稀土氧化物對(duì)La-Mg-Ni系A(chǔ)2B7型儲(chǔ)氫合金電極性能的影響.pdf

1、La-Mg-Ni系A(chǔ)2B7型儲(chǔ)氫合金由于具有比傳統(tǒng)稀土系A(chǔ)B5型合金更高的比容量，其應(yīng)用和開(kāi)發(fā)已引起人們高度關(guān)注，但其電化學(xué)循環(huán)壽命仍不理想。為了提高合金電極循環(huán)穩(wěn)定性，本文對(duì)國(guó)內(nèi)外La-Mg-Ni系儲(chǔ)氫合金性能和表面研究進(jìn)展進(jìn)行全面綜述，在此基礎(chǔ)上，以La-Mg-Ni系A(chǔ)2B7型儲(chǔ)氫合金為研究對(duì)象，考察了稀土氧化物添加劑對(duì)La-Mg-Ni系A(chǔ)2B7型儲(chǔ)氫合金電極電化學(xué)性能的影響。
　　 首先本文研究了分別添加納米和微米級(jí)稀土氧

2、化物Yb2O3(％，質(zhì)量分?jǐn)?shù))后對(duì)La-Mg-Ni系A(chǔ)2B7型儲(chǔ)氫合金電極電化學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明，添加Yb2O3能有效抑制合金電極表面La(OH)3和Mg(OH)2析出，隨Yb2O3含量增加，La-Mg-Ni系A(chǔ)2B7型儲(chǔ)氫合金電極的循環(huán)穩(wěn)定性提高，但電極放電容量有所降低，電極動(dòng)力學(xué)反應(yīng)極化增加；Yb2O3粉末顆粒尺寸和團(tuán)聚狀態(tài)對(duì)合金電極性能影響比較明顯，添加納米級(jí)/微米級(jí)Yb203后均降低了合金電極放電容量，其中微米級(jí)Yb2O

3、3對(duì)合金電極循環(huán)穩(wěn)定性的改善效果更為明顯。合金電極的循環(huán)穩(wěn)定性與其放電過(guò)程的截止電位(-0.8～-0.6V，相對(duì)Hg/HgO電極)有關(guān)，隨截止電位減小，合金腐蝕傾向增加，電極循環(huán)壽命變差；Yb2O3在截止電位區(qū)間發(fā)生的電化學(xué)氧化-還原反應(yīng)與儲(chǔ)氫合金電極循環(huán)穩(wěn)定性關(guān)系密切。
　　 在此基礎(chǔ)上，研究了其他稀土氧化物對(duì)儲(chǔ)氫合金電極電化學(xué)性能的作用，分別添加3％納米Sm2O3、Er2O3、Eu2O3、SC2O3、CeO2于合金電極中，研

4、究其對(duì)合金電極性能的影響。結(jié)果表明，添加納米稀土氧化物能顯著抑制儲(chǔ)氫合金電極表面的腐蝕，提高合金電極的循環(huán)穩(wěn)定性，但電極放電容量除添加CeO2外都有所降低，電極動(dòng)力學(xué)反應(yīng)極化增加。不同種類稀土氧化物因其顆粒尺寸和團(tuán)聚狀態(tài)不同，對(duì)合金電極循環(huán)穩(wěn)定性的影響不同。添加3％Sm2O3或CeO2時(shí)，經(jīng)100次循環(huán)后其容量保持率S100提高較弱，分別提高1.9％和0.66％，而添加3％Er2O3、Eu2O3或Sc2O3，經(jīng)100次循環(huán)后，容量保持率

5、提高非常明顯，分別為5.93％、6.59％和6.75％。納米稀土氧化物能通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)部分的溶解在電解液中，與儲(chǔ)氫合金電極循環(huán)穩(wěn)定性關(guān)系密切。添加納米稀土氧化物對(duì)儲(chǔ)氫合金電極高倍率性能有明顯影響，能有效提高合金電極高倍率放電性能。添加3％CeO2提高合金高倍率放電性能最為明顯。
　　 在前期工作的基礎(chǔ)上，研究了混合氧化物對(duì)La0.65Gd0.2Mg0.15(NiCoAl)3.5儲(chǔ)氫合金電極的影響，得出結(jié)論：添加Co3O4能提高合