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文檔簡介
1、本文利用真空電弧熔煉法制備了AB5型LaNi4.1-xCo0.6Mn0.3Mx(M=Al,Cu,0≤x≤0.45)貯氫合金,采用XRD、SEM和EDS等材料表征手段研究了系列合金的組織結(jié)構(gòu)變化規(guī)律,采用模擬電池法測試了合金負極在寬溫范圍內(nèi)的綜合電化學(xué)性能。運用交流阻抗測試技術(shù)對合金電極電化學(xué)行為進行了研究,并結(jié)合線性掃描和恒電位階躍研究了不同溫度下Cu和Al替代Ni對合金的動力學(xué)影響,以期開發(fā)出寬溫性能良好MH/Ni電池負極材料。
2、> LaNi3.8Co0.6Mn0.3Al0.3合金電極不同放電深度條件下交流阻抗圖譜分析表明,等效電路模型R(QR)(Q(RQ))能夠有效的解釋合金電極的放電過程中的電化學(xué)行為。電極的表面反應(yīng)及合金內(nèi)部的氫擴散系數(shù)均與電極的放電深度有關(guān),隨著放電深度加深,電極的表面反應(yīng)速度越來越快,氫原子在合金內(nèi)部的擴散速度明顯降低。放電過程中,前期合金電極的電化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)主要由電極表面反應(yīng)控制,后期由電極中氫原子在合金顆粒的氫擴散系數(shù)決定。
3、r> 隨著Cu替代Ni量的增加,LaNi4.1-xCo0.6Mn0.3Cux(0≤x≤0.45)合金晶胞參數(shù)a軸、c軸和晶胞體積增加,但c/a值降低。合金電極在303K的放電容量隨著Cu替代Ni的量的增加逐漸降低,高倍率性能也由于氫原子在合金內(nèi)部的擴散系數(shù)減小而降低。在238K,含Cu合金電極表現(xiàn)出良好的低溫性能,x=0.15和0.3的合金電極容量分別為319.28mA/g和316.24mAh/g,1C電流密度下高倍率放電量達205.
4、50mAh/g和154.52mAh/g,適量的Cu替代提高合金的表面電荷轉(zhuǎn)移速率,改善合金的低溫性能。合金電極100次循環(huán)過程中的交流阻抗表明,在循環(huán)過程中合金電極不斷發(fā)生腐蝕和粉化,合金內(nèi)部氫原子的擴散能力降低,合金電極的表面反應(yīng)加快。
隨著Al替代Ni量的增加,LaNi4.1-xCo0.6Mn0.3Alx(0≤x≤0.45)合金的晶胞參數(shù)a軸、c軸、晶胞體積和c/a值都增加。合金電極在303K的高倍率性能和放電容量隨著Al
5、替代Ni量的增加逐漸降低,而循環(huán)壽命明顯改善,x=0.3時合金電極100個循環(huán)后的容量保持率達64.14%。含Al合金電極表現(xiàn)出良好的高溫容量,在323K放電容量由266.04mAh/g(x=0)增加到302.04mAh/g(x=0.15)和302.12mAh/g(x=0.3),然后降低至299.88mAh/g(x=0.45)。合金電極100次循環(huán)過程中的交流阻抗表明,隨著Al含量增加,合金電極的腐蝕和粉化速度顯著降低。
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