mAh/g)高出11.3%,寿命也比后者有一定延长.     

退火对La0.75Mg0.25Ni3.5 Co0.4贮氢合金电化学性能的影响

为了改善La-Mg-Ni-Co系合金电极的循环稳定性,对铸态合金La0.75Mg0.25Ni3.5 Co0.4在0.3MPa压力氩气保护下进行不同温度的退火(1123,1223和1323K),保温时间均为10h.研究了退火温度对合金的电化学性能的影响.X射线衍射(XRD)分析结果表明,铸态及1123K温度退火后合金主要由LaNi5,(La,Mg)2(Ni,Co)7相以及少量LaNi2相组成;退火温度为1223和1323K时,合金中LaNi2相消失,合金主要由LaNi5,(La,Mg)2(Ni,Co)7及(La,Mg)(Ni,Co)3相组成.随退火温度升高,最大放电容量从341.2mAh/g增加365.8mAh/g;循环稳定性得到改善,100次充放电循环后容量保持率从铸态合金的58.63%提高到1323K时的72.91%.     

Hydrogen Storage Properties of Co-free La-Mg-Ni-Based Alloys

在Ar气保护下采用磁悬浮感应熔炼方法,制备无CoLa1.8Ti0.2MgNi9-xAlx(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)合金,系统研究Al取代Ni对合金的结构及贮氢性能的影响。所有合金均包含LaMg2Ni9相,当Al含量x≥0.1,La(Ni,Al)5相取代LaNi5相、LaNi3相消失、LaNi2相出现。测试合金的焓变值与LaNi5合金(–30.6kJ/molH2)相近。Al取代Ni不仅提高合金电极的放电容量,而且改善循环稳定性及电化学动力学性能。La1.8Ti0.2MgNi8.7Al0.3合金贮氢性能较好,30℃下有效吸氢质量分数为1.32%;最大放电容量达到340mAh/g;1400mA/g放电电流密度下高倍率放电性能HRD1400高达79.8%;经100次充放电循环放电容量保持率为60%。     

无钴LaNi4.1Al0.3Mn0.4Si0.2Fex (x=0~0.4)储氢合金性能

采用电弧熔炼制备LaNi4.1Al0.3Mn0.4Si0.2Fex(x=0~0.4)储氢合金,借助XRD、SEM等分析LaNi4.1Al0.3Mn0.4Si0.2Fex合金的晶体结构和相组成,并研究合金的电化学性能。结果表明:合金主要由LaNi5单相组成,当x≥0.1时,在LaNi5主相上分布着些许灰色的第二相。随着LaNi4.1Al0.3Mn0.4Si0.2Fex(x=0~0.4)合金中Fe的加入量增加,合金最大放电容量由295.4mAh/g(x=0)降低到278.2mAh/g(x=0.4),活化次数也由10次增加到18次。同时合金200次循环后的容量保持率却由66.85%(x=0)提高到93.33%(x=0.4)。     

锂离子电池负极材料Li_4Ti_5O_(12)的制备及电化学性能

采用嵌段聚合物型表面活性剂P123作为结构导向剂,利用溶胶-凝胶方法制备出纳米TiO2作为合成Li4Ti5O12锂离子电池负极材料的原料之一.然后采用湿法球磨辅助的固相反应合成方法,以丙酮作为球磨介质,制备出Li4Ti5O12锂离子电池负极材科,并对所制备的Li4Ti5O12电极材料进行扫描电镜SEM、透射电镜TEM、粉末X射线衍射(XRD)、循环伏安(CV)以及循环性能测试.电化学性能测试表明所制各出的锂离子电池负极材料Li4Ti5O12具有较高的放电比容量和优异的循环性能.在电流密度为16 mA/g时首次放电比容量为155 mAh/g,首次库仑效率为98.3%.300次循环结束时放电比容量仍可达150.8 mAh/g,约为首次放电比容量的97.3%,300次循环容量仅衰减了2.7%.     

LaNi5-xFex(x=1～1.8)合金相结构及电化学性能

研究了LaNi5-xF3x(x=1.0,1.2,1.4,1.6,1.8)合金中Fe部分代替Ni对LaNi5型电极合金相结构及电化学性能的影响.结果表明:当x=1.0时,合金由LaNi5和La2Ni7相组成;当x=1.2时,开始出现(Fe,Ni)相;当x=1.6时,还开始出现La2Ni3相.随x增大LdNi5相逐渐减少、La2Ni7和(Fe,Ni)相逐渐增多.随Fe含量的增大,电极合金放电容量减小,扩散系数减小,交换电流密度呈先减小后增大的趋势,当x=1.4时,电极合金的交换电流密度达到最小值.Fe含量对合金电极高倍率放电性能HRD值的影响与对合金电极交换电流密度的影响趋势一致,这表明电极合金表面的电化学反应对合金的动力学性能影响更大.     

少量Si对无钴AB5型储氢合金性能的影响

采用电弧熔炼制备了La(NiAlMn)5-xSix(0≤x≤0.35)合金.借助XRD,SEM等分析了La(NiAlMn)5-xSix储氢合金的晶体结构和相组成,并研究了合金的电化学性能.结果表明:当x≤0.3时合金由LaNi5单相组成;当x=0.35时合金由主相LaNi5和第二相LaNi3构成.随着Si含量的增加,合金储氢量和放电容量减少.但是循环稳定性得到了改善.经300次充放电循环,合金在x=0.35时的容量损失率为19.4%.这是因为Si的加入使得合金的抗氧化性,耐腐蚀性得到了改善.     

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%.