LaNi3.8Co1.1Mn0.1/TiMn1.5贮氢合金的结构和性能

为了探索一种新的掺杂方式对AB5型贮氢合金贮氢性能的影响,采用熔炼掺杂方法制备La-Ni3.8Co1.1Mn0.1/TiMn1.5(TiMn1.5质量分数为4%、8%)贮氢合金,利用PCTPro-2000气体吸附测量仪研究了合金的气态储氢性能。XRD和SEM分析显示,熔炼掺杂后合金主相为LaNi5相,出现少量(NiCo)3Ti相。P-C-T测试结果表明,(NiCo)3Ti相的出现对合金气态贮氢性能有较大影响,熔炼掺杂后合金吸放氢平台压和滞后效应降低,贮氢容量减少。掺杂TiMn1.5使得合金的氢化物的生成焓由原始合金的-27.35kJ/mol降至-29.14kJ/mol(掺杂质量分数8%的TiMn1.5),较高温度有利于合金中氢的释放,同时掺杂形成的(NiCo)3Ti相改善了合金吸/放氢动力学性能。     

La1-x Cex Ni3．54 CO0．78 Mn0．35 A10．32贮氢合金相结构和电化学性能的研究

采用真空电弧熔炼和热处理方法制备了La1-x Cex Ni3．54 CO0．78 Mn0．35 A10．32（x=0．1,0．2,0．3,0．4,0．5,0．6）贮氢合金．x射线衍射（XRD）分析表明,合金含有单-CaCu5型六方结构相．电化学性能测试表明,随着x的增加,合金的最大放电容量从348．1mAh／g（x=0．1）单调地减小到310．1mAh／g（x=0．6）;HRD1200先从28．6％（x=0．1）增加到65．4％（x=0．5）然后降低到60．1％（x=0．6）,归因于合金表面的电催化活性和合金体内氢原子扩散速率均随z的增大先增大后减小．     

La0.75Mg0.25Ni3.1-xCo0.3Al0.1Six（x=0.000.20）贮氢合金电化学性能研究

采用中频感应炉熔炼制备铸态La0.75Mg0.25Ni3.1-x Co0.3Al0.1Si x(x=0.00~0.2)合金,通过调控Si的成分,研究Si元素替代Ni对合金电化学性能的影响.研究表明,随着Si替代量增加,合金活化性能基本不变,最大电化学放电容量随Si含量的增加呈线性下降的关系,电化学放电平台压力逐渐降低,电化学循环稳定性得到有效提高.     

快淬对贮氢合金组织和电化学性能的影响

通过XRD、TEM、DTA分析和电化学实验，研究了快淬对贮氢合金组织和电化学性能的影响，研究表明，成分均匀性改善和单胞体积减小是影响快淬氢合金电化学性能的主要因素，其中，前者使充放电循环稳定性提高，后者使放电容量降低，在本研究中，快淬速度为10m/s时，合金成分的均匀性已较铸态有明显改善，更高的快淬速度并不能使成分的均匀性进一步大幅度提高，反而使单胞体积减小，因此，快淬速度为10m/s时，快淬合金的综合电化学性能最佳。     

气体雾化AB5型贮氢合金微观结构特征及电化学性能

用气体雾化方法可以制备具有CaCu5型六方晶体结构MmNi5-x(CoMnAl)x的球形贮氢合金粉．其贮氢合金表面存在氧化层．气体雾化合金需要较长周期才能充分活化，然而气体雾化合金的循环寿命明显优于机械球磨合金．     

贮氢合金La-Mg-Ni系的贮氢性能

借助X-ray及吸氢性能测试装置研究了AB3型La-Mg-Ni系贮氢合金的结构和贮氢性能,测试了不同温度下合金的PCT曲线.结果表明,La-Mg-Ni系贮氢合金可获得(La,Mg)Ni3相组织;加Co,改善了合金的特性,并使平台压力降低.     

LaxMm1-x(NiCoMnCuAl)5.1贮氢合金的电化学性能

在低钴AB5型贮氢合金LaxMm1-x(NiCoMnCuAl)5．1(x=0．25，0．38，0．56，0．74)中，加入纯La调整富Ce混合稀土中的La含量，测试了合金的电化学性能，研究了La含量的变化对LaxMm1-x(NiCoMnCuAl)5．1合金晶格参数、热力学参数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的绝对值随La含量的增加而增大，La含量的增加对提高铸态及快淬态合金的容量有利，但使得电化学循环稳定性及放电平台压下降，La含量的变化对合金的活化性能基本没有影响，铸态和快淬态合金通过1～2次循环均可完全活化。     

La(Ni,Sn)5+x (x=0～0.35)贮氢合金的晶体结构与电化学性能

系统研究了La(Ni,Sn)_5+x（x=0~0.35) 无Co贮氢合金的化学计量比对其晶体结构及电化学性能的影响.X射线衍射分析仪（XRD）分析表明，上述合金均为单相CaCu₅结构.但在过计量比(x>0)合金的结构中，有部分1a位置元素（La）的原子被沿c轴定向排列的Ni-Ni“哑铃”对所替代，且其替代La原子的分数随x的增大而增多，从而导致合金晶胞的c轴及c/a比值明显增大，晶胞体积有所减小，并显著降低了合金的吸氢体积膨胀率.电化学测试表明，增大x值可使合金的循环稳定性得到显著提高，但也使合金的最大放电容量和高倍率放电性能有所降低.研究发现，由于合金的化学计量比增大会使其结构中含有较多的Ni-Ni“哑铃”对，合金的抗吸氢粉化能力得到了明显的改善，从而使合金在充放电过程中的反应比表面积有所减小、腐蚀速率得到抑制、循环稳定性得到显著提高.但合金反应比表面积的减小也导致了电极反应的速率的减小，从而使其高倍率放电性能有所降低.     

非化学计量比对贮氢合金Mm(NiCoMnAl)5Bx电化学性能的影响

研究了稀土系非化学计量比贮氢合金Mm(NiCoMrLAl5)5Bx(x=0，0．1，0．2，0．3，0．4)微观结构及电化学性能，分析了非化学计量比x对贮氢合金电化学性能的影响．研究结果表明，铸态非化学计量比合金Mn(NiCoMnAl)5Bx具有双相组织，主相为CaCu5结构相，还有少量CeCO4B第二相，第二相的相丰度随x的增加而增大．经22m/s淬速快淬处理后，合金中的第二相消失．随非化学计量比x的增加，合金的电化学容量下降，但活化性能、倍率放电能力循环寿命明显提高，放电电压特性得到一定改善．     

激光烧结LaMg2Ni9合金相结构和电化学性能

探讨激光烧结功率对烧结LaMg_2Ni_9贮氢合金相结构和电化学性能的影响。结果表明,激光烧结LaMg_2Ni_9合金由LaNi_5,LaMg_2Ni_9和MgNi_2三相组成。随激光功率的提高LaMg_2Ni_9相的产率提高。600,1000 W激光烧LaMg_2Ni_9合金的放电容量分别为101.1,85.3(mA·h)/g。1000 W激光烧结的LaMg_2Ni_9合金组织细小均匀,具有较好的循环稳定性。     

LaNi4.1-xCo0.6Mn0.3Alx储氢合金结构及电化学储氢性能研究

为改善LaNi4.1 Co0.6 Mn0.3储氢合金的性能,研究了系列LaNi4.1-xCo0.6Mn0.3Alx(x=0,0.15,0.3,0.45)合金的结构和电化学储氢性能.结果表明:制备的合金为典型CaCu5型AB5储氢合金,随着A1替代量增加,LaNi5相的晶胞参数a、c、c/a值和晶胞体积逐渐增大,相应合金的放电容量有所降低,但合金电极的循环稳定性和不可逆自放电和高温容量得到明显改善.60个循环后的容量保持率(S60)分别为58.79％ (x=0)、79.72％(x=0.3)、79.35％(x=0.45);合金电极不可逆容量损失率(贮存96 h)由14.41％(x=0)降到2.38％ (x=0.45).在323 K的放电容量由266.04mA·h/g(x=0)增加到302.4mA·h/g(x=0.15)、302.12mA·h/g(x=0.3)和299.88 mA·h/g(x=0.45).但Al替代Ni后,合金电极的交换电流密度I0和氢原子在合金内部的氢扩散系数DH降低,导致其高倍率放电性能变差.     

Influences of melt spinning on electrochemical hydrogen storage performance of nanocrystalline and amorphous Mg2Ni-type alloys

In order to improve the electrochemical hydrogen storage performance of the Mg₂Ni-type electrode alloys, Mg in the alloy was partially substituted by La, and the nanocrystalline and amorphous Mg₂Ni-type Mg_20−x La _x Ni₁₀ (x=0, 2) alloys were synthesized by melt-spinning technique. The microstructures of the as-spun alloys were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The electrochemical hydrogen storage properties of the experimental alloys were tested. The results show that no amorphous phase is detected in the as-spun Mg₂₀Ni₁₀ alloy, but the as-spun Mg₁₈La₂Ni₁₀ alloy holds a major amorphous phase. As La content increases from 0 to 2, the maximum discharge capacity of the as-spun (20 m/s) alloys rises from 96.5 to 387.1 mA·h/g, and the capacity retaining rate (S ₂₀) at the 20th cycle grows from 31.3% to 71.7%. Melt-spinning engenders an impactful effect on the electrochemical hydrogen storage performances of the alloys. With the increase in the spinning rate from 0 to 30 m/s, the maximum discharge capacity increases from 30.3 to 135.5 mA·h/g for the Mg₂₀Ni₁₀ alloy, and from 197.2 to 406.5 mA·h/g for the Mg₁₈La₂Ni₁₀ alloy. The capacity retaining rate (S ₂₀) of the Mg₂₀Ni₁₀ alloy at the 20th cycle slightly falls from 36.7% to 27.1%, but it markedly mounts up from 37.3% to 78.3% for the Mg₁₈La₂Ni₁₀ alloy.     

不同放电深度下LaNi3.8Co0.6Mn0.3Al0.3合金的电化学行为研究

为了分析储氢合金放电过程中的电化学反应与动力学变化规律,采用电化学交流阻抗分析方法研究 La-Ni3.8Co0.6Mn0.3Al0.3合金电极在不同放电深度下的电化学行为.结果表明:随着放电深度的增加,电极表面活性氢覆盖面积S 及内部金属颗粒间接触电阻Rpp逐渐降低,即电极的导电性增加;此外,交换电流密度Io也随放电深度增加而增大,意味着电极表面反应速率加快,同时氢扩散系数 DH 明显降低;合金电极动力学在放电前期主要由电极表面反应速率控制,后期由电极中氢原子在合金颗粒内部的氢扩散系数控制.     

Influence of Temperature on Electrochemical Performances of Rare Earth Based Hydrogen Storage Material

1 IntroductionRare earth-based hydrogenstorage alloys ofAB5typehave beenthe most major electrode material for small-sizeNi/MHbatteries because of their high discharge capacity,superior highrate capability andfavorable ratio of pricetoperformance. But their electrochemical performances be-come worse when the alloys are applied to large-size Ni/MHbatteries of electric vehicles .Thisfact may be due tothe rising of temperature inside the large batteries causedbythe high electric current of char…     

退火处理对La-Mg-Ni-Co合金电化学性能的影响

为了改善La-Mg-Ni-Co系贮氢电极合金的综合电化学性能，研究了退火处理对La0.7Mg0.3(Ni0.85Co0.15)3.4相结构和电化学性能的影响.在1 073 ～1 223 K下退火9 h制得样品，并进行了XRD分析以及恒电流充放电、线性极化和恒电位阶跃3种电化学测试.结果表明，铸态和退火态合金均由具有PuNi3结构的主相及少量杂相组成.退火态合金相的成分和结构均匀性得到明显改善，并具有较低的吸氢体积膨胀率.退火处理使合金的最大放电容量有所提高，循环稳定性得到明显改善.退火态合金放电容量的提高与合金中主相丰度的增大密切相关.合金循环稳定性的改善主要归结于退火态合金具有较低的吸氢体积膨胀率和较好的合金成分均匀性.     

MoS2/硼掺杂石墨烯的电化学析氢和储锂性能

为了研发高效低成本的析氢反应(HER)电催化剂和高性能的电化学储锂电极材料,通过一步水热法制备MoS₂/硼掺杂石墨烯（MoS₂/BG）复合材料. 结果表明,少堆积MoS₂纳米片均匀地分散在硼掺杂石墨烯上,并具有较多的无序结构和扩大的层间距. 作为析氢反应电催化剂,MoS₂/BG复合材料表现出较高的电催化活性和较低的Tafel斜率（46.3 mV/dec）;作为电化学储锂电极材料,MoS₂/BG复合材料表现出优异的电化学储锂性能,可逆比容量为1 205 mA·h/g,并具有稳定的循环性能和显著增强的高倍率特性. MoS₂/BG复合材料电化学性能优异是由于硼掺杂改变石墨烯的电子性质和表面特性,以及无序结构较多的弱堆积MoS₂层均匀地分散在硼掺杂石墨烯表面,增加电催化析氢反应的活性位点和电化学储锂能力,降低电极反应的电子转移阻抗,增强电极反应的动力学性能.