Ni-B-C对La_(0.94)Mg_(0.06)Ni_(3.49)Co_(0.73)Mn_(0.12)Al_(0.20)储氢合金电化学性能的影响

为提高新型AB_3型储氢合金La_(0.94)Mg_(0.06)Ni_(3.49)Co_(0.73)Mn_(0.12)Al_(0.20)的电化学性能,将球磨法制备的Ni-B-C粉末按不同质量分数添加到合金中。采用X射线粉末衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析合金的相结构和表面形貌。结果表明,添加Ni-B-C粉末后,合金相结构没有变化,仍由LaNi_5相和La_2Ni_7相2个相组成,但合金表面出现了细小颗粒。添加Ni-B-C粉末后,合金电极的最大放电容量和放电容量保持率均提高。当添加质量分数为10%的Ni-B-C粉末后,电极的最大放电容量从346 mAh/g增加到363 mAh/g,50个循环后的放电容量保持率从70%提高到77%,交换电流密度I0与极限电流密度IL分别为106和987 mA/g。动电位极化测试表明,电极的抗腐蚀能力也有所增强。综上,Ni-B-C可以提高AB_3型储氢合金的综合电化学性能。     

Mm_(0.3)Ml_(0.7)Ni_(3.55)Co_(0.75)Mn_(0.4)Al_(0.3)/x wt%Ni储氢合金电极电化学性能研究

采用不同的负极片制作方法制备了储氢Mm_(0.3)Ml_(0.7)Ni_(3.55)Co_(0.75)Mn_(0.4)Al_(0.3)合金电极,在夹片式三电极系统中,利用电化学性能测试方法对电极的活化性能、放电容量、高倍率放电能力等进行了测试。结果表明,采用干法时电极的5个平行样的放电容量均高于湿法且活化快,电极中羟基镍粉能有效降低活化次数;电极在所设计的成分范围内,随着电极中羟基镍粉含量的增加,电极的最大放电容量呈现上升趋势,对应成分电极的放电容量处于300~344 mAh/g,比湿法的容量增加3.8%~19.0%;添加不同质量分数的羟基Ni粉,能够有效的提高合金电极在不同大电流下高倍率放电能力;Mm_(0.3)Ml_(0.7)Ni_(3.55)Co_(0.75)Mn_(0.4)Al_(0.3)/200 wt%Ni电极的放电特性最好。     

球磨法制备Mg_2Ni-xMLNi_(3.8)Co_(0.75)Mn_(0.4)Al_(0.2)储氢合金的电化学性能研究

研究了球磨方法制备的Mg_2Ni-xMLNi_(3.8)Co_(0.75)Mn_(0.4)Al_(0.2)(x=0,10,20,30)复合型镁基储氢合金的电化学性能。结果表明,相比原始Mg_2Ni合金,添加球磨制备的MLNi_(3.8)Co_(0.75)Mn_(0.4)Al_(0.2)复合型镁基储氢合金的循环放电性能和电化学催化活性都得到改善,其中以Mg_2Ni-30wt%MLNi_(3.8)Co_(0.75)Mn_(0.4)Al_(0.2)复合型镁基储氢合金的电化学性能改善效果最佳。     

石墨烯对La_(0.94)Mg_(0.06)Ni_(3.49)Co_(0.73)Mn_(0.12)Al_(0.20)储氢合金电化学性能的影响

为了提高La_(0.94)Mg_(0.06)Ni_(3.49)Co_(0.73)Mn_(0.12)Al_(0.20)储氢合金的电化学性能,利用石墨烯与储氢合金研磨混合来对其进行表面改性处理。采用X射线粉末衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析合金的相结构和表面形貌。结果表明:添加石墨烯后合金的相结构并没有发生改变,石墨烯包覆在了合金的表面,增大了合金的比表面积,提高了合金的电化学性能。当添加质量分数为5%的石墨烯时,电极的最大放电容量可达到380.6mAh/g,容量保持率S50从69.5%提高到71.1%。添加石墨烯后,交换电流密度、极限电流密度和腐蚀电位均变大、电化学反应阻抗降低,说明电极的动力学性能得到改善。     

淬火处理对La_(15)Fe_(22)Ni_(55)Mn_5B_3储氢合金结构和电化学性能的影响

为了改善La-Fe-B系储氢电极合金的电化学性能,对熔炼-快淬工艺制备的La_(15)Fe_(22)Ni_(55)Mn_5B_3储氢合金在一定温度(1 173K,1 373K)下保温后,在水中进行淬火处理。采用XRD,SEM,EDS及电化学方法研究了不同温度下淬火对合金结构和性能的影响。结果表明:淬火处理对合金的相组成有明显影响,放氢P-C-T平台压降低,合金电极的活化能力提高,最大放电容量增加,高倍率放电能力(HRD)得到改善,循环稳定性略有降低。     

球磨制备Ti_(0.8)Zr_(0.2)V_(2.7)Mn_(0.5)Cr_(0.7)Ni_(1.75)-15wt%A_2B_7复合储氢材料及其电化学性能研究

采用球磨和表面改性方法制备了复合储氢材料Ti0.8Zr0.2V2.7Mn0.5Cr0.7Ni1.75-15wt%La1.5Mg0.5Ni6.7Al0.3。研究和分析表明,钒基Ti0.8Zr0.2V2.7Mn0.5Cr0.7Ni1.7铸态合金由bcc结构固溶体相和六方晶系C14型Laves相构成三维网状组织,球磨改性后钒基合金与La1.5Mg0.5Ni6.7Al0.3之间并未发生合金化反应。电化学性能研究表明,经球磨改性后复合材料Ti0.8Zr0.2V2.7Mn0.5Cr0.7Ni1.75-15wt%La1.5Mg0.5Ni6.7Al0.3能明显增加合金的电极放电容量。铸态钒基合金和球磨复合材料均具有良好的电化学循环稳定性,其中球磨1h后电极最大放电容量为300.1mA/g,经100次循环后的电化学容量保持率为97.2%,球磨5h后试样的循环稳定性高达99%。     

高振实密度球形LiNi_(0.5)Co_(0.3)Mn_(0.2)O_2粉末的合成及性能

以共沉淀法制备的球形Ni_(0.5)Co_(0.3)Mn_(0.2)CO_3粉末为前驱体,按一定的比例将碳酸锂与前驱体混合,然后采用高温固相法合成高振实密度球形LiNi_(0.5)Co_(0.3)Mn_(0.2)O_2正极材料.该材料的振实密度达到2.60 g/cm~3,与商品化LiCoO_2的密度相当.SEM分析表明, LiNi_(0.5)Co_(0.3)Mn_(0.2)O_2正极材料与前驱体形貌有良好的继承性,均为理想的球形.XRD物相分析表明,在不同合成温度下的Li Ni_(0.5)Co_(0.3) Mn_(0.2)O_2产物均为具有α-NaFeO_2层状结构的纯相物质,在较高合成温度下所得材料的结晶度较高.电化学性能研究表明,在2.7～4.3 V的电压范围内,电池的放电比容量在0.2C倍率下为168.1 mA-h/g,在1C倍率下为157.6 mA-h/g;经50次循环后,两种放电条件下的电池容量保持率分别为95.1%和97.2%,显示出良好的电化学性能.     

AB3型LaMg2Ni9-x-y-zCoxMnyCuz储氢合金的制备及电化学性能研究

根据正交试验方案,采用共沉淀还原扩散法制备LaMg2Ni9-x-y-zCoxMnyCuz(x=1.8,2.1,2.4,2.7,3.0;y=2.1,2.4,2.7,3.0,3.3;z=0.3,0.6,0.9,1.2,1.5)系列AB3型稀土基储氢合金,研究该系列合金的放电容量和循环稳定性,并用X射线衍射对产物的结构进行微观分析。结果表明:3元素同时替代时合金的放电容量均高于单元素替代时合金的放电容量,但循环稳定性有所下降。合金结构分析表明,合金主相为La4Co3相。该系列合金中LaMg2Ni2.7Co2.1Mn2.7Cu1.5合金电极表现出的综合电化学性能较优。     

尖晶石/层状异质结构xLiM_2O_4?(1-x)LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2锂离子电池正极材料的制备及电化学性能

采用原位诱导法制备得到了一系列x Li M_2O_4?(1-x)Li Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2(M=Ni,Co,Mn;x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)尖晶石/层状异质结构复合材料。借助X射线衍射、扫描电镜、差示扫描量热仪、恒电流间歇滴定技术和恒电流充放电测试表征手段对材料的晶体结构、微观形貌和电化学性能进行了研究。电化学性能结果表明:x=0.2材料的倍率性能和循环性能最佳,在2.7~4.3 V、1C下循环100次后,放电比容量为137 m A?h/g,容量保持率为93%;10C时的放电比容量为112 m A?h/g,相比于原始Li Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2材料在10C的放电比容量(95 m A?h/g)有较大提高。此外,快充慢放能力测试也证实了该材料的结构稳定,其在5C充、1C放的充放电机制下,循环100次后的放电比容量还能高达120 m A?h/g,容量保持率为87%。恒电流间歇滴定技术(GITT)的结果表明。x=0.2材料的D_(Li+)值比原始Li Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2材料的要高出一个数量级,说明尖晶石相的引入从根本上改善了材料的电化学性能。     

复合储氢合金Mg_(1.8)Zr_(0.2)Ni-(1.2–X)Ni-XMgTi_3的结构和电化学性能

为改善Mg_2Ni储氢合金的电化学性能,采用机械合金化法(mechanical alloying,MA),分别制备出改性合金Mg_(1.8)ZrNi以及MgTi_3,按一定比例和Ni混合球磨,制备出纳米晶或非晶化的Mg_(1.8)Zr_(0.2)Ni-(1.2–X)Ni-XMgTi_3(X=0.0~0.8)复合储氢合金。结果表明,经部分取代改性和包覆修饰后的复合储氢合金,其表面和内部形成较多的纳米级褶皱、空隙和多相结构缺陷。随着MgTi_3含量增加(X=0.0~0.5),Mg_(1.8)Zr_(0.2)Ni-(1.2–X)Ni-XMgTi_3复合储氢合金初始放电比容量也逐渐增加,当MgTi_3含量为X=0.5时,合金初始放电比容量为973.3 m Ah·g~(-1)。但MgTi_3含量X0.5时,其初始放电比容量又有所下降。研究表明,添加MgTi_3却不利于复合储氢合金的循环稳定性和高倍率放电性能。通过对Mg_(1.8)Zr_(0.2)Ni-(1.2–X)Ni-XMgTi_3复合储氢合金进行线性极化、阳极极化和交流阻抗测试,进一步研究了系列合金电极的表面电化学反应、电荷转移过程、氢在合金中的扩散情况以及它们的电化学性能。     

化学镀镍对A2B7型贮氢合金电极电化学性能的影响

本文对气态粉化后A2B7型贮氢合金La0.75Mg0.25Ni3.44Al0.06进行化学镀不同厚度Ni包覆处理.通过SEM观察,结果表明,包覆处理后镀层镍为球形颗粒且均匀弥散于合金表面.电化学测试结果表明,表面包覆镍处理的A2B7型合金电极放电容量有所降低,而循环稳定性有所提高.线性极化扫描和电化学阻抗谱等分析结果表明,表面包覆Ni处理后增大了合金电极的交换电流密度(I0),减小了电化学阻抗,改善了合金电极的动力学性能.     

球磨包覆镍对A2B7型合金电极电化学性能影响的研究

为进一步改善A2B7型贮氢合金电极的电化学性能,以La0.75Mg0.25Ni3.44Al0.06为研究对象,用未包覆合金粉末和球磨包覆镍处理不同时间的合金粉末制备合金电极,研究了合金电极的电化学性能和动力学性能.结果表明:合金粉末经球磨包覆镍处理后制得的合金电极,其活化性能及循环稳定性有所提高;球磨包覆镍处理可提高合金电极的交换电流密度J0,改善其电催化活性,降低电化学阻抗,加快电荷迁移速率,从而提高合金电极的高倍率放电能力.     

La替代Mg对Mg2Ni型合金电化学贮氢性能的影响

用快淬工艺制备了纳米晶和非晶Mg2Ni型Mg2 -xLaxNi (x=0,0.2,0.4,0.6)贮氢电极合金,获得长度连续,厚度约为30μm,宽度约为25 mm的薄带.用XRD、SEM和HRTEM分析了快淬合金薄带的微观结构,测试了合金薄带的电化学性能及电化学交流阻抗谱(EIS).快淬无La合金具有典型的纳米晶结构,...     

RE-Mg-Ni系储氢电极合金“电化学相图”的构建

将相图计算和RE-Mg-Ni(RE=Nd,Ce,Y)系储氢电极合金的最大放电容量测试相结合,然后通过矩阵运算的方式构建了合金"电化学相图",提出了一种储氢电极合金设计的新方法,可快速定位高放电容量区域,为储氢电极合金设计提供指导,缩短研发周期。结果表明,Nd-Mg-Ni体系具有较高的最大放电容量,Y-Mg-Ni体系次之,其中NdMgNi4合金的最大放电容量为271.06 mAh·g~(-1)。     

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%。     

Effects of Ca-substitution and surface treatment on electrochemical performances of Ml1.0- xCax Ni4.0Co0.6Al0.4 hydrogen storage alloy electrodes

１　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＮｉｃｋｅｌｍｅｔａｌｈｙｄｒｉｄｅ（Ｎｉ／ＭＨ）ｂａｔｔｅｒｉｅｓｈａｖｅａｔｔｒａｃｔｅｄｍｕｃｈａｔｔｅｎｔｉｏｎｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｙｈａｖｅｈｉｇｈｅｒｅｎｅｒｇｙｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌａｄｖａｎｔａｇｅｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈＮｉ／Ｃｄｂａｔｔｅｒｉｅｓ．ＭａｎｙｍｕｌｔｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔＡＢ５ｔｙｐｅｈｙｄｒｏｇｅｎｓｔｏｒａｇｅａｌｌｏｙｓｈａｖｅｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｏｉｍｐｒｏｖｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆ…     

Electrochemical performances of hydrogen storage alloys treated using a new milling technique

A new self-made additive of amidocyanogen-acetic salt was used in wet bail-grind technique (WBGT) for preparing hydrogen storage alloys, and the effect on the electrochemical performance of the alloy electrode was investigated in detail. It was found that the prepared electrode had perfect electrochemical performances, such as rapid activation, high capability, high-rate discharge (HRD) ability, and good stability. The first discharge capacitance at 0.2 C (throughout this study, n C rate means that the rated capacity of a hydrogen storage alloy (full capacity) is charged or discharged completely in 1/n h) reached 278mAh.g-1 and the discharge capacitance reached the maximum of 322mAh·g-1 only after two charge-discharge cycles. For the dry method, wet method, and WBGT, the high rate discharge (HRD) values (C5C/C0.2C ratio) were approximately 0.59, 0.76, and 0.83, respectively. The stable discharge capacity at 3 C increased from 275mAh·g-1 (dry method) to 295mAh·g-1 (WBGT).     

Effects of sintering on composite metal hydride alloy of Mg2Ni and TiNi synthesized by mechanical alloying

As-milled composite metal hydrides composed of Mg₂Ni and TiNi phases were cold-pressed under a pressure of 490 MPa and sintered for 1 h at 5×10⁻⁶ Torr and 300 °C. Electrochemical characteristics of the sintered composite metal hydride electrode were investigated. The maximum discharge capacity of the sintered composite alloy electrode was 125 mAh/g at a discharge current density of 100 mA/g. This value was similar to that of the as-milled one before sintering. However, the sintered electrode retained 80% of the maximum discharge capacity after 150 cycles, while the as-milled electrode retained only 55%. This is because after the sintering process an interface between Mg₂Ni and TiNi plays a role similar to a diffusion layer of hydrogen. In the sintered composite electrode, when a discharging step proceeds, hydrogen absorbed in a Mg₂Ni particle can move into a TiNi phase through the bonded-interface between Mg₂Ni and TiNi, then discharges at the interface between TiNi and the electrolyte. Also, the electrochemical impedance spectroscopy (EIS) tests showed that the composite alloy electrodes had a lower charge-transfer resistance and a higher hydrogen diffusion coefficient than those in single-phase Mg₂Ni. This indicates that TiNi particles in the composite are the active sites for redox reaction of hydrogen and the pathway for the diffusion of hydrogen