表面處理對(duì)AB-,5-型混合稀土系貯氫合金電化學(xué)性能的影響.pdf

1、≯浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要本文首先對(duì)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外有關(guān)貯氫合金表面改性處理對(duì)電化學(xué)性能影響的研究進(jìn)行了文獻(xiàn)綜述，在此基礎(chǔ)上，確定以退火態(tài)和快速凝固的兩種RE(NiCoMnAI)s合金為研究對(duì)象，分別用堿溶液、酸溶液和緩沖溶液對(duì)合金進(jìn)行了浸漬處理，比較系統(tǒng)地研究了浸漬處理?xiàng)l件(溶液濃度、浸漬溫度、浸漬時(shí)間)對(duì)合金電化學(xué)性能的影響，并對(duì)處理前后合金表面進(jìn)行XPS分析以及對(duì)合金元素的溶出情況進(jìn)行了ICP分析，力求篩選出比較適宜的浸漬處理工藝條件

2、并認(rèn)識(shí)有關(guān)的作用機(jī)制，進(jìn)一步提高合金的電化學(xué)性能。退火態(tài)RE(NiCoMnAI)。合金在6MKOH溶液中進(jìn)行不同溫度(25“C、60“C和80漬處理12h的研究結(jié)果表明，堿處理可以提高合金的活化性能、放電容量以及高倍率放電性能，而且隨著處理溫度的升高，效果越好，其中經(jīng)80℃6MKOH溶液處理后，對(duì)電化學(xué)性能的提高最為顯著，合金達(dá)到最大放電容量所需的循環(huán)次數(shù)由6～7次減少到3次，最大放電容量由3068mAh／g提高到316mAh／g，高倍

3、率放電性能”。(T1。=‰／(c500c。)100％)由65％提高為80％，但合金經(jīng)500次循環(huán)后的容量保持率由755％降低為658％。對(duì)退火態(tài)RE(NiCoMnAI)。合金(25℃)分別進(jìn)行了不同濃度(001～O2M)和不同處理時(shí)間(10～30min)的鹽酸溶液處理、不同濃度(O1～2OM)和不同處理時(shí)間(15～60min)的乳酸溶液處理以及不同濃度(O5～25M)的氨基乙酸溶液的處理，研究結(jié)果表明，合金的活化性能、放電容量以及高倍率

4、性能均有不同程度的提高，但合金的循環(huán)穩(wěn)定性均有所降低。相比之下，合金經(jīng)01M鹽酸溶液浸漬處理25min后的效果相對(duì)最好，經(jīng)處理后的合金達(dá)到最大放電容量所需的循環(huán)次數(shù)由6～7次減少到只需3次，最大放電容量由3068mAh／g提高為318mAh／g，高倍率放電性能11600由65％提高到75％，但合金經(jīng)500次循環(huán)后的容量保持率由755％降低為67％。對(duì)退火態(tài)RE(NiCoMnAI)。合金分別在(pH=35～55)的HAC—NaAc緩沖溶液

5、和(pH=I2～35)的HCI—N12c心cooH緩沖溶液中(25℃)浸漬處理的研究結(jié)果表明，合金的活化性能、放電容量以及高倍率放電性能均可得到不同程度的改善，但合金的循環(huán)穩(wěn)定性均有所降低。相比之下，經(jīng)pH值為40的HAcNaAc緩沖溶液浸漬處理25h后，合金的電化學(xué)性能提高相對(duì)最明顯，合金達(dá)到最大放電容量所需的循環(huán)次數(shù)由6～7次減少到只需3次，最大放電容量由3068mAh／g提高為314mAh／g，高倍率放電性能T1600由65吲足高

6、到83％，但合金經(jīng)500次循環(huán)后的容量保持率由755％降低為60％左右。，附渣一)～℃塹鋈奎蘭堡主蘭垡堡塞——Inthisthesis，therecentresearchanddevelopmentoftheeffectofthesurfacetreatmentandmodificationofthehydrogenstoragealtoysontheirelectrochemicaIpropertieshavebeenreviewed

7、BasedonthereviewtheannealedandrapidlyquenchedRE(NCoMnAI)5alloyswereselectedandtreatedwithseveraIkindsolutions(SUchasacidsolution，alkalinesolutionandbuffersolution1Inordertoobtaintheoptimaltreatmentcondition，theeffectofth

8、esurfacetreatingconditions(solutionconcentration，treatingtemperatureandtime)ontheelectrochemicaIpropertiesweresystematicallystudiedBesidesinordertostudythemechanismofsurfacetreatmentthesurfacelayerelementsofuntreatedortr

9、eatedalloysweredeterminedbyXrayphotoelectronspectroscopy(XPS)anddissolvedcomponentsinthesolutionaftertreatmentwereevaluatedbyinductivelycoupledplasma(ICP)ForthesurfacetreatmentoftheannealedRE(NiCoMnAI)5alloyswith6MKOHsol

10、ution(25℃60℃and80℃)for12hours，jtwasfoundthattheactivationbehaviordischargecapacityandhiOhratedischargeability(HRD)ofthealkalinetreatedalloysweresignificantlyimprovedasincreasingtreatingtemperatureThebestelectrochemicaIpr

11、opertiesabovewereachievedafterthealloytreatedwith6MKOHsolution(80℃x12h)。itsactivationnumberdecreasedfmm6—7cyclesto3cyclesthemaximumcapacityincreasedfmm3068mAh／gto316mAh／g，HRDq600(T1Ⅻ=C∞o，(CmC∞)x100％)increasedfrom65％to80％

12、。atthesametimeitscyclingdurabilitywasdecreasedthecapacityretentiondecreasedfrom755％to658％after500cyclesForthesurfacetreatmentoftheannealedRE(NiCoMhal)salloyswithseveraIacidsolutions(suchas001—02MHCIsolutionfor1030minutes

13、0120MIaclicacidsolutionfor15叫60minutesor05—25Maminoeceticacidsolutionfor2hoursatroomtemperature)，itwasfoundthattheactivationbehaviordischargecapacityandHRDoftheannealedRE(NiCoMnAI)。alloyswereimprovedaldifferenlextent，and

14、thetreatedalloysshowedthebestperformanceaftertreatedwith01MHCIfor25minutesitsactivationnumberdecreasedf喲m6—7cyclesto3cyclesthemaximumcapacityincreasedf∞m3068mAWgto318mAWgHRDileoo(qeoo=C∞o，(C螄C50)1oo％)increasedfrom65％to75

15、％，atthesametimeitscyclingdurabilitywasdecreased，thecapacityretentiondecreasefrom755％to67％after500cydesForfhesurfaceIreatmentoftheannealedRE(NiCoMnAI)。alloyswithseveralbuffersolutions(suchasHAc—NaAc(pH=35—55)buffersolutio