添加CeO2对La2Mg17+200％Ni贮氢电极的电化学性能研究

研究了球磨时间及添加CeO2对La2Mg17+200％(质量分数)Ni复合合金相结构和电化学性能的影响.X射线衍射光谱法(XRD)结果表明,球磨100h后Ni峰完全消失,合金完全非晶化,而过长的球磨时间会导致合金小颗粒的团聚和再次结晶化.少量CeO2的添加有助于非晶结构的形成.电化学性能表征显示,随着球磨时间从80、100、120h时,复合合金放电比容量分别为326.9、352.1和352.6 mAh/g,添加CeO2后复合合金放电比容量再度提高到373.5、398.8和409.8mAh/g,均提高40mAh/g以上.但CeO2的加入对复合合金充放电循环稳定性的改善并不明显,结果表明:CeO2的加入,有效地降低了合金表面电化学反应阻抗,提高了贮氢合金的电催化活性,有助于提高放电容量.开路电位图也表明CeO2的加入不利于提高合金的抗腐蚀性能.     

纳米CuO原位包覆的Mg2NiH4的电化学性能

研究了纳米CuO球磨原位包覆对氢化燃烧合成(HCS)产物Mg2NiH4结构和电化学性能的影响.XRD分析表明:球磨过程中,纳米CuO被Mg2NiH4还原为Cu,包覆于合金表面,提出了球磨原位包覆机制.电化学测试表明:纳米CuO球磨原位包覆提高了镁基合金氢化物电极的抗腐蚀性能,随着CuO添加量的增加和球磨时间的延长,电极的循环稳定性提高,首次放电比容量降低.添加30％ CuO球磨40 h的电极,以30 mA/g的电流放电至-0.6V,首次比容量为146 mAh/g,第10次循环(30 mA/g放电至-0.6V,300 mA/g充电2 h)的容量保持率为48.6％.     

加镍球磨对氢化燃烧合成Mg_2NiH_4的影响

利用氢化燃烧合成法与机械球磨法复合制备镁基储氢电极合金,研究了加镍球磨对合金的影响.XRD结果表明:加镍球磨后,合金结构由晶态转变为非晶态.电化学测试结果表明:氢化燃烧合成产物加镍球磨后,电化学性能有所改善,如添加镍粉球磨后,合金电极的放电比容量为580.06 mAh/g,循环20次后为346.24 mAh/g,容量保持率约为60%.     

LaMg_(11)Zr+200%Ni+x%Zr合金的电化学性能

以La Mg11Zr为母体合金,采用机械合金化法制备了La Mg11Zr+200%Ni+x%Zr(x=0、5或10)系列合金。用XRD分析了Zr添加量(x)对非晶相形成的影响,并对电化学性能进行了测试。球磨20 h的合金都呈非晶态,Zr可促进非晶组织的形成。当x从0增加到10时,合金电极的最大放电比容量由576.2 mAh/g降低到399.7 mAh/g;但循环性能增强,第30次循环的容量保持率由53.02%增加88.92%;合金的动力学性能有所改善。     

氧化石墨烯改性LiFePO4正极材料的电化学性能

采用球磨法制备不同氧化石墨烯添加量的LiFePO₄/GO复合材料,研究氧化石墨烯添加量对LiFePO₄正极锂离子电池性能的影响。通过XRD、SEM、FTIR、XPS和相关的电化学方法研究了材料的物理和电化学性能。结果表明,球磨法制备LiFePO₄/GO复合材料不改变LiFePO₄的物性,与纯LiFePO₄相比,LiFePO₄/GO复合材料表现出更好的高倍率性能和循环稳定性。其中LiFePO₄与GO质量比为100∶1.25时,GO-1.25混合材料在0.5 C放电倍率下循环100次后显示出154.9 mAh/g的放电比容量,其容量保持率为98.7%。     

Sn-SnSb/石墨和Sn-SnSb/PAn复合材料的电化学性能

以柠檬酸钠为络合剂、NaBH4为还原剂,将Sn(Ⅱ)和Sb(Ⅲ)盐在水溶液中共还原制得Sn-SnSb合金.将该合金粉分别和石墨、聚苯胺(Pan)按质量比4:1经机械球磨形成Sn-SnSb/石墨、Sn-SnSb/Pan两种复合材料,并将它们作为锂离子蓄电池阳极材料进行电化学性能测试.结果表明,Sn-SnSb/石墨复合材料可逆比容量超过600 mAh/g,而Sn-SnSb/Pan复合材料的可逆比容量也达到542 mAh/g.Sn-SnSb/石墨复合材料的循环性能优于Sn-SnSb/Pan复合材料,同时这两种复合材料的循环性能均优于纯Sn-SnSb.     

球磨La_2Mg_(17)/M复合贮氢材料的性能

研究了球磨时间对La2Mg17+200%M(M=Cu、Ni)+1%CeO复合贮氢材料的影响.XRD和SEM分析表明:材料的非晶相随球磨时间的延长而增加.电化学测试显示:当球磨时间从10 h延长到40 h时,加Cu、Ni材料在30 h时分别有最大放电比容量134.0 mAh/g和934.3 mAh/g;材料的放电电压特性得到了改善;当球磨时间为10 h、30 h时,加Cu材料的高倍率放电性能(HRD)在400 mA/g时分别为59.3%、68.8%,加Ni材料的HRD分别为64.9%、81.0%.     

Fe基纳米晶软磁合金的制备与性能研究

采用单辊快淬法制备成分为Fe_(73.5)CulNb_3Si_(13.5)B_9与Fe_(71.9)Cu_1Nb_1V_2Si_(13.5)B_9N_(1.6)两种非晶合金带材,经540℃晶化退火热处理后得到Fe基纳米晶软磁合金带材。利用差热分析(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)分别研究非晶合金的晶化温度以及纳米晶软磁合金的表面形貌和磁性能。实验结果表明,添加N元素后非晶合金的晶化温度降低,经过同一温度退火后,纳米晶合金B(Fe_(71.9)Cu_1Nb_1V_2Si_(13.5)B9N_(1.6))的饱和磁感强度Bs为142.8 emu/g,比合金A(Fe_(73.5)Cu_lNb_3Si_(13.5)B_9)的饱和磁感强度(Bs=101.2 emu/g)提高了41%。     

反应球磨与脱氢-再结合制备的Sm_2Fe_(17)N_x永磁粉

采用机械球磨的方法使氢化后的Sm-Fe合金实现歧化,再利用脱氢-再结合和氮化反应两步热处理制备出Sm2Fe17Nx永磁粉。研究了球磨时间对颗粒形貌、歧化产物、再结合产物和磁性能的影响。结果表明,球磨促使Sm-Fe合金发生歧化,到40h时基本歧化完全,获得细晶结构,球磨到60h时发生氢原子的解析导致再结合反应进行;球磨歧化可减小歧化产物的尺寸,缩短脱氢-再结合反应时间;制备出的各向同性粘结磁体矫顽力达到1438.6kA/m。     

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。     

球磨La0.92Mg2.08Ni9合金的结构及性能研究

用差热分析仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜及电池综合性能测试仪研究了球磨La0.92Mg2.08Ni9样品的组织结构、形貌、热稳定性及贮氢性能等。结果表明：经400r／min球磨35～50h后,La0.91Mg2.08Ni9样品由非晶组成,颗粒形状为球形或近球形,颗粒尺寸为0．2～5μm。随着球磨时间的延长,非晶样品的热稳定性能增加,颗粒尺寸减小,电化学活化性能降低。经400r／min球磨35h的样品具有较好的室温贮氢性能,首次电化学充放电即达到最大的放电容量405mAh．g^-1。     

稀土基合金对CoB宽温区电化学性能的影响

CoB类非晶合金具有较高的可逆放电容量,是碱性二次电池的理想负极材料,但是其高低温电化学性能亟待改善。采用化学还原法和感应熔炼法分别制备CoB类非晶合金(以CoB表示)和稀土基La0.7Mg0.3Ni3.5合金(以LaMgNi表示),再利用机械球磨法将所制得的LaMgNi合金和CoB合金进行充分混合,获得CoB-LaMgNi复合合金,研究了稀土基LaMgNi合金的添加对CoB合金的宽温区电化学性能的影响机制。采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别对所制备的合金进行物相分析和表面形貌分析。合金电极的电化学性能利用恒电流充放电循环、恒电位阶跃放电、高倍率放电(HRD)、电化学交流阻抗(EIS)、线性极化(LP)、阳极极化(AP)等进行测试。实验结果表明,稀土基LaMgNi合金的添加可以显著改善CoB非晶合金的宽温区电化学充放电性能。     

球磨时间对LaNi5-CNTs复合材料的影响

采用机械合金化的方法制备了碳纳米管(CNTs)与LaNi5合金粉的复合贮氢材料,考察了球磨时间对复合材料微观结构及电化学性能的影响。球磨时间越长,CNTs断裂程度越高;球磨后,复合材料具有好的活化过程,并保持了相对较高的放电容量,1C放电容量为311 mAh/g(5%CNTs),3C放电容量为244 mAh/g(10%CNTs)。     

钠离子电池用SnSb合金/碳材料的性能

以SnSb为主体材料,中间相炭微球(MCMB)、酚醛树脂为碳源,将机械球磨法与有机碳源热裂解包覆法结合,合成钠离子电池负极用SnSb合金/碳复合材料SnSb/MCMB/C。通过XRD、SEM测试分析材料的物相结构与形貌,通过循环伏安、恒流充放电测试,分析材料的电化学性能。SnSb/MCMB/C复合结构缓解了纯SnSb的团聚和体积膨胀效应,增强了材料的循环稳定性和倍率性能。SnSb/MCMB/C以100 m A/g的电流在0.01~2.50 V充放电,首次放电比容量为590 m Ah/g,首次库仑效率为60%,第100次循环的放电比容量保持在322 m Ah/g。     

非晶纳米晶Fe89.5Zr2.7B6.5Ag0.3M1 (M=Zr、Co、Ta、 Ti、Cu、Nb)的结构与性能

用单辊外圆液态急冷法制备了Fe89.5Zr2.7B6.5Ag0.3M1(M=Zr、Co、Ta、Ti、Cu、Nb)非晶铸带,然后进行不同方式的晶化处理制备纳米晶合金。研究了非晶纳米晶Fe89.5Zr3.7B6.5Ag0.3的显微组织、相组成与晶化过程。探讨了添加元素M(M=Co、Ta、Ti等)与制备工艺对非晶纳米晶Fe89.5Zr3.7B6.5Ag0.3合金显微组织、晶化过程与性能的影响。结果表明:第二种金属元素M的加入,有利于合金显微组织结构的纳米晶化,提高该合金的饱和磁感应强度Bs和电阻率,增大脆性和耐腐蚀性能;退火 水冷能极大提高Co基合金样品的Bs,并能降低材料的剩磁比;另外对非晶态合金来说,低温长时退火也有利于晶粒细化。     

Ta取代对纳米复合NdFeB合金的影响机理研究

用熔体快淬法(meltspinning)制备了Nd9Fe86-xB5Tax(x=0,1,2,3)直接淬火纳米晶和部分非晶薄带,研究了过渡族元素Ta取代对纳米复合NdFeB/α-Fe合金组织和性能的影响。结果发现,对于直接淬火纳米晶合金,1%的Ta取代能提高材料的矫顽力和最大磁能积,Ta含量超过1%材料的综合磁性能反而降低。但是,Ta取代并没有起到细化晶粒的效果。为了解Ta取代的作用,研究了部分非晶合金的晶化行为。结果表明,Ta取代明显提高了Nd2Fe14B相的晶化温度,含Ta合金性能降低的主要原因可能是Ta推迟了硬磁相的晶化过程,导致了软磁相的过分长大。同理可解释部分非晶合金经热处理后磁性能远远低于优化的直接淬火纳米晶合金。     

球磨处理尖晶石相LiMn2O4的结构及性能

采用球磨促进固相合成法,在500℃合成具有纳米结构的尖晶石相LiMn2O4样品,对样品进行不同时间的球磨处理,并用XRD和FTIR对处理后的样品进行了物相与结构的表征和分析.结果表明,球磨处理使晶体颗粒细化的同时,还引起了晶体颗粒结晶度的降低,造成4.3～3.0V电压区间放电容量减少,而3.0～1.5V电压区间放电容量增大.当球磨处 理时间为80h时,尖晶石相LiMn2O4几乎完全非晶化,电化学循环结果表明材料的非晶化能有效地抑制Jahn-Teller效应.     

铌添加对（Nd0.4Pr0．6）9Fe76B15熔淬非晶合金晶化行为及矫顽力的影响

用熔淬法制备了(Nd0.4Pr0.6)9Fe76-xNbxB15(x=0,2,3,4)非晶合金薄带,然后在600～740℃进行退火晶化.用X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)研究了添加Nb对快淬(Nd0.4Pr0.6)9Fe76B15非晶合金晶化行为和矫顽力的影响,发现Nb的添加改变了(Nd0.4Pr0.6)9Fe76B15的晶化行为,并且极大地提高了合金的矫顽力.未添加Nb的(Nd0.4Pr0.6)9Fe76B15非晶合金晶化时,首先转变成(Nd,Pr)2Fe23B3亚稳相,在退火温度为640℃时,亚稳相开始分解为(Nd,Pr)2Fe14B和α-Fe两相组织,随着退火温度的进一步升高,合金中的(Nd,Pr)2Fe14B相开始减少,而室温非磁性相(Nd,Pr)1.1Fe4B4逐渐增多.添加Nb的(Nd0.4Pr0.6)9Fe72Nb4B15非晶合金晶化时,先从非晶基体中析出α-Fe相,随着温度的升高,剩余的非晶相继续晶化形成(Nd,Pr)2Fe14B和Fe3B相.这说明添加Nb可以避免亚稳相的形成,促进(Nd,Pr)2Fe14B硬磁相的生成,同时细化了晶粒,改善了材料的磁性能,使合金矫顽力从未添加Nb的397.3 kA/m提高到了添加4at% Nb时的1091.2 kA/m.     

添加Mg的非晶态LaMg11Zr+200%Ni合金的性能

采用机械合金化法制备LaMg11Zr+200%Ni+x%Mg(x=0、5和10)合金,研究了镁含量x对产物结构和电化学性能的影响。球磨20 h后,LaMg11Zr+200%Ni+x%Mg合金呈非晶态,颗粒随x的增加而细化。LaMg11Zr+200%Ni+x%Mg合金电极的活化性能较好,最大放电容量随着x的增加而增大,但循环稳定性降低。当x=10时,以50 mA/g的电流放电至截止电位-0.6 V,合金电极的最大放电比容量为994.8 mAh/g,第30次循环的容量保持率为26.0%。合金电极的高倍率放电性能随着放电电流的增大而减弱,随着x的增加而增强。     

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。