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。     

硼替代铝对AB5型贮氢合金的影响

研究了用B替代Al对AB5型贮氢合金相结构和电化学性能的影响。对MlNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3-xBx(x=0,0.1,0.2,0.3)合金的研究结果表明:掺硼贮氢合金出现了CeCo4B第二相,电化学容量下降;随B含量的增加贮氢合金氢扩散系数明显上升,极化电阻减小,合金的高倍率放电性能和低温放电性能得到明显的改善。     

添加Co3O4的AB5型贮氢合金的电化学性能

用恒流充放电、循环伏安、线性极化及交流阻抗等方法,研究了Co3O4对AB5型贮氢合金电极电化学性能的影响。掺杂电极更容易活化,在电压1.15 V处出现二次放电平台,与空白电极相比,添加5%与10%Co3O4电极的0.2C最大放电比容量分别提高21.2 mAh/g和36.0 mAh/g;掺杂电极的循环稳定性较好,添加5%与10%Co3O4电极第100次循环的容量保持率分别为95.73%和97.37%。电化学性能提高是因为部分Co3O4在碱性电解液中发生Co-Co(OH)2可逆氧化还原。Co3O4提高了电极表面的催化活性,降低了电荷转移电阻;适量添加Co3O4,有利于提高合金电极的大电流放电能力。     

CNTs含量对AB5型贮氢合金性能的影响

采用机械球磨法制备出不同碳纳米管(CNTs)含量的AB5型贮氢合金.研究了CNTs含量对贮氢合金的微观结构及电化学性能的影响.结果发现:CNTs的加入改善了贮氢合金的性能.含15%CNTs的贮氢合金的首次放电比容量达到了311 mAh/g,比AB5合金提高了21%;200次循环后,放电比容量仍有280 mAh/g.     

AB5型贮氢合金研究进展

分别从AB5型贮氢合金的种类、结构和吸放氢原理,叙述了AB5型贮氢合金的特点和性能;综述AB5型贮氢合金取代元素研究的进展;从冷却速度、退火处理、合金粉碎工艺、机构合金化法等方面分析了影响合金粉性能的各方面因素;详细讨论了表面包覆、表面还原处理和氟化处理、热碱处理、酸性处理等改善合金粉性能的各种方法;并就在合金粉或电极中添加导电剂、表面活性剂或其它添加剂对提高电极性能的作用加以详细的论述。经过改进,AB5型合金贮氢量从250mAh/g提高到325mAh/g,电池容量从1．0Ah提高到1．5Ah。     

La0.7Mg0.3Ni2.5+xCo0.5贮氢合金的性能研究

用熔炼法制备了La0.7Mg0.3Ni2.5 xCo0.5(x=0,0.1,0.2,0.3)贮氢合金.采用X射线衍射和三电极测试体系研究了合金的相结构、贮氢性能和电化学性能.结果表明:该系列合金均由(La,Mg)Ni3相、LaNi5相及少量杂质相组成;合金的贮氢容量随x值的增大而增加,当x=0.3时,贮氢容量达到1.42%,合金的最大放电容量可达377.5 mAh/g.该系列合金的活化性能较好(活化次数均为1次).随着x值的增加,合金的平台性能和稳定性能减弱.     

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%.     

La替代Mm对无钴AB5型贮氢合金性能的影响

用铸造及快淬工艺制备了无钴AB5型LaxMm1-x(NiMnSiAlFe)4.9(x=0、0.45、0.75和1.00)贮氢合金,研究了La替代量x对合金性能的影响。La替代Mm,可以提高合金的放电容量,当x从0增加到1.00时,铸态合金以60 mA/g恒流充放电的容量从273.5 mAh/g增加到304.5 mAh/g,10 m/s淬速快淬态合金的容量从236.8 mAh/g增加到300.3 mAh/g。La替代Mm,对铸态合金的循环寿命没有显著影响,但使快淬态合金的循环寿命下降。     

贮氢合金粉末粒度对其电化学性能的影响

研究考察了粉末粒度对贮氢合金Ml(Ni3 75Co0 60 Mn0 40 Al0 2 5)电极电化学性能的影响。结果表明 :在不同粒度范围内 ,合金粉的平均粒径越大 ,其 0 2C、1C及 2C放电容量越高 ,达到最高容量的活化次数越少。对于混合合金粉 ,3 7μm以下贮氢合金粉的质量含量为 10 %时 ,其 0 2C、1C及 2C放电容量达到最高值 ,但其达到最高容量的活化次数随着混合合金粉中 3 7μm以下贮氢合金粉的含量的增大而增多。     

贮氢合金高倍率放电性能的研究

利用正交实验研究了贮氢合金的组成及各元素的含量对高倍率放电性能的影响,得出最佳配比为La0.71Ce0.1Pr0.09Nd0.1Ni4.4Co0.2Mn0.2Al0.2.随着La含量在一定范围内的增加或者Co和Al含量的减少,合金高倍率放电能力会得到改善,Mn含量在一定范围内变化对高倍率放电性能的影响不大.研究了粒度对高倍率放电性能的影响,粒度为200～300目最佳.     

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。     

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。     

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。     

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%.     

加镝对低Co贮氢合金电化学性能的影响

在AB5型贮氢合金MlNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3成分的基础上,采用合金B侧Cu、Fe、Zn和Cr替代Co,A侧加入稀土元素镝(Dy)的方法制备低Co贮氢合金,测试了合金的电化学性能。随Dy的加入,合金的活化次数由4次上升到15次,最大放电容量由303.1 mAh/g降至271.7 mAh/g,但循环寿命提高。     

球磨镁基贮氢合金的研究

在空气中用机械合金化制备了Mg2Ni贮氢合金,并用XRD、SEM、TEM和充放电测试等研究了合金的组成、结构和电化学性能。在非真空和没有保护气的条件下球磨,得到的Mg2Ni贮氢合金具有良好的活化性能及较高的贮氢容量。随着球磨时间的增加,容量也相应增加,当球磨30 h时,合金容量可达482.75 mAh/g,但在碱液中的氧化、腐蚀,使其容量衰退很快,循环稳定性不理想。