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1、本文在全面綜述國(guó)內(nèi)外AB5型稀士系貯氫合金研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上,確定以MlNi4.0-xCo0.4Mn0.3Al0.3Cux型貯氫合金為研究對(duì)象。采用XRD、SEM等分析方法以及恒電流放電、電化學(xué)阻抗、線性極化、陽(yáng)極極化和恒電位階躍等電化學(xué)測(cè)試技術(shù),分析Cu含量的變化及熱處理對(duì)合金相結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響,揭示合金的成份、結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能的關(guān)系,力求開(kāi)發(fā)出一種低成本、長(zhǎng)壽命稀土系貯氫合金。 本文首先研究了Cu替代Ni對(duì)MlNi4.0
2、-xCo0.4Mn0.3Al0.3Cux(x=0.0,0.1,0.2,0.3,0.4)合金相結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能的影響,研究表明:所有合金晶體結(jié)構(gòu)均為六方LaNi5結(jié)構(gòu),隨著Cu含量的增加,c/a軸比逐漸增大,晶胞參數(shù)和晶胞體積也逐漸增大,合金電極的吸氫平臺(tái)隨著Cu含量的增加而逐漸升高。隨著Cu含量的增加,合金電極的最大放電容量逐漸降低,從x=0時(shí)的330.6 mAh/g逐漸下降到x=0.4時(shí)的290.7mAh/g。但是,合金電極的循環(huán)性能
3、隨著Cu含量的增加而顯著提高,經(jīng)100次充放電循環(huán)后,當(dāng)x=0.4時(shí)容量保持率達(dá)到86.5%。測(cè)試表明合金中加入Cu可以降低顯微硬度,從而提高了合金電極的循環(huán)穩(wěn)定性。對(duì)合金電極的高倍率放電能力、電化學(xué)反應(yīng)阻抗、交換電流密度、極限電流密度的研究表明,隨著Cu含量的增加,高倍率性能逐漸降低,電化學(xué)反應(yīng)阻抗逐漸增加,交換電流密度和極限電流密度逐漸減小。 研究了熱處理(t=4.5h,T=1123 K)對(duì)MlNi4.0-xCo0.4Mn0
4、.3Al0.3Cux(x=0.0,0.1,0.2,0.3,0.4)合金的電化學(xué)綜合性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明,隨著銅含量的增加,P-C-T曲線平臺(tái)逐漸增加。與未處理合金相比較,熱處理可以降低合金P-C-T曲線的吸氫平臺(tái),減小平臺(tái)的傾斜度而趨于平坦。經(jīng)熱處理后,合金電極的最大放電容量下降,活化性能降低。當(dāng)x=0.4時(shí),Cmax=282.6 mAh/g。但是,熱處理顯著提高了合金電極的循環(huán)穩(wěn)定性,容量保持率隨Cu含量的增加而增加,循環(huán)效率大大
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