快速凝固AB-,5-型低Co及無Co貯氫電極合金的相結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能.pdf

1、本文在全面綜述AB5型低Co及無Co儲氫電極合金國內(nèi)外研究狀況的基礎(chǔ)上，確定了以提高AB5型低Co及無Co儲氫電極合金的綜合性能作為研究目標(biāo)，采用XRD、EDS以及電化學(xué)測試等手段，比較系統(tǒng)的研究了的快速凝固制備工藝(快速凝固速度1～15m/s)對三種含Co量分別為6wt％，3.5wt％及0的低Co及無Co合金的相結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響規(guī)律與機(jī)制，并力求通過對合金快凝制備工藝的優(yōu)化，進(jìn)一步提高低Co及無Co儲氫合金的綜合電化學(xué)性能。

2、 對鑄態(tài)和快凝MlNi4.0Co0.3Mn0.4Al0.3低Co合金(含Co量6wt％)的研究表明，上述合金均為CaCu5型單相結(jié)構(gòu)。但快凝處理使合金的結(jié)晶度及成分均勻性得到明顯改善，并使合金的吸氫體積膨脹率(△V/V)可由鑄態(tài)合金的18.2％減小到快凝合金(15m/s)的16.1％。電化學(xué)測試表明，隨著快凝速度的提高，合金的放電容量及高倍率放電性能有所降低，但合金的循環(huán)穩(wěn)定性隨著冷卻速度的提高而得到明顯改善。在所研究的合金中，快凝

3、速度為10m/s的MlNi4.0Co0.3Mn0.4Al03合金具有良好的綜合性能，其最大放電容量為314.30mAh/g，活化次數(shù)為2次，在600mA/g放電電流條件下的高倍率放電性能HRD600為76.20％，經(jīng)300次沖放電循環(huán)后的容量保持率(S300)為75.37％。 對鑄態(tài)和快凝MlNi4.0Co0.2Mn0.40Al0.30Cu0.10低Co合金(含Co量3.5wt％)的研究表明，上述合金仍為CaCu5型單相結(jié)構(gòu)?？?/p>

4、凝處理使合金衍射峰的半高寬(FWHM)隨著快凝速度的增加而減小，合金的吸氫體積膨脹率(△V/V)可由鑄態(tài)合金的17.4％減小到快凝合金(15m/s)的14.4％。電化學(xué)測試表明，與鑄態(tài)合金相比，快凝合金的放電容量略有降低，高倍率放電性能也隨冷卻速度的提高而有所降低，但合金的循環(huán)穩(wěn)定性隨著冷卻速度的提高而得到明顯改善。在所研究的合金中，快凝速度為10m/s的MlNi4.0Co0.2Mn0.40Al0.30Cu0.10合金具有良好的綜合性能

5、，其最大放電容量為310.42mAh/g，活化次數(shù)為2次，600mA/g放電電流條件下的高倍率放電性能HRD600為68.92％，經(jīng)300次沖放電循環(huán)后的容量保持率(S300)為74.91％。 對過計(jì)量比Ml(Ni0.80Al0.06Si0.02Fe0.12)5.2無Co合金的研究表明，上述合金仍然均為CaCu5型單相結(jié)構(gòu)。鑄態(tài)合金經(jīng)快凝處理后，其組織形貌由粗大的樹枝晶變?yōu)榧?xì)小的胞狀晶，合金的吸氫體積膨脹率(△V/V)可由鑄態(tài)合

6、金的17.9％減小到快凝合金(15m/s)的12.5％。電化學(xué)測試表明，合金的放電容量及高倍率放電性能有所降低，但合金的循環(huán)穩(wěn)定性隨著冷卻速度的提高而得到明顯改善。在所研究的合金中，快凝速度為5m/s的Ml(Ni0.80Al0.06Si0.02Fe0.12)5.2合金具有良好的綜合性能，其最大放電容量為302.51mAh/g，活化次數(shù)為2次，600mA/g放電電流條件下的高倍率放電性能HRD600為65.37％，經(jīng)300次沖放電循環(huán)后的