Properties of Zr-Ti-V-Mn-Ni hydride alloy

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＷｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｅｃｏｎｏｍｉｃｓａｎｄｃｉｔｙｔｒａｆｆｉｃｓ ,ｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｏｉｌ ｐｏｗｅｒｅｄｖｅｈｉｃｌｅｓａｐｐｅａｒ,ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｍｏｒｅｓｅｒｉｏｕｓｐｏｌｌｕｔｉｏｎｔｏｔｈ     

Influence of Oxygen Content on Microstructure and Electrochemical Properties of V2-xTi0.5Cr0.5NiOx (x=0~0.35) Hydrogen Storage Alloys

为了提高V基固溶体贮氢合金的充放电循环稳定性能,研究了O含量对V2-xTi0.5Cr0.5NiOx (x=0~0.35)合金的组织结构和电化学性能的影响。组织结构分析表明,当没有添加O时,合金主要由bcc结构的V基固溶体相和TiNi相组成,随着O含量的增加,合金中出现了Ti4Ni2O新相。电化学测试表明,随着O含量的增加合金电极的最大放电容量有所降低,从x=0时的366.8 mAh/g降低到 x=0.35时的225.3 mAh/g,而较少氧含量时,合金电极的循环稳定性能明显得到了改善,从x=0时的69.9%增大到 x=0.2时的83.7%,而后又降低到76.9%（x=0.35）。电化学动力学分析结果表明,合金的高倍率放电性能,交换电流密度和氢的扩散系数均随着O含量的增加先增加而后减小。     

（Ti0.7Zr0.2V0.1）Ni贮氢合金的电化学性能及氢致相变研究

研究了（Ｔｉ０．７Ｚｒ０．２Ｖ０．１）Ｎｉ合金的相结构和电化学性能,结果表明：在比较快的冷却条件下,合金铸态组织为具有Ｂ２结构的单一奥氏体相;充氢使唤结构和奥氏体相转变为单斜结构的马氏体相;反复电以放氢使Ｔｉ２Ｎｉ２和Ｚｒ９Ｎｉ相逐渐从母中析出。     

贮氢合金La0.65Mg0.35Nix（x=3.0～3.5）高温电化学性能的研究

研究了La0.65Mg0.35Nix（x=3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5）稀土镁基贮氢合金电极的高温（333 K）放电性能。该系列合金电极在70 mA.g1放电电流密度下的高温放电容量随Ni含量的增加逐渐降低,x=3.0的合金在333K的放电容量（293.4 mAh.g-1）可以达到常温（298 K）放电容量的97.8%。333 K的电化学P-C-T曲线测试结果表明,随着Ni含量的增加,放氢平台明显变窄,吸/放氢平台的滞后增加,说明Ni含量的增加不利于改善合金电极的放电性能。腐蚀曲线测量结果表明,随着Ni含量的增加,合金的抗腐蚀性能逐渐减弱。     

AZ31镁合金薄壁管分流挤压速度影响规律仿真研究

采用粉末烧结法制备了Ti2.8C0.2Ni2,Ti3Ni1.8C0.2和Ti3Ni2合金,并对其电化学性能进行了研究.结果表明:Ti2.8C0.2Ni2及Ti3Ni1.8C0.2合金在碱性电解液中具有较低腐蚀速率和较好抗粉化性能.因此,Ti2.8C0.2Ni2及Ti3Ni1.8C0.2合金的循环寿命相比Ti3Ni2合金有明显的改善,其容量保持率分别为66.4％和63％,远高于原Ti3Ni2合金(53.4％).此外,Ti3Ni1.8C0.2合金还具有较高的最大放电容量316.8 mAh/g (Ti3Ni2合金为305.3 mA/g).3种合金都具有优异的HRD性能,它们在电流密度为1100mA/g时仍能保持62％以上的HRD.用C取代后合金的HRD得到进一步提高,尤其是Ti3Ni1.8C0.2合金的HRD提升较多.     

THE ELECTROCHEMICAL PERFORMANCES OF Zr-BASED HYDROGEN STORAGE ALLOYS

ＴＨＥＥＬＥＣＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥＳＯＦＺｒ－ＢＡＳＥＤＨＹＤＲＯＧＥＮＳＴＯＲＡＧＥＡＬＬＯＹＳ￥Ｙａｎｇ，Ｘｉａｏｇｕａｎｇ；Ｌｅｉ，Ｙｏｎｇｑｕａｎ；Ｗｕ，Ｊｉｎｇ；Ｗａｎｇ，Ｑｉｄｏｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭａｔ...     

Ti_（0.10）Zr_（0.15）V_（0.35）Cr_（0.10）Ni_（0.30）-10% LaNi_3复合物的电化学储氢特性及协同效应

为了改善钛钒基固溶体合金的电催化活性和动力学性能,采用两步电弧熔炼法制备储氢复合合金Ti0.10Zr0.15V0.35Cr0.10Ni0.30–10%LaNi3,利用X-射线衍射、场发射扫描电镜-能谱、电化学阻抗谱和恒流充放电测试技术系统研究该储氢复合合金电极的电化学性能与协同效应。结果表明：该复合合金的主相是BCC结构的钒基固溶体相和六方结构的C14Laves相,在复合过程中生成了第二相;复合合金电极的综合电化学性能较母体合金有显著改善;复合合金电极的活化周期为5周,最大放电容量为362.5mA·h/g,在233K时放电能力为65.84%;在活化、复合、任意循环及高、低温和高倍率放电过程中,该储氢复合合金电极的放电容量均存在协同效应;该复合合金电极的电荷转移电阻和交换电流密度均存在协同效应。     

Zr系贮氢合金晶体结构与电极特性间关系

ＡＢ２型Ｌａｖｅｓ相ＺｒＣｒ（０．４）Ｍｎ（０．２）Ｖ（０．１）Ｎｉ（１．３）贮氢合金经球磨非晶化处理后，相同化学成分的贮氢合金电极容量锐减，合金的晶体结构与其电化学放电容量密切相关．在晶态合金中，主要是Ｚｒ２Ｂ２（Ｂ＝Ｃｒ，Ｍｎ，Ｖ，Ｎｉ）四面体间隙的氢对电化学放电容量作出贡献，而在非晶态合金中，则是Ｚｒ３Ｂ，Ｚｒ４四面体间隙的氢．由于静电作用，都只有一半的间隙位置能容纳氢原子．非晶化处理导入额外的能量，以致降低合金中氢的电化学反应激活能．     

Effect of La on the crystalline and electrochemical properties of Ti-Zr-Ni melt-spun alloys

Ti45Zr30Ni25 and Ti45Zr30Ni25La alloys were prepared by melt-spinning, and the phase structure and electrochemical performances of the melt-spun alloys were investigated. The results showed that the Ti45Zr30Ni25 alloy was composed of the quasicrystalline phase, amorphous phase and Laves phase. The Ti445Zr30Ni25La alloy contained quasicrystalline and amorphous phases. The maximum discharge capacity was 111 mAh/g for the Ti45Zr30Ni25 alloy electrode, and 124 mAh/g for the Ti45Zr30Ni25La alloy electrode. The Ti45Zr30Ni25La alloy electrode ex-hibited a better high-rate dischargeability and cycling stability than the Ti45Zr30Ni25 alloy electrode. The improvement of electrochemical properties was mainly ascribed to the increase in the amorphous phase due to the addition of La.     

Ti2Ni储氢合金的充放电特性及腐蚀行为

通过球磨晶态Ti2Ni合金制备非晶态Ti2Ni合金,采用X射线衍射、充放电测试、阳极极化曲线对不同结构的Ti2Ni储氢合金的充放电特性及腐蚀行为进行研究。结果表明:晶态Ti2Ni合金的首次电化学充氢容量可达480mAh/g,但首次放氢量仅为充氢量的一半,合金内形成了大量不可逆氢化物相。随后的充放电循环中几乎没有不可逆相的形成。非晶相能够有效抑制充氢过程中不可逆相的形成,且充放氢使非晶合金间隙发生了弹性变形。此外,非晶结构使合金在碱性电解液中的自腐蚀电位升高、腐蚀电流降低,显著提高了合金的耐蚀能力。     

元素Ti对贮氢合金ZrMn0．7V0．2CO0．1Ni1．2相结构和电化学性能的影响

研究了元素Ti对贮氢电极合金ZrMn0.7V0.2Co0.1Ni1.2的相结构、相组成以及电化学性能的影响。结果表明，对于合金Zr1-xTix(Mn0.7V0.2Co0.1Ni1.2)，其母体合金的主相为C15型Laves相，并含有少量的非Laves相Zr7M10；但随着掺Ti量的增加，合金中出现C14型Laves相，而且其含量逐渐增加；在x=0．1～0．2时，合金中还出现少量的TiNi相，而在x=0．4～0．5时，非Laves相Zr7M10和TiNi相全部消失，说明元素Ti大量的掺杂抑制了第二相的产生：而且随着Ti含量的增加，合金中的C15型和C14型Laves相的晶格常数逐渐减小。电化学测试结果发现，当含Ti量x=0．2时，合金有最大放电容量Cmax为354mAh／g，在放电电流为300mAh／g条件下，高倍率放电性能比母体合金提高了15％。     

Crystallographic and electrochemical characteristics of melt-spun Ti-Zr-Ni-Cu alloys

Ti44Zr32Ni22Cu2 and Ti41Zr29Ni28Cu2 alloys were prepared by the melt-spinning method. The phase structure was analyzed by X-ray diffraction,and the electrochemical performances of the melt-spun alloys were investigated. The results indicated that the Ti44Zr32Ni22Cu2 alloy was composed of the icosahedral quasicrystals and amorphous phases,and the Ti41Zr29Ni28Cu2 alloy comprised icosahedral quasicrystals,amorphous,and Laves phases. The maximum discharge capacity was 141 mAh/g for the Ti44Zr32Ni22Cu2 alloy and 181 mAh/g for the Ti41Zr29Ni28Cu2 alloy,respectively. The Ti41Zr29Ni28Cu2 alloy also showed a better high-rate dischargeability and cycling stability. The better electrochemical properties should be ascribed to the high content of Ni,which was beneficial to the electrochemical kinetic properties and made the alloy more resistant to oxidation,as well as to the Laves phase in the Ti41Zr29Ni28Cu2 alloy,which could work as the electro-catalyst and the micro-current collector.     

Investigation on the electrochemical behaviours of Mg_(2-x)Cr_xNi negative electrode

A series of Mg2-xCrxNi alloy powder has been produced by combination of solid-state diffusion with mechanical grinding (MG). X-ray diffraction patterns show that the alloy powders have an amorphous structure and great increase in the specific surface. Electrochemical detection results indicate that the partial substitution of Mg by Cr in Mg2Ni alloy improves the cycle life of this alloy greatly, which gets up to 100 cycles at 200 mA/g mass discharge current, keeping its mass discharge capacity over 200 mA.h/g. In the meanwhile, partial replacement of Mg by Cr also increases the mass discharge capacity compared with Mg2Ni alloy. With the increasing of mass discharge current and content of Cr in Mg2-xCrxNi, the cycle life of the alloys are increased and the decay of mass discharge capacity slows down.     

铸态及退火La1.9Ti0.1MgNi9合金的贮氢性能

采用磁悬浮感应熔炼及退火处理的方法,制备La1.9Ti0.1MgNi9合金。对合金样品的XRD、PCT和电化学测试表明,所有样品均由多相组成,LaNi5相为主相。当退火温度达到1173 K时,合金中LaMg2Ni9相消失,Ti2Ni相出现。退火处理能提高合金的晶化程度、降低吸放氢平台压。退火1073 K合金的有效吸氢量较高,在303 K时达到1.25% (质量分数)。La1.9Ti0.1MgNi9合金退火后,放电容量、循环稳定性以及高倍率放电性能得到极大改善,以1173 K退火合金电化学性能较好,其最大放电容量为377 mAh/g,1100 mA/g电流密度下的高倍率放电性能为0.839,经112次充放电循环后放电容量保持率为60%。     

Ti-V基固溶体/La-Mg基合金复合储氢材料的结构与电化学性能

两步电弧熔炼法制备Ti0.10Zr0.15V0.35Cr0.10Ni0.30+1%La0.85Mg0.25Ni4.5Co0.35Al0.15复合储氢合金,XRD、SEM、EDS分析结果表明,复合储氢合金的主相是体心立方结构的钒基固溶体相和六方结构的C14Laves相。电化学研究表明:复合过程中存在明显的协同效应;与母体合金电极相比,复合合金电极的P-C-T特性、活化性能、最大放电容量、循环稳定性、低温放电能力和高倍率放电性能均有了显著改善;复合合金电极的电荷转移电阻较小,交换电流密度和氢的扩散系数较大,这些改善可能与第二相的形成有关。     

Cr对TiMn基贮氢电极合金活化性能及电化学容量的影响

探讨了Ｃｒ部分取代Ｖ对ＴｉＭｎ基贮氢电极合金活化性能的影响,并对合金电极的微观组织进行了分析和讨论。结果表明,Ｃｒ部分取代Ｖ能够提高ＴｉＭｎ基合金的活化性能,当Ｃｒ含量为０．０１时,获得了３９７ｍＡｈ／ｇ的放电容量。但随着Ｃｒ含量的提高,合金的电化学容量及活化性能反而有所下降。只有加入适量的Ｃｒ,才能使得合金的电化学容量和活化性能达到最佳。ＸＲＤ分析表明,该合金有两个主相：富Ｖ的Ｖ３Ｎｉ２相和富Ｔ     

硼添加对(Ti0.65Zr0.35)1.10(V0.5Mn0.3Cr0.4Ni0.8)Bx合金结构和电化学性能的影响

采用X射线衍射仪、扫描电镜和电化学测试设备,研究添加不同含量硼对(Ti0.65Zr0.35)1.10(V0.5Mn0.3Cr0.4Ni0.8)Bx (x=0,0.01,0.05,0.1,0.2)储氢合金组织结构和电化学性能的影响。结果表明,由于硼的添加,合金中出现了不易形成氢化物的棒状VB相,降低了合金的可逆放电容量,提高了合金的活化性能、循环稳定性和合金的倍率性能。分析表明,主要是由于棒状VB相增加了氢在合金中的扩散通道,增加了相界面,减小了合金在充放电过程中的晶格应力。合金电极的反应阻抗随着硼含量的增加而减小,合金的倍率性能和循环性能明显优化。     

双希夫碱对 AB3 型储氢合金的表面改性研究

目的提高Ni/MH二次电池中AB3型储氢合金负极的充放电性能与动力学性能。方法合成一种双希夫碱作为表面改性剂,添加到AB3型储氢合金La0.73Ce0.18Mg0.09Ni3.20Al0.21Mn0.10Co0.60中,进行表面处理,考察添加不同含量的双希夫碱对合金充放电性能及动力学性能的影响。结果紫外与红外图谱显示,合成了目标双希夫碱。合金添加双希夫碱后,合金的相结构基本没有发生变化。表面处理后的合金与未改性合金相比,最大放电容量从375.3 m Ah/g增加至376.4 m Ah/g,相对变化不大,50次充放电循环后的放电容量保持率从62.6%提高到81.1%(AB3/5%双希夫碱电极)。经过表面处理后的合金电极,腐蚀电位Ec从-0.902 V增至-0.853 V,交换电流密度I0从53.8 m A/g增至142.5 m A/g,极限电流密度IL从511.6 m A/g增至872.8 m A/g,交流阻抗图显示电极与电解液间的电荷转移阻抗减小。结论添加了双希夫碱的合金,循环稳定性、腐蚀电位等综合电化学性能有了较大改善。合金添加双希夫碱后,对强碱电解液的抗腐蚀能力有所增强,这是一种行之有效的合金表面处理方法。     

Ti—Mn基储氢合金电化学容量的一个简易模型

针对Ti-Mn基储氢合金循环稳定性差这一问题。提出了一关于Ti-Mn基储氢合金循环稳定性的简易模型,并引入两个表示储氢合金本征属性的因子;活化特征因子β和容量衰减因子A。采用该模型可以描合金活化与容量衰减的全过程。实验测量了Ti0.26Zr0.07V0.21Mn0.1Ni0.3Cr0.03和Ti0.07V0.19Mn0.1Ni0.3Cr0.05合金的活化与充放电循环过程,理论与实验有较好的吻合关系。     

Electrochemical Properties of the Amorphous Ti3Ni2 Alloy in Ni/MH Batteries

采用机械球磨晶态Ti3Ni2 (Ti2Ni/TiNi)合金的方法制备非晶态的Ti3Ni2合金,并研究其电化学性能.充放电测试结果显示,非晶态Ti3Ni2合金成功地解决了晶态Ti3Ni2合金在高温下(333 K)循环寿命极短的缺点.在333K循环19次后,相对于晶态Ti3Ni2合金较低的容量保持率(39.47％),其非晶态合金有效的将容量保持率提高到88.83％.通过Tafel极化,线性极化以及交流阻抗测试,发现这种改善源于非晶态Ti3Ni2合金的耐蚀性远优于其晶态合金.