La-Mg-Ni系贮氢合金的性能研究

对La-Mg-Ni系(PuNi3型)La0.7Mg0.3Ni2.55-xCo0.45Cux(x=0,0.2)贮氢合金进行了快淬处理,研究了快淬工艺对合金结构及电化学性能的影响。结果表明:合金主要由(La,Mg)Ni3相、LaNi5相以及少量的LaNi2相组成,各相的量与淬速有关。当x=0.2时,淬速从0 m/s增加到30 m/s,合金的放电容量从390 mAh/g下降到350 mAh/g,循环寿命从82次提高到116次,但快淬工艺对La-Mg-Ni系贮氢合金循环寿命的提高非常有限。     

La0.75Mg0.25Ni3.1-xCo0.4Alx合金的微观结构及性能

通过铸造工艺制备La0.75Mg0.25Ni3.1-xCo0.4Alx(x=0、0.05、0.10、0.15和0.20)贮氢合金,并对x=0.10的合金进行退火处理。分析了Al替代量x和退火温度对合金的影响。合金均含有(La,Mg)Ni3相(PuNi3结构)、LaNi5相和一定量的LaNi2相。铸态合金中LaNi5相的量由x=0时的14.28%增至x=0.20时的24.07%。Al的替代提高了合金的循环稳定性,但比容量由x=0时的398.7mAh/g降至x=0.20时的350.1mAh/g。合金均有优良的活化性能。在900℃下的退火处理,使合金的容量和循环稳定性得到提高。     

快淬工艺对Mg2-xLaxNi（x=0～0.6）合金电化学贮氢性能的影响

为了改善Mg2Ni型合金的电化学贮氢性能,用La部分替代Mg,并用铸造及快淬工艺制备了Mg2-xLaxNi(x=0、0.2、0.4、0.6)贮氢合金。用XRD、SEM、HRTEM分析了铸态及快淬态合金的微观结构,用程控电池测试仪测试了合金的电化学贮氢性能,研究了快淬工艺对合金结构及电化学性能的影响。结果发现,La替代Mg明显地改变Mg2Ni型合金的相组成。当x≤0.2时,La替代Mg不改变合金的主相Mg2Ni,但出现少量的LaMg3及La2Mg17相;当La替代量x≥0.4时,合金的主相改变为(La,Mg)Ni3+LaMg3相。La替代Mg提高了Mg2Ni合金的非晶形成能力,快淬态合金均具有明显的纳米晶/非晶结构。快淬对合金电化学性能的影响与合金的成分相关,快淬显著地提高了Mg1.8La0.2Ni合金的电化学贮氢性能,但对于Mg1.4La0.6Ni合金,快淬导致了完全相反的结果,这主要与La替代使合金的主相发生改变相关。     

La_(0.75-x)Pr_xMg_(0.25)Ni_(2.9)Co_(0.4)Al_(0.2)(x=0-0.4)电极合金的微观结构及电化学性能

为了提高La-Mg-Ni系(PuNi3)型贮氢合金的电化学循环稳定性,用Pr部分替代La,用铸造和快淬工艺制备了La0.75-xPrxMg0.25Ni2.9Co0.4Al0.2(x=0～0.4)贮氢合金。分析测试了铸态及快淬态合金的电化学性能和微观结构、铸态合金的交流阻抗谱,研究了Pr替代对铸态及快淬态合金微观结构及电化学性能的影响。结果表明,铸态及快淬态合金具有多相结构,包括(La,Mg)Ni3相(PuNi3结构),LaNi5相和一定量的LaNi2相。随Pr含量的增加,铸态及快淬态合金中LaNi5相略有增加。Pr的替代提高了铸态及快淬态合金的循环稳定性,但使合金的容量有所下降。铸态及快淬态合金均有优良的活化性能。合金的循环寿命随淬速的增加而增加。     

Cu对低钴贮氢合金动力学性能的影响

研究了cu含量(x)对低钴贮氢合金M1Ni4.0-xCo0.4Mn0.3Al0.3Cux(x=0、0.1、O.2、0.3和0.4)动力学性能的影响.随着x的增大,合金电极的放电比容量和高倍率放电能力减小.随着x从0增加到0.4,合金电极的活化次数从2次增加到13次;电荷转移电阻从0.40 Ω增加到0.94 Ω;交换电流从293.1 mA/g减少到214.0 mA/g;极限电流由3 071.6 mA/g降低到992.0 mA/g.电位阶跃结果显示,随着x的增加,合金电极内部的氢扩散系数降低.     

La0.8Mg0.2(Ni27Co0.6Al0.1Mn0.1)x贮氢合金的节能分析

以La0.8Mg0.2(Ni27Co0.6Al0.1Mn0.1)x(X=0.9、0.95、1.00、1.05、1.10)贮氢合金为研究对象.采用电化学测试技术,揭示合金的成分与电化学性能的关系.在所研究的合金中,以X=1.00时合金的综合性能较好,其最大放电容量为357mAh/g,活化次数为2次,在1200mA/g放电...     

铸态及快淬态La2 Mg(Ni0.85Co0.15)9B0.1贮氢合金

铸态及快淬态La2Mg(Ni0.85Co0.15)9B0.1贮氢合金主要由(La,Mg)Ni3相(PuNi3型结构)、LaNi5相及少量LaNi2相组成,铸态合金还含有微量的Ni2B相.用高于15 m/s的淬速快淬后,Ni2B相几乎消失,各相的含量与快淬淬速有关.与铸态合金相比,快淬态合金放电平台电压降低,但随着淬速提高,放电容量、放电平台电压都存在一个最大值;快淬使合金的循环寿命有不同程度的提高.铸态和快淬态合金均具有良好的活化性能.     

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。     

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。     

微量Mg替代La对低钴快淬AB5贮氢合金性能的影响

用单辊快淬法制备了La0.62-xCe0.27Pr0.03Nd0.08Mgx(Ni0.81Co0.06Mn0.07Al0.06)5.2贮氢合金,采用X射线衍射光谱法(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、夹片式模拟开口电池测试体系研究了合金的相结构及电化学性能。XRD分析表明,微量Mg(x=0.03)替代La后,合金主相仍为CaCu5型六方结构,同时出现了极微量的A2B7型第二相;使合金的结晶度有所提高,主相晶胞体积V从0.08807nm3降低到0.08792nm3,c/a轴比从0.8082增加到0.8112。电化学性能测试显示,Mg替代La后合金的最大放电容量从329.4m Ah/g(x=0.00)依次降低到313.2m Ah/g(x=0.03),而循环寿命从146周期(x=0.00)明显增加到245周期(x=0.03),主要缘于晶胞c/a轴比增大使吸氢体积膨胀减小进而合金抗粉化能力提高、结晶度提高使合金抗腐蚀能力提高,以及相对较小的贮氢量引起小的晶胞体积膨胀使合金粉化驱动力减小。     

车用金属氢化物-镍电池负极材料的性能

通过粉末烧结法制备不同前驱体LaNi5/LaMgNi4物质的量比(x)的车用金属氢化物-镍电池用La-Mg-Ni储氢合金,研究x对合金物相组成、显微组织和电化学性能的影响.储氢合金在x=0.75和0.95时,由(La,Mg)5Ni19和(La,Mg)2Ni7相组成;x=1.20时,为(La,Mg)5Ni19单相;x=1...     

La-Mg-Ni型复合物合金的相结构及电化学储氢性能研究

用机械球磨法合成了新型的复合物合金La0.7Mg0.3Ni3.4(MnAl2)0.1—x wt.%Ti0.17Zr0.08V0.35Cr0.1Ni0.3(x=5–50)。XRD分析结果表明,所有的合金化合物除了主相(LaMg)Ni3和LaNi5以外,当x=30,50时,合金中出现了BCC相和C14 Laves相。复合物合金的最大放电容量随着x的增加有所降低,随着Ti0.17Zr0.08V0.35Cr0.1Ni0.3添加量的增加,复合物合金的循环稳定性有了极大的提高。此外还系统的研究了高倍率放电(HRD)随着Ti0.17Zr0.08V0.35Cr0.1Ni0.3添加量的增加的变化。     

石墨包覆对含Ti、Zr镁基合金性能的影响

用机械合金化法成功地合成了Mg0.9Ti0.1-x Zrx Ni(x =0.00,0.02,0.04,0.06)合金,研究了Zr和Ti的添加对Mg50Ni50型镁基合金电极容量和循环寿命的影响。同时,探索了用球磨法对四元非晶合金Mg0.9Ti0.06Zr0.04Ni进行石墨包覆的工艺及其对合金电极循环寿命和放电容量的影响。结果表明,在此系列合金中,石墨对Mg0.9Ti0.06Zr0.04Ni合金的包覆使合金电极容量和循环寿命都有所提高。同时对包覆石墨前后的合金进行了电子扫描电镜(SEM)和合金表面元素组成分布(EDAX)测试,来进一步研究石墨包覆对提高镁基合金抗腐蚀性能的作用机理。     

La1-xPrxNi4.2Mn0.3Al0.3Cu0.15Fe0.05电化学性能储氢合金结构及

为改善无钴AB,储氢合金La1-xPrxNi4.2Mn0.3Al0.3Cu0.15Fe0.05的循环性能,采用XRD、SEM等分析方法以及恒电流充放电等电化学测试技术,研究了系列La1-xPrxNi4.2Mn0.3Al0.3Cu0.15Fe0.05（x=0-0．3）合金的结构和电化学储氢性能。结果表明：制备的合金为单一的CaCu,结构,随着Pr替代La含量的增加,晶胞的口轴、C轴和晶胞体积均逐渐减小,c／a值逐渐增大。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高倍率放电性能得到明显改善。100个循环后的容量保持率S100分别为47．28％（x=0）、48．22％（乒0．1）、50．79％（x=0．2）和54．47％（x=0.3）。在放电电流为1800mA／g的条件下,合金电极的高倍率性能45．13％（x=0）升高到56．19％（x=0．3）。合金电极的交换电流密度厶随Pr含量的增加而逐渐增大,而合金电极的氢扩散系数DH没有明显变化。     

Mg_（70）（Ni_3La）_（30）合金制备方法及储氢性能研究

为了研究制备方法对Mg70（Ni3La）30合金相结构和储氢性能的影响,分别采用熔铸法（自然冷却法）、浇铸法及快淬法制备了Mg70（Ni3La）30合金,发现随着冷却速率的增大,结晶相逐渐向低温转变,并且快淬法制备的Mg70（Ni3La）30合金为非晶合金。对该非晶合金进行退火处理后发现,在300℃时非晶相转变为Mg2Ni和La2Mg17晶体相,且晶化后的颗粒非常细小。通过PCT（合金吸放氢）曲线发现,快淬法制备的Mg70（Ni3La）30合金的储氢性能最好,浇注法次之,熔铸法最差。这与非晶合金晶化后的微观结构及高的储氢相有关。     

Mg-Ti-Mn-Ni基非晶贮氢合金的电化学性能研究

所有贮氢合金全部采用机械合金化方法制备。研究包括两方面内容:第一,研究了Al、Cu、V、Zr等4种元素部分替代四元Mg45Ti5Mn5Ni45合金中的Mn之后,对合金电化学性能的影响,电化学性能测试结果表明:Al、Cu、V、Zr对Mn部分替代后所形成的五元合金,与四元Mg45Ti5Mn5Ni45合金相比较,最大放电容量、循环稳定性都有大幅度提高,其中Mg45Ti5Mn2.5Al2.5Ni45合金的综合性能最佳;第二,研究了不同的球磨工艺对Mg45Ti5Mn2.5Al2.5Ni45合金电化学性能的影响,研究表明:球磨时间、球磨产物的相结构是决定合金电化学性能的两个关键因素。