Fe杂质对AB_5型储氢合金电性能的影响

研究了混合稀土中的铁杂质对混合稀土一镍系储氢合金Mm(NiCoMnAl)_5电性能的影响,当铁在稀土中的含量小于0.4w％时,对AB_5型储氢合金的容量、循环寿命、电压平台等性能无明显影响,当Fe在稀土中的含量达0.4w％时,储氢合金的活化性能稍有降低。XRD分析结果表明,稀土中铁含量不超过0.4w％时,合金均为单相CaCu_5型结构,且其晶胞参数均没有改变,SEM结合EDS分析结果表明,稀土中铁含量为0.4w％的合金与稀土中铁含量为0.084w％的合金相比,二者的表面形貌和微观组织均无明显区别。     

AB_3型La-Mg-Ni系储氢合金的研究进展

介绍了AB3型La-Mg-Ni系储氢合金的晶体结构,综述了该材料的研究进展,主要包括合金材料的制备方法、合金元素的取代和B/A计量比等。指出了AB3型La-Mg-Ni系储氢合金目前存在的制备困难、循环稳定性差等问题及发展方向。     

AB_5 型贮氢合金吸氢反应的热力学函数测定

在优化适合金属氢化物－镍（ＭＨ－Ｎｉ）碱性蓄电池用的贮氢合金负极材料时,从稳定性角度对其形成氢化物过程的热力学函数的了解是非常重要的。利用电化学方法,采用简便的平衡充电曲线方法测定了ＡＢ５型贮氢合金金属氢化物形成过程的热力学函数值,得到贮氢合金组分为Ｌａ０．８Ｃｅ０．２Ｎｉ２Ｃｏ３和ＭｍＮｉ３．５Ｃｏ０．７Ａｌ０．８,粘结剂为电解粉末铜的电极材料吸氢反应的焓变及熵变值分别为－３４ｋＪ／ｍｏｌ和－１０７Ｊ／ｍｏｌ·Ｋ及－４２ｋＪ／ｍｏｌ和－１２２Ｊ／ｍｏｌ·Ｋ,所得熵变值都较接近１ｍｏｌ氢分子变化的标准熵变值１３０Ｊ／ｍｏｌ·Ｋ,表明了室温和常压下,这两种金属间氢化物都具有较高的稳定性,并且基本符合作为ＭＨ－Ｎｉ蓄电池负极材料稳定性的要求。     

氢在金属及合金中的扩散

本文综述了近年来关于金属及合金中氢扩散的研究体系,研究方法以及扩散系数的影响因素诸方面的研究概况。     

AB_2和AB_5型贮氢合金的表面处理

贮氢合金的表面性质对于它的电化学应用极为重要。锆基ＡＢ２型Ｌａｖｅｓ相贮氢合金具有容量高、寿命长的优点,但活化性能和大电流极电能力差,影啊了Ｌａｖｅｓ相贮氢合金在ＭＨ－Ｎｉ电池中的应用;ＡＢ５贮氢合金具有活化性能好、容量在２６０ｍＡｈ／ｇ～３２０ｍＡｈ／ｇ之间,是目前国内、日本国ＭＨ－Ｎｉ电池负极的主干材料,结合本实领室的工作,分析了贮氢合金表面与电极性能的关系,综述和比较了近年来对ＡＢ２和ＡＢ５型贮氢合金表面处理的研究情况。     

计算机预报AB_5型稀土贮氢合金的平衡氢压

通过研究AB_5型稀土贮氢化合物的平衡氢压和晶胞体积间的关系,建立了估算该类化合物平衡氢压的数学模型,并编制HVP计算机软件,该软件能通过AB_5型金属间化合物的组成估算其晶胞体积,并由平衡氢压与晶胞体积的关系,求得25℃下该化合物的平衡氢压,再根据平衡氢压与温度的关系算出不同温度下的平衡压力.     

改性活性炭/AB_5合金复合材料的电化学储氢性能

分别采用球磨法、液相还原法和水热法在活性炭(AC)中引入金属镍,将改性后的活性炭与AB5型储氢合金组成复合材料。恒电流充放电测试表明,水热法改性活性炭/AB5合金(质量分数90%)制成的复合材料表现出最佳的电化学储氢性能,当改性活性炭含20%金属镍时,复合电极的0.2 C比容量达到316 m Ah/g,且大电流放电性能明显优于AB5合金电极。     

NaOH溶液中高铁酸根扩散系数的测定

在铂微盘电极上利用电位阶跃技术,求出了高铁酸根离子在不同温度、不同浓度的NaOH溶液中的扩散系数;就高铁酸根离子在电解质内的扩散传质过程对超铁电池高倍率放电性能所造成的影响进行了探讨。另外,循环伏安扫描发现高铁酸根离子在浓碱溶液中的电化学还原是多步过程。     

AB_5型贮氢合金放电容量的影响因素

研究了稀土元素,粉碎工艺和粒度对REB5(B5=Ni(3.55)Co(0.75)Mn(0.4)Al(0.3))合金放电容量的影响。结果表明：（1）钕取代部分镧的La(1-x)B5合金在．x=0.2处放电容量有一极大值。而镨取代部分镧的La(1-x)PrxB5合金在x=0．15处放电容量有一极大值.CeNdB5合金放电容量很低,几乎没有实用价值;(2)La(0.65)Nd(0.2)Pr(0.15)B5合金颗粒尺寸在54～74μm和30μm以下具有较高的放电容量。     

稀土系AB_5型贮氢电极合金材料优化设计原理

着重研哭了ＡＢ５型合金中Ａ侧稀土组元的作用,并对合金的各个侧面进行系统的优化研究（Ａ－混吕稀土或纯稀土组元;Ｂ－镍及镍代元素的总称）。贮氢电极合金的电化学性能与其成分、结构和组织密切相关。ＡＢ５型多元电极合金研究过程中,在成分方面,向多元合金化发展,既降低了合金成本,又改善了材料性能;在结构上,合金偏离ＡＢ５结构,发展非化学计量比合金;在显微组织上,从主相向“主相＋辅相”发展,有效地改善了合高倍率放电能力。主要采用多元合金化方法来提高合金的循环寿命和采用混合稀土（Ｍｍ、Ｍｌ、Ｌｍ）代替纯Ｌａ来降低合金成本,以达到实用化的要求。系统地研究子稀土组元ＲＥ＝Ｌａ１－ｘ－ｙ－ｚＣｅｚＮｄｙＰｒｚ对ＲＥ（ＮｉＣｏＭｎＴｉ）５合金电化学性能的影响,为描述稀土组元的综合效应,引入四组元受约束的成分四边形来表达Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ和Ｐｒ成分变化,在此基础上,作出合金的电化学性能综合图,为筛选稀土组元的最佳组成提供依据。由于纯Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ和Ｐｒ价格昂贵,工业生产中不宜直接应用以上的研究结果,本研究口进一步采用们廉的富镧混合稀土和富混合稀土按适当比例配制,以获得所需成分要求的合金,基于前面已优化Ａ和Ｂ侧的结果,进一步研究化学计     

AB5-x型贮氢合金研究

研究了非化学计量比不包覆的AB5-x型贮氢合金x值的变化对合金的结构、比容量和放电温度特性的影响。结果表明,x值在0.06～0.48范围内时AB5-x型贮氢合金性能较好。非化学计量比可提高合金的比容量及其氢化物的稳定性,分解氢压平台在25℃时仅为0.01MPa;同时改善合金的低温放电效率,x=0.29时,255K下,1C放电效率达90%;合金结构主体相符合CaCu5构型。     

Ni_3Al基高温合金瞬态液相扩散连接过程中元素扩散行为研究

研究了采用3种不同中间层合金瞬态液相扩散连接Ni3Al基合金过程中,中间层合金与母材之间的元素相互扩散行为。结果表明,对于不含Al元素的中间层合金,母材中的Al向焊缝的溶解扩散是控制焊缝中γ′相析出的决定因素。中间层合金中加入Mo、Co、W等元素后使Al的扩散明显减慢,焊缝中元素扩散均匀化的时间显著加长。     

Zn对AB5型贮氢合金的影响

研究了Zn替代Co对AB5型MlNi3.6Mn0.4Al0.3Co0.7贮氢合金相结构和电化学性能的影响。Zn替代Co使合金的晶胞参数和体积增大,导致贮氢合金最大放电容量增加,循环稳定性有所下降;随着Zn含量由0增加到0.5,氢的扩散系数由0.31×10-7m2/s增加到3.72×10-7m2/s,交换电流密度由157 mA/g增加到191 mA/g,合金极化电阻由1.23Ω减少到1.01Ω,合金表面电催化活性和高倍率性能得到了改善。     

含Fe的AB5型贮氢合金的性能

为了分析Fe替代Co的作用效果,对所制备的AB5型贮氢合金MmNi3.55Co0.75-xMn0.4Al0.3Fex(x=0、0.1、0.2、0.3、0.4和0.5)进行了电化学性能与结构测试。当x≤0.2时,Fe有利于合金综合电化学性能的提高;随着Fe含量增加,合金晶胞参数及体积(a、c、c/a和V)增加。     

高性能贮氢合金电极的成分设计

MH Ni电池的关键技术是负极材料———贮氢合金 ,而贮氢合金的性能主要取决于它的成分。从MH电极失效分析和MH Ni电池对负极材料的性能要求出发 ,详细讨论了AB5 型贮氢合金的各项性能与各种合金元素之间的关系 ,这些性能包括贮氢合金的吸氢量、平衡氢压、吸放氢滞后性、单胞体积和轴比c/a的大小、显微硬度、耐蚀性、高倍率放电性能及合金电极的温度特性等。同时对非化学计量比贮氢合金和低Co、无Co贮氢合金也进行了讨论。指出了合金成分设计应考虑的各个方面。     

球磨AB5/Ni复合贮氢合金的电化学性能

研究了AB5型稀土贮氢材料Mm(NiMnCoAl)5与10%的Ni混合球磨(150 r/min)1 h后的复舍贮氢合金的晶体结构和电化学性能.结果表明:复合贮氢合金由CaCu5型LaNi5相和单质Ni相组成,活化性能得到改善,高倍率放电性能有所提高;0.2 C、3 C放电比容量分别从稀土贮氢材料的272.8 mAk/g,247.2 mAh/g增加到289.8 mAh/g、273.6 mAh/g,容量保持率从稀土贮氢材料的90.6%提高到94.4%.     

无钴AB5型MlNi4.45-xMn0.040Al0.15Snx电极合金

对无钻AB5型MlNi4.45-xMn0.040Al0.15Snx电极合金相结构和电化学性能进行了研究.XRD分析结果表明:当Sn含量x≥0.3时,合金中除了LaNi5主相外,还存在LaNiSn等第二相,且第二相析出总量随着Sn含量的增大而增加;电化学性能测试结果表明:随着Sn含量的增加,合金的电化学充放电循环稳定性得到改善,但是对合金的放电容量和大电流放电性能有不利的影响;综合比较看,Sn含量x=0.3时合金的电化学性能最好,最大放电容量Cmax=295.0mAh/g,活化次数为2次充放电循环,300次循环后的容量保持率为70.45%,高倍率放电性能HRD900=55.18%.     

微包覆对贮氢电极性能及放电机理的影响

用交流阻抗法、恒电位阶跃法和模拟电池充放电实验,研究了贮氢合金表面微包覆处理前后在不同的放电时刻电极表面的电化学反应阻抗、氢在合金中的扩散系数和电极的放电性能。结果表明,在放电末期电极表面电化学阻抗的急剧增大是引起贮氢合金电极放电终止的主要因素;微包覆铜和钴可促进氢的扩散并显著降低电化学反应阻抗,推迟阻抗增大的时间,因而提高了电极的放电性能。