高性能AB5型贮氢合金的成分设计

贮氢合金是MH-Ni电池技术的核心，则其化学成分是决定贮氢合金性能的主要因素，在分析MH-Ni电池对负极材料的性能要求及电极失效机理的基础上，详细讨论了AB5型贮氢合金的主要电化学性能与各种合金元素之间的关系，提出了高性能AB5型贮氢合金成分设计的总体思路和应考虑的各种因素。     

铸态和快淬态Mm（NiCoMnAl）5Bx（x=0～0．2）贮氢合金的相结构与电化学性能

用铸造及快淬工艺制备了低钴Mm(NiCoMnAl)5Bx(x=0～0．2)贮氢合金，测试了合金的微观结构及电化学性能，研究了B含量及快淬工艺的变化对合金晶格常数、热力学参数、微观结构及电化学性能的影响。结果表明：合金的晶格常数、晶胞体积及标准生成焓均随B含量的增加而增大：在一定的淬速范围内，快淬处理可以提高合金的放电容量，但淬速超过某一临界淬速时，快淬合金的容量低于铸态合金：合金的循环寿命随淬速的增加而单调增加。     

贮氢合金制备工艺对其电化学性能的影响

AB5型贮氢合金是目前国内外MH／Ni电池生产中是耿广泛的负极材料，而贮氢合金的电化学性能是由合金的成分，微观结构和表面状态决定的，本文综述了AB5型贮氢合金制备工艺－熔炼，热处理以及制粉工艺对其化学性能的影响，指出制备工艺对贮氢合金的成分均匀性和微观结构影响很大，而提高贮氢合金电化学性能最有效的方法是通过合金成分优化和采用较优的制备工艺，来获得高容量，长寿命，低价格的贮氢合金。     

低成本AB5型贮氢合金的研究进展

综述了低成本稀土镍基AB5型贮氢合金的研究进展。分别从合金B侧元素、A侧元素、非化学计量比、制备方法等4个方面进行总结。综合考虑合金成本、成分和性能,可将低成本AB5型贮氢合金分为3类:低钴无钴低成本型、无钴低镍超低成本型、低钴含微量镁低成本高性能即高性价比型。开发低成本AB5型贮氢合金是贮氢合金研究的重要和可持续发展方向之一,相应低成本合金产品占有重要的市场份额。     

AB5型贮氢合金及其优化设计

AB5型贮氢合金的性能主要取决于其成分、结构和显微组织。本文从AB5型贮氢合金的晶体结构出发,详细讨论了AB5型贮氢合金在诸多方面的优化措施：（1）化学成分上,向多元合金化发展,降低合金的成本,改善合金性能;（2）结构上,偏离AB5结构,发展非化学计量比合金;（3）显微组织上,从主相向“主相＋辅相”发展;（4）工艺上,开发新的合金制备、热处理和表面改性等工艺方法;（5）改善合金使用环境;（6）研究方法上理论化、系统化。通过这些途径,可以对AB5型贮氢合金进行深入研究,进一步提高合金的性能。     

缓冲溶液浸渍处理对贮氢合金Mm（NiCoMnAl）5电化学性能的影响

采用室温下缓冲溶液的浸渍处理方法对Mm(NiCoMnAl）5 合金进行表面改性,研究了缓冲溶液pH值和浸渍处理时间对合金电化学性能的影响。试验结果表明：采用pH值为4.5的缓冲溶液浸渍处理2h可以改善Mm(NiCoMnAl）5合金的活化性能,初始放电容量和循环稳定性,但对高倍率放电性能的改善作用并不明显。     

La1-xCexNi5贮氢合金结构及活化特性

研究稀土元素La和Ce以不同比例混合对贮氢合金La1-xCexNi5(x=0~1)的结构和活化特性的影响。采用X射线衍射仪分析不同Ce含量样品的结构,并用不添加任何粘结剂的粉末微电极技术及循环伏安方法考察贮氢合金的活化特性。结果表明:所制备的贮氢合金都是CaCu5单相结构;随着Ce含量的增加,晶胞参数a和晶胞体积明显减小,而晶胞参数c随Ce含量的变化略有增加。Ce的取代会降低合金在活化过程中的容量活化速度,但可以提高放电反应能力活化速度以及活化参数降低速度。同时还发现电势扫描速度对贮氢合金活化过程有显著影响。合金的容量活化速度和放电反应能力活化速度都随电势扫描速度降低而提高。     

贮氢电极合金的发展（一）

在简要介绍有关贮氢合金及名符其镍-氢化物电池概念的基础上,结合最新发展,对各种贮氢电极合金进行了概述,并概要叙述了各种提高贮氢电极合金电化学性能的工艺方法。     

冷却速度时Ml（NiCoMoTi）5贮氢合金电化学性能的影响

对不同冷却速度下制成的具有同一成分的贮氢合金做了电化学充放电循环实验,比较了它们的容量、电化学循环稳定性及放电电压性能。高的冷却速度导致放电容量的特别是大电流放电容量较大幅度下降,活化困难,放电电压也有所降低,但改善了合金的循环稳定性及放电电压平台特性。     

Fe替代Co对AB5型贮氢合金电化学性能和相结构的影响

研究了Fe替代C0对Mm（NiMnSiAl）4.3Co0.6-xFex（x=0，0．2，0．4，0．6）贮氢合金电化学性能和相结构的影响。研究结果表明：Fe替代Co使合金的放电容量降低，但使合金的循环稳定性得到改善；合金具有双相结构，主相为CaCu5型相，还有少量的第二相Ce2Ni7相，随着Fc替代量的增加，第二相没有明显变化，但合金的点阵常数和晶胞体积略有增加，这是Fe替代Co使合金循环稳定性得以改善的一个主要原因。     

铸态和快淬态Mm(NiCoMnAl)5Bx(=0～0.2)贮氢合金的相结构与电化学性能

用铸造及快淬工艺制备了低钴AB5型Mm(NiCoMnAl)5BxBx=0～0.2)贮氢合金,测试了合金的微观结构及电化学性能,研究了B含量及快淬工艺的变化对合金晶格常数、热力学参数、微观结构及电化学性能的影响.结果表明:合金的晶格常数、晶胞体积及标准生成焓均随B含量的增加而增大;在一定的淬速范围内,快淬处理可以提高合金的放电容量,但淬速超过某一临界淬速时,快淬合金的容量低于铸态合金;合金的循环寿命随淬速的增加而单调增加.     

RE（NiCoMnAl）电极合金中RE成分对微结构和电化学性能的影响

研究了4种具有A侧不同稀土组分的RE（NiCoMnAl）电极合金的微结构和电化学性能。研究结果表明，不论A侧稀土组分如何，铸态合金的显微组织为树枝晶形貌，晶体结构为CaCu5型六方结构，但合金的显胞体积随着A侧La被其他稀土元素的替代而减小。A侧的稀土组分对合金电化学性能影响明显，A侧为纯La时，合金的化学容量最大，倍率放电性能和充放电循环寿命较差；A侧的La被少量的Ce，Pr，Nd等稀土元素替代后，合金的电化学容量减小，倍率放电性能和循环寿命则有一定程度的改善，这与合金微结构的变化有关。     

热处理对LPC（NiCOAlMn）5.0贮氢合金电化学性能的影响

研究了673，1173，1373K热处理对贮氢合金活化性能，放电容量以及高倍率放电等电化学性能的影响。结果表明：1173，1373K热处理后，合金充放电循环稳定性及高倍率放电性能得到改善；其中1173K热处理合金的在0．4C充放电时最大放电容量与铸态合金相比没有下降，而循环稳定性及高倍率放电性能有明显的改善，具有优良的综合电化学性能。     

铸态Mm(NiCoMnAl)5.1Bx贮氢合金电化学性能研究

本文研究了B含量对铸态非化学计量比贮氢使合金Mm(NiCoMnAl)5.1Bx的相结构及其电化学性能的影响。结果表明，加B合金中除了CaCu5相以外还含有一定量的第二相MmCo4B，且随着B元素含量的增加而增加；B的加入有利于提高合金的活化性能和高倍率放电性能，合金的循环寿命亦有所提高，但不利于合金的放电容量和放电电压性能。     

热处理温度对AB5型MlNi3.60Co0.85Mn0.40Al0.15贮氢电极合金的微结构和电化学性能

研究了铸态及经加热温度为1273－1373K、保温时间8h和水冷处理后AB5型MlNi3.60Co0.85Mn0.40Al0.15贮氢电极合金的微结构和电化学性能。结果表明：铸态合金的显微组织是典型的树枝晶结构,经1273K处理后合金的显微组织仍为树枝晶,但树枝结构不明显,经1373K处理后合金的显微组织为柱状晶;与铸态合金相比,经1273K处理后合金的活化性能降低,电化学容量和高倍率放电性能基本保护不变,循环寿命改善;经1373K处理的合金活化性能降低,电化学容量明显减上,高倍率放电性能降低,循环寿命显著改善。热处理引起合金电化学性能的变化与合金的微结构的改变有关。     

稀土组成对贮氢合金La0．8（1-x）Ce0．8x（PrNd）0．2B5性能的影响

系统研究了A侧稀土元素中Ce含量对AB5犁贮氢合金La0．8（1-x)Ce0．8x(PrNd)0．2B5的结构、热力学性能、电化学性能和动力学性能的影响。结果表明：Ce含量对合金的结构基本上没有明显的影响，合金的晶胞参数a、c及晶胞体积与Ce的含量的变化呈线性关系；随着Ce含量增加，合金的吸放氢平台压力升高，滞后效应减小，吸氢量减小，合金氢化物的热力学稳定性变差：Ce含量的变化对合金的电化学活化速度影响很小，但Ce含量的增加可以明显提高合金的放电中值电位，改善合金的高倍率、高功率放电性能和动力学性能。     

快淬无钴AB5型贮氢合金研究进展

本文主要阐述了无钴稀土系AB5型贮氢合金研究现状,介绍了通过真空快淬技术及成分设计来改善其微观结构,从而提高AB5型贮氢合金的综合电化学性能的方法.并根据目前发展现状指出了无钴稀士系AB5型贮氢合金未来研究方向.     

动力型贮氢合金的研究

研制了5个LaNi5型贮氢合金试样，分别对5种合金试样电极的电化学放电容量、高倍率充放电和宽温度范围内充放电性能、循环稳定性及其相结构进行了测试和分析。结果表明：Sn及Si的搀杂增加了合金的非化学计量比，稳定了合金的循环稳定性并改善了合金的高倍率充放性能；合金样(Ml0．90Nd0.10)Ni3.60Co0.50Mn0.40Al0.18Si0.42的容量较高，5C充电效率大于95％，5C放电效率大于90％，400次充放循环后容量保持率大于70％；所设计合金晶型均为CaCu5相，充放电循环后合金主相仍是CaCu5相，同时发生氧化和粉化现象。     

贮氢电极合金的发展（二）

三　合金成分优化设计在进行合金成分设计时 ,应考虑到对贮氢电极合金性能的要求 :(ａ)针对贮氢电极合金本体性能的要求 ;(ｂ)对其表面性能的要求。通过改变合金元素的种类、加入量和冶炼工艺 ,来调节合金的组织和结构 ,使其具有最大的放电容量 ,同时也要兼顾该合金的抗氧化能力和电催化活性等表面性能 ,从而得到具有良好的循环寿命和高倍率的放电能力〔2〕。四　提高贮氢电极合金综合电化学性能的途径1　综　　述在贮氢电极合金本体性能 (即理论吸氢容量 )通过调配元素成分和含量达到最佳结构后 ,要使贮氢电极合金的综合性能达到最好 ,则要…