La0.8-xRExMg0.2Ni3.2Co0.6储氢合金的结构及电化学性能

通过感应容炼制备了La0.8-xREMg0.2Ni3.2Co0.6(RE=Sm,Dy,0≤x≤0.3)合金.采用X射线衍射分析了该合金的晶体结构,并研究了其电化学性能.结果表明:该合金是由LaNi5主相和LaNi3第二相构成;随着Sm(Dy)取代La量的增加,合金主相单胞体积线性收缩,合金储氢量和放电容量减小,当Sm(Dy)取代量分别为0.1、0.2、0.3时,合金容量由380 mA·h/g分别减小到370(362)、355(334)、329(295)mA·h/g,但高倍率放电能力和循环稳定性得到改善,100次循环后的容量损失率由20%分别降低到18%(17%)、16%(14%)、13%(11%).     

La0.8-χREχMg0.2Ni3.2CO0.6储氢合金的结构及电化学性能

通过感应容炼制备了La0.8-xREMg0.2Ni3.2Co0.6(RE=Sm,Dy,0≤x≤0.3)合金.采用X射线衍射分析了该合金的晶体结构,并研究了其电化学性能.结果表明该合金是由LaNi5主相和LaNi3第二相构成;随着Sm(Dy)取代La量的增加,合金主相单胞体积线性收缩,合金储氢量和放电容量减小,当Sm(Dy)取代量分别为0.1、0.2、0.3时,合金容量由380 mA·h/g分别减小到370(362)、355(334)、329(295)mA·h/g,但高倍率放电能力和循环稳定性得到改善,100次循环后的容量损失率由20%分别降低到18%(17%)、16%(14%)、13%(11%).     

稀土组元对储氢合金La（Ni3.5Co0.8Mn0.4Al0.3）电化学性能的影响

通过稀土族金属中铈、镨和钕部分替代ＡＢ５储氢合金中的镧,研究了稀土组元变化（共１３组成分变化）对合金电极电化学性能的影响。结果表明稀土组元含量变化明显影响合金电极的电化学性能。镨对保持储氢合金电极的高放电容量有利,当含０．２％（摩尔分数）时放电容量达２９０ｍＡ·ｈ／ｇ,铈则相反;随钕含量的增加,电池的放电容量也降低。     

La1-xCaxNi3.2Co0.3Al0.3低钴储氢合金的组织与性能

通过X射线衍射、扫描电镜和能谱分析了新型低钴储氢合金La1-xCaxNi3.2Co0.3Al0.3(0≤x≤0.4)合金的晶体结构、组织形貌及各相化学成分,并研究了该合金的电化学性能.结果表明:当x≤0.1时,合金基本保持LaNi5主相和LaNi3第二相;当0.1＜x≤0.3时,出现的Al(NiCo)3第二相替代了LaNi3第二相.随着Ca含量的增加,合金活化性能变差,当x=0.2时,放电容量达到最高值(为295 mA·h/g),合金经300次充放电后,循环容量保持率为82.5%,且循环寿命得以改善.     

La1.3CaMg0.7Ni9储氢合金

采用XRD分析了La1.3CaMg0.7Ni9储氢合金的晶体结构,并研究了合金的气相储氢特性以及电化学性能.结果表明,合金由具有PuNi3结构的LaNi3主相和LaNi5、LaNi2.28第二相构成;在1.6MPa氢压和300K下,合金的储氢量达到1.68%(质量分数),比纯LaNi5的储氢量提高了20%;合金的活化性能良好,经3个充放电循环即可完全活化,其放电容量达到395mA*h/g,比AB5型储氢合金的容量提高了23%,经100次循环后容量保持率为80%.     

Si元素对Ti基储氢合金电化学性能的影响

为了改善Ti基储氢合金的电化学性能，采用Si元素部分替代Mn元素的方法，分析研究了Ti基储氢合金Ti03Zr0．225V0.25Mn0．25-xNi0.5Six的相结构及电化学性能。结果表明，合金均由六方结构的C14型Laves主相和立方结构的TiNi第二相构成；随着Si元素替代量x的增大，合金的活化性能降低，而循环稳定性得到很大程度的改善。     

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）。     

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)。     

（MlMg）Ni4—xCo0．7Znx合金的储氢性能

研究了储氢合金(MlMg)Ni4-xCo0.7Znx(0≤x≤0．3)的气相储氢特性和电化学性能。结果表明，随着Zn含量的增加，合金吸、放氢(室温下)的平台压力降低，最大储氢量减少，分别从1．58％(x＝0)减少到1．44％(x＝0．2)、1．19％(x＝0．3)；合金的放电容量减少，分别从380mAh／g(x＝0)减少到366mAh／g(x＝0．1)、345mAh／g(x＝0．2)、271mAh／g(x＝0．3)，但循环稳定性得到提高，经100次充放电循环后的容量衰减率从16％(x＝0)降低到4％(x＝0．3)；适当控制Zn含量，既对合金的放电容量无大的影响，又可提高合金放电的稳定性，尤其是在大电流下放电的稳定性。     

银和铝对Mg2Ni合金储氢性能的影响

用氢化燃烧法合成Mg2-xAgxNi(x=0．05，0．1，0．2，0．5)和Mg1-xAlxNi(x=0，0．1，0．2，0.5)。PCT结果说明合成的Mg-Ni—Ag和Mg—Ni—Al储氢合金材料具有很高的活性和理想的储氢性能。对两个体系的PCT结果分别进行计算，得出温度和氢平衡压的关系式。在423K时Mg1.8Ag0.2Ni在5min之内的放氢量为2．14％／min(质量分数)；Mg1.5Al0.5Ni在α β相区的吸氢速率为4．88％／min(质量分数)，放氢速率为1．26％／min(质量分数)。用XRD方法进行物相分析表明：添加少量银没有改变Mg2Ni的结构；添加铝却改变了Mg2Ni的结构，使储氢合金材料的储放氢动力学性能均得到改善。     

Effect of Ni on Mg based hydrogen storage alloy Mg3Nd

Magnesium-neodymium based alloys were prepared by induction melting in an alumina crucible under protection of pure argon atmosphere. XRD patterns show that the as-melted Mg-Nd and Mg3NdNi 0.1 diffraction peaks can be excellently indexed with D03 structure (BiF3 type, space group Fm3m ). The lattice constant of Mg3Nd phase is 0.7390 nm, which is determined by XRD analysis using Cohen's extrapolation method. The reversible hydrogen storage capacity reaches 1.95wt.% for Mg3Nd and 2.68wt.% for Mg3NdNi0.1 . The desorption of hydrogen takes place at 291 ℃ for Mg3Nd and at 250 ℃ for Mg3NdNi 0.1 . The alloys could absorb hydrogen at room temperature with rapid hydriding and dehydriding kinetics after only one cycle. The enthalpy (ΔH ) and entropy (ΔS ) of Mg3Nd-H dehydriding reaction were -68.2 kJ·mol-1 H2 and -0.121 kJ·(K·mol)-1 H2 determined by using van't Hoff plot according to the pressure-composition-isotherms (P-C-I) curve measured at different temperatures. Hydrogen absorption kinetic property of Mg3NdNi 0.1 alloy was also measured at room temperature.     

稀土系贮氢合金中14种主量元素配分量的测定-X射线荧光光谱法

通过各元素谱线的选择、滤纸片以及测定方法的优化,建立各元素工作曲线。用滤纸片X射线荧光光谱法实现稀土系贮氢合金合金样品中镁、铝、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镧、铈、镨、钕、钐、钇14种主量元素配分量的快速测定。点滴方法采用塑料环托法滴加0.1ML,滤纸选择慢速滤纸,溶液总浓度选择40mg/mL,测定方法为样片上覆锡片。对同一样品制备11个样片后测定的14种主量元素配分量的相对标准偏差均在2%以下。回收率为92%~106%。该方法具有较好的精密度和准确性,可用于稀土系贮氢合金中14种主量元素配分量快速测定。     

Influences of heat treatment on electrochemical characteristics of La0.75Mg0.25Ni2.8Co0.5 hydrogen storage electrode alloy

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＤｕｒｉｎｇｔｈｅｌａｓｔｄｅｃａｄｅ ,ｔｈｅｄｅｍａｎｄｆｏｒｔｈｅｎｉｃｋｅｌ/ｍｅｔａｌ ｈｙｄｒｉｄｅ (Ｎｉ/ＭＨ )ｓｅｃｏｎｄａｒｙｂａｔｔｅｒｉｅｓｈａｓｂｅｅｎｇｒｏｗｉｎｇｒａｐｉｄｌｙｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｉｒｈｉｇｈｅｎｅｒｇｙｄｅｎｓｉｔｙ ,ｈｉｇｈＨＲＤ ,ｌｏｎｇｃｈａｒｇｅ ｄｉｓｃｈａｒｇｅｃｙｃｌｅｌｉｆｅａｎｄｆｒｉｅｎｄｌｙｅｎｖｉ ｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ[14 ] .Ｈｙｄｒｏｇｅｎｓｔｏｒａｇｅａｌｌｏｙｓ ,ａｓｔｈｅｎｅｇ…     

纳米晶Mg2-xTixNi0.8Cr0.2四元合金的气态储氢性能

纳米晶Mg2-xTixNi0.8Cr0.2(x=0.05,0.10,0.15,0.20)四元合金由纯Mg,Ti,Ni,Cr粉在773 K经4h烧结后机械球磨而成.该合金具有良好的活化性能和吸氢动力学性能.合金在393 K,4.0 MPa氢压条件下,2min内便可以完成总吸氢量的75%(质量分数)以上,Mg1.95Ti0.05Ni0.8C0.2最大吸氢量可达到3.35%.在493 K,0.1 MPa条件下可快速放氢,Mg1.80Ti0.20Ni0.8Cr0.2在18 min内便可完成放氢过程,总放氢量为2.17%.所有合金具有良好的低温吸氢性能,353 K时Mg1.85Ti0.15Ni0.8Cr0.2合金最大吸氢量可达到2.08%.XRD分析结果显示,Ti替代Mg后,合金中主要存在Mg2Ni与Ni两相,另外,还有微量的Mg与TiNi相,TiNi相弥散分布在合金中,对合金的吸放氢性能有一定的催化作用.     

Electrochemical hydrogen storage properties of La0.95Mg2.05Ni9 alloy prepared by mechanical alloying

1　INTRODUCTIONTheMg basedhydrogenstoragealloysastheac tivematerialsofmetalhydrideelectrodeshaveattract edattentionbecauseofhighertheoreticalcapacitiesforhydrogenabsorption/desorption ,andthelowerpricecomparedwiththeotherhydrides[17] .Recent ly ,thecharge dischargepropertiesofMg basedalloysatroomtemperaturehavebeengreatlyimprovedbysomeresearchers[813] .Inparticular ,theMg Ni REsystemalloyisoneofthemost promisinghydrides[14 16 ] .Tanakaetal[15] reportedthatthenanocrystallineMg Ni RE(R…     

Zr在Mg2Ni储氢合金中的作用

采用感应熔炼法制备了Mg2Ni1-xZrx(x=0、0.2、0.4)合金,研究了Zr的添加对Mg系储氢合金储氢性能的影响。对合金的成分和微观组织进行分析,结果表明,Zr较难融入到合金,但是Zr能使得合金晶粒得到细化,且合金中都有Mg2Ni相的形成,有利于吸氢反应的进行。利用PCT测试仪测定了合金的储氢性能,结果表明:添加Zr元素的添加能有效降低Mg2Ni的吸放氢温度,并能有效提高提高合金的吸氢量,最高吸氢量达到4.91wt%。     

La-Mg-Ni-Co-Al-Ti合金电极的失效研究

采用中频感应炉真空熔炼制备La0.75Mg0.25Ni3.41Co0.2Al0.03Ti0.06合金,通过电化学和气态循环、电化学阻抗、颗粒形貌以及表面成分测试,分析了合金电极的失效原因。实验结果表明,合金的容量保持率在循环过程中分为快速和缓慢衰减阶段,合金颗粒表面上的裂纹随循环次数的增加而逐渐增多。随循环次数增多,合金电极的电化学接触电阻和电荷传递电阻先降低后提高;经气态吸放氢循环后合金颗粒裂纹开裂程度增大;循环前期合金颗粒粉化严重,循环后期粉化减弱。循环过程中合金中主要元素La和Mg的氧化腐蚀是导致合金电极失效的主要原因,合金颗粒粉化加剧了La和Mg的氧化,进一步恶化合金电极性能。