LaMgNi4儲(chǔ)氫合金的制備及電化學(xué)儲(chǔ)氫性能研究.pdf

1、RE-Mg-Ni系A(chǔ)B2型儲(chǔ)氫合金是近些年來(lái)發(fā)現(xiàn)的高容量?jī)?chǔ)氫電極合金,其理論電化學(xué)容量超過(guò)400mAh/g,高出目前市場(chǎng)上商用AB5型儲(chǔ)氫合金容量近20％,因此具有重要而廣闊的應(yīng)用前景。AB2 Laves相合金結(jié)構(gòu)是一種構(gòu)成元素的原子半徑比(A/B)接近1.225的密排結(jié)構(gòu)。根據(jù)排列的不同,Laves相合金可分為 MgCu2型,MgZn2型及MgNi2型三種晶體結(jié)構(gòu)。雖然電化學(xué)容量高,但是AB2型合金的循環(huán)穩(wěn)定性差,因此如何提高電極循環(huán)

2、穩(wěn)定性是該類(lèi)合金目前應(yīng)用研究的關(guān)鍵問(wèn)題。本文以LaMgNi4合金作為基礎(chǔ)合金,系統(tǒng)考察了電解液組成對(duì)合金電化學(xué)性能的影響,Mg含量不同對(duì)合金相結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響,Co對(duì)Ni的不同替代量對(duì)合金相結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的而影響,試圖提高LaMgNi4合金電極的循環(huán)穩(wěn)定性和最大放電容量。
　　首先本文系統(tǒng)的研究了不同濃度的兩種電解液(KOH和NaOH電解液)對(duì) LaMgNi4合金電化學(xué)性能的影響,結(jié)果表明,隨著電解液濃度的增加,LaMgN

3、i4合金的最大放電容量增加,由270.5mAh/g(電解液為3mol/L的NaOH)增加到303.1mAh/g(電解液為6mol/L的KOH)。對(duì)于相同濃度的KOH和NaOH電解液而言,合金在KOH電解液中的最大放電容量要高于在NaOH中的最大放電容量。
　　對(duì)LaMgxNi4(x=0.8,0.9,1.0)合金的研究表明,隨著Mg含量偏離化學(xué)計(jì)量比,合金相由單相的LaMgNi4結(jié)構(gòu)變?yōu)長(zhǎng)aMgNi4、LaNi5的雙相結(jié)構(gòu)。當(dāng)x=1

4、.0時(shí),合金的最大放電容量最大,為297.9mAh/g。LaMg1.0Ni4合金在373K、4.3MPa的條件下吸氫量達(dá)到最大,為1.45wt%。吸氫過(guò)程導(dǎo)致LaMg1.0Ni4合金的相結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,隨著溫度的升高,合金的吸氫速率上升,而吸氫量則有所下降。
　　對(duì)LaMgNi4-xCox(x=0.0,0.3,0.5)合金的研究表明,隨著Co含量的增加,合金的點(diǎn)陣常數(shù)和晶胞體積增加,晶體結(jié)構(gòu)沒(méi)有發(fā)生改變。最大放電容量隨著Co含量的增