镍氢电池负极用纳米晶稀土贮氢合金的性能研究

对采用双辊快淬法制备的纳米晶稀土贮氢合金Ml(NiCoMnAl) 5相结构、贮氢性能和电化学充放电性能进行了研究分析。X射线衍射分析 (XRD)结果表明 ,合金片由均匀的CaCu5相组成 ,其晶粒尺寸平均为 2 0～ 40nm。PCT测试表明 ,该合金具有很好的平台特性和较小的滞后效应。将合金粉压成极片组装成模拟电池以 3 0 0mA·g- 1 (1C)电流充电 ,分别以 2 0 0 0mA·g- 1 (7C)和 3 0 0 0mA·g- 1 (10C)电流放电至 0 .9V和 0 .8V ,其电化学容量分别达到 2 5 0和 2 3 0mAh·g - 1。在 7C放电情况下 ,经 45 0循环后 ,容量衰减率小于 2 0 %。     

稀土储氢合金性能影响因素分析

稀土储氢合金具有容量高、可大功率充放电、循环寿命长、无污染等优点,是镍氢电池负极的主要材料.近年来,我国在稀土储氢合金的研究与应用方面都取得了很大的成绩.结合此领域近几年国内外的相关实验研究成果,分别对影响稀土储氢合金性能的制备工艺、组成成分、颗粒度、热处理工艺及表面处理等各方面因素进行了综述,指出我国稀土储氢合金的性能与世界先进水平相比还存在较大差距,今后应积极开发新工艺、加快技术革新,从优化合金成分、降低生产成本、改善合金高倍率放电性能等方面着手加强研究.     

TiFe储氢合金的电化学性能研究

研究了机械合金化（MA）、真空电弧熔炼、熔炼后短时间球磨、退火和辐射照对TiFe合金电化学性能的影响。短时间球磨可提高TiFe合金放电容量和倍率放电性能,高能辐照可以激活电极表面活性,促进活化;机械合金化可以降低电极极化,增加循环寿命;退火对TiFe合金的电化学性能不利,同时,对真空电弧熔炼TiFe合金在高温时的电化学性能作了初步研究。     

替代方式对稀土系储氢合金电化学性能的影响

本文采用Co、Mn、Cu同时替代La Mg2Ni9中的Ni,并且与Cu单独替代时合金的电化学性能进行了比较,实验结果表明,与单元替代相比,多元替代有着较高的放电容量和较好的活化性能,但是其循环稳定性较差,文章系统的分析了产生此种现象的原因。此外,通过对综合性能最佳的合金La Mg2Ni2.7Co2.1Mn2.7Cu1.5进行X衍射分析,从微观角度进一步研究了储氢合金成分对合金电化学性能的影响,认为La4Co3和Mg Co Cu0.9Ni0.1可能是提高合金的最大放电容量的原因。     

AB3.3～3.7型La-Y-Ni稀土储氢合金微观结构和电化学性能研究

采用磁悬浮感应熔炼的方法制备了(LaSmY)(NiMnAl)_x(x=3.3,3.4,3.5,3.6,3.7)系列稀土储氢合金,并在氩气气氛、1273 K下热处理24 h。通过X射线衍射(XRD)和电化学测试分析了合金的相结构以及在常温和低温下的电化学性能。结果表明,合金为多相结构,含有Ce₂Ni₇相、PuNi₃相、Gd₂Co₇相、LaNi₅相以及Ce₅Co₁₉相。主相Ce₂Ni₇相的含量随化学计量比x值的增加先增加后降低,当x=3.5时最高,为74.67%。Gd₂Co₇相和PuNi₃相含量随x值的增加逐渐降低,Ce₅Co₁₉相逐渐增加。电化学测试结果表明,在常温下,随化学计量比x值的增加,合金的最大放电容量从317.7 mAh·g^...     

汽车电池用新型钒基储氢合金的电化学性能研究

在V3TiNi0.56储氢电池合金中添加0.204%纳米铜颗粒和0.102%稀土镓,并进行该汽车用新型钒基储氢电池合金的显微组织、物相组成及电池的电化学性能测试。结果表明,该新型储氢电池合金由V基固溶体相、TiNi相组成,具有明显的氧化峰和还原峰;V3TiNi0.56钒基储氢电池和新型钒基储氢电池,在充放电循环6次后的放电容量分别衰减了98.67%和9.62%,说明新型钒基储氢电池循环稳定性得到显著提高。     

Mg2Ni系储氢合金电化学性能的研究

用固态扩散和机械球磨砺法制备出纳米级Ｍｇ２Ｎｉ、Ｍｇ１．７Ａｌ０．３Ｎｉ储合金，其电化学性能超过用传统方法制德的合金。驻卵是试表明：该合金放压平台（电压超过１．２Ｖ）较高：在２００ｍＡ／ｇ放电电流密度下，合金充放电循环５０次，容量仍保持在２００ｍＡｇ／ｇ以上。Ｘ射线行射分析表明；随着球磨时间延长，衍射峰的宽化程度变大，强度逐渐减弱，１２小时后变化减缓。这是由于晶粒尺寸较小。缺陷及应力密度增加入。合     

烧结温度对TiNi储氢合金电化学性能的影响

采用X射线衍射(XRD)分析,充放电测试,线性极化和电位阶跃等方法研究了在750,850,950℃3个不同温度下进行固相烧结对TiNi储氢合金的相结构和电化学性能的影响。结果表明:随着烧结温度的提高,TiNi合金最大放电容量由179.0 mAh.g-1增加到188.1和211.3 mAh.g-1。虽然温度的升高并没有提高合金的交换电流密度,但却大大增强了氢在合金中的扩散速率,扩散系数D从750℃的2.49×10-10cm2.s-1增加到850℃的2.61×10-10cm2.s-1和950℃的3.48×10-10cm2.s-1,从而显著的改善了合金电极的高倍率放电性能(HRD)。950℃烧结后的合金在1500 mA.g-1的放电电流下仍然可以放出84.6 mAh.g-1的电量。     

稀土Ce添加量对钒基储氢合金显微组织和电化学性能的影响

为改善镍氢电池负极材料的循环稳定性,通过真空电弧熔炼制备了V2Ti0.5Cr0.5NiCex(x=0～0.10)钒基储氢合金,分析了添加不同含量稀土Ce对储氢合金微观组织和电化学性能的影响.结果 表明,V2Ti0.5Cr0.5NiCex(x=0～0.10)储氢合金主要由呈BCC结构的钒基固溶体主相和TiNi第二相构成;...     

热处理对气雾化储氢合金微观结构及电化学性能的影响

通过金相显微镜、Ｘ射线衍射分析了气体雾化方法制取的储氢合金粉主分别经５００、６００、８００℃真空热处理后合金的微观结构,研究了热处理对气体雾化储氢合金微观结构及电化学性能的影响。热处理可以消除应力,使纳米晶长大成微晶,并有效地提高气雾化储氢合金的放电容量和活化性能。     

循环伏安法测定纳米晶贮氢合金中氢扩散系数

用双辊快淬法制备了纳米晶稀土贮氢合金,XRD图谱表征为结晶较好的CaCu5六方结构,Scherrer公式计算晶粒大小约为40nm。利用循环伏安法测定了纳米晶稀土贮氢合金电极中的氢扩散系数(DH=1.67×10-7cm2/s),由于纳米晶粒具有较高的结晶度和细小的晶粒尺寸,高密度晶界为氢在合金内部的扩散提供快速通道,提高了贮氢合金的吸放氢效率,从而提高了氢的扩散性能,使电极中氢的扩散系数增大。     

镁镍系储氢合金箔的制备研究

根据机械合金化和界面固相扩散反应的基本原理,合成出了一系列不同原子配比的Mg-Ni系储氢合金箔(Mg,Ni原子配比分别是81,41,21及11).研究了Mg-Ni系储氢合金箔的组成及其储氢性能.结果表明,Mg8Ni合金箔的吸放氢温度最低可降至300 ℃,Mg4Ni和Mg2Ni合金箔在250 ℃就可部分氢化,且放氢量均可达到2.5%(质量分数)以上;MgNi合金箔吸氢量较低,但放氢温度有所降低.     

热处理对贮氢合金电化学性能的影响

研究了热处理工艺氢合金活化性能,初始放电容量,稳定放电容量,电压平台及循环寿命等电化学性能的影响,并确定了合适的热处理工艺。     

凝固方式对钒基储氢合金性能的影响

分别采用空冷、水冷和液氮冷却三种凝固方式制备了V_3TiNi_(0.56)Cr_(0.4)钒基储氢合金,并进行了电化学性能和储氢性能的测试与分析。结果表明,凝固方式对合金电化学性能和储氢性能产生明显影响。分别采用空冷、水冷和液氮冷却的合金,充放电循环20次后放电容量分别衰减了84%、73%、38%,室温最大吸氢量分别达到1.467%、1.514%、1.832%。     

还原扩散法直接制备AB5型多元贮氢合金

采用CaH2作为还原剂,稀土氧化物以及其它金属氧化物为原料,直接通过还原扩散反应成功制得了多元贮氢合金La0.4Ce0.1Nd0.2Pr0.3Ni3.55Co0.75Mn0.4Al0.3。     

合金元素对钒基固溶体储氢合金组织与电化学性能的影响

制备了添加不同含量合金元素Sc、Y的V3Ti Ni0.56系钒基固溶体储氢合金,通过显微组织观察,以及电化学腐蚀性能、充放电循环稳定性的测试与分析发现:合金元素Sc或Y的添加,有利于提高合金的电化学腐蚀性能、充放电循环稳定性,复合添加合金元素Sc和Y的效果较单一添加好。与V3Ti Ni0.56合金相比,复合添加合金元素Sc和Y可以使合金腐蚀电位正移193 m V,充放电循环20次后合金的放电容量衰减率从95%减小至21%。     

热处理对快淬贮氢合金组织和电化学性能的影响

通过XRD、SEM分析和电化学实验,研究了热处理对快淬贮氢合金组织和电化学性能的影响。研究表明,400℃热处理对快淬合金晶粒变化不明显,900℃热处理后合金晶粒明显长大,1100℃热处理使合金部分熔化,随后发生了平衡凝固;900℃热处理后,单胞体积和放电容量均达到最大值,但充放电循环稳定性最差,400℃和1100℃热处理后,放电容量稍有降低,但充放电循环稳定性较好。     

镀镍对低钴贮氢合金电化学性能的影响

研究了化学镀镍对低钴贮氢合金粉末颗粒形态和电化学性能的影响。结果表明,镀镍能明显提高低钴贮氢合金的放电容量及循环稳定性,对活化性能亦有改善。SEM分析表明,化学镀镍过程中伴有吸氢反应。分析了镀镍对低钴贮氢合金电化学性能的影响机理。     

快速凝固AB_5型贮氢合金显微组织、吸氢及电化学性能

对AB5型快速凝固贮氢合金与其铸态合金在显微组织、吸氢性能、电化学性能等方面进行了对比研究。发现快速凝固合金有细小的 1～ 5 μm胞状、等轴状微晶组织 ;快速凝固合金的P C T曲线平台比铸态合金平缓 ,且压力低 ;快速凝固合金容量及活化性能低于铸态合金 ,但经退火后可以部分改善 ;快速凝固合金电极循环寿命明显优于铸态合金 ,主要是因为合金的晶粒细小可以抑制合金的微粉化和氧化。