R-Mg-Ni-Co系合金的儲氫與電化學(xué)性能研究.pdf

1、R-Mg-Ni-Co系儲氫合金因放電容量較高、容易活化、放氫平臺壓力適中等優(yōu)點而成為目前儲氫合金電極研究的一個重要方向。目前R-Mg-Ni-Co系儲氫合金電極的不足在于其放電容量在充放電過程中衰減過快，不能滿足實用的要求，因此提高循環(huán)穩(wěn)定性是該類合金當(dāng)前研究的關(guān)鍵。本文以La-Mg-Ni-Co四元儲氫合金為基礎(chǔ)，采用高頻感應(yīng)熔煉制備了AB3.5型儲氫合金，運用XRD、氣固反應(yīng)、電化學(xué)等手段研究了A側(cè)Mg元素含量變化以及B側(cè)元素替代對合金

2、結(jié)構(gòu)、氣態(tài)儲氫性能以及電化學(xué)性能的影響。
　　 對于ML-Mg0.2Ni2.9Co0.6-x(Mn0.5Al0.5)x(x=0.0，0.2，0.4，0.6)系儲氫合金，本文探討了Mn、Al取代Co對其結(jié)構(gòu)和性能的影響。XRD分析表明，該體系合金主要由吸氫相La(Mn，A1,Ni)5，La2Ni7以及少量非吸氫相Mg2Ni，MgNi2組成。LaNi5相的晶胞參數(shù)和晶胞體積隨Mn，A1含量的增加而增大，x的變化不會引起合金主要吸氫相

3、晶胞畸變。隨著Mn，A1增加，合金氫化物的穩(wěn)定性逐漸增強；合金的吸氫量和放電容量先增后降，在x=0.2時達(dá)到最大。當(dāng)Co完全被替代后合金的吸氫量以及循環(huán)穩(wěn)定性都急劇下降；循環(huán)伏安測試表明合金ML-Mg0.2Ni2.9Co0.4Mn0.1Al0.1(x=0.2)的抗腐蝕能力最強。實驗結(jié)果表明Co，Al共存是增強合金循環(huán)壽命的有效途徑。
　　 對于ML-MgxNi2.9Co0.4Mn0.1Al0.1(x=0.10，0.15，0.20

4、，0.25)系儲氫合金，本文研究了Mg含量變化對其結(jié)構(gòu)及性能的影響。研究表明，所有合金都由吸氫相La(Mn,Al,Ni)5，La2Ni7以及少量非吸氫相Mg2Ni相組成。隨著Mg含量增加，La(Mn，Al,Ni)5相的晶胞體積增大，La2Ni7相的晶胞體積減小，但都沒有發(fā)生畸變。合金電極的吸氫量隨著Mg含量的增加而遞增；合金的最大放電容量、高倍率放電能力以及容量保持率都隨著Mg含量的增加而先增后減，并在x=0.2時達(dá)到最大值。循環(huán)伏安測

5、試表明x＝0.2，0.25的合金電催化活性、抗氧化性略高。合金ML-Mg0.2Ni2.9Co0.4Mn0.1Al0.i的表現(xiàn)最佳。
　　 對于ML-Mg0.2Ni2.8M0.1Co0.4Mn0.1Al0.1(M=Cu，F(xiàn)e，Cr, Ti)系儲氫合金的研究表明，所有合金的吸氫相都由La(Mn，Al,Ni)5，(La,Nd)2Ni7相組成，M為Ti元素時合金中所含的非吸氫相最多。隨著M所代表的元素原子序數(shù)減小，La(Mn，Al,Ni