AB5型儲氫合金表面處理及性能研究.pdf

1、隨著Ni/MH電池的發(fā)展，高能量型和高功率型儲氫合金已成為研究的重點。本文主要采用氟化處理、堿處理和化學鍍鎳三種方法對合金進行表面改性，以達到提高AB5型儲氫合金電極電化學性能的目的。通過SEM、EDS、電化學測試方法研究了不同表面處理工藝對AB5型儲氫合金表面形貌和電極性能的影響。結(jié)論如下：
　　 (1)氟化處理試驗結(jié)果表明，在HF處理過程中添加KBH4對合金進行表面處理可以有效提高合金電極的交換電流密度，增大合金本體內(nèi)氫原子

2、向電極/溶液界面的擴散系數(shù)，最終提高了儲氫合金電極的高倍率放電能力，尤其在900 mA/g放電制度下其放電容量仍高達222 mAh/g，高倍率放電能力為68.1％，而相同放電制度下的原始合金電極和HF處理后合金電極卻無法放電。
　　 (2)堿處理試驗結(jié)果表明，堿處理后合金表面Al和Mn元素含量降低，Ni含量增加。堿處理增加了合金表面的電催化活性，顯著改善了合金電極的初始活化性能和高倍率放電能力。在KOH處理液中添加還原劑KBH4

3、后，除了溶解表面元素之外還會有部分氧化物被還原，從而進一步提高合金電極的高倍率放電能力和電化學動力學性能。如在900 mA/g放電時，KOH處理合金電極高倍率放電能力為69.2％，而添加KBH4堿處理后合金電極高倍率放電能力提高到83.4％。
　　 (3)化學鍍鎳試驗結(jié)果表明，采用HF+KBH4對合金進行預(yù)處理后再進行化學鍍鎳處理可以顯著改善合金電極的電化學動力學性能。交換電流密度和氫擴散系數(shù)由原始合金電極的24.79 mA/g

4、和5.4×10-10 cm2/s分別提高到83.26 mA/g和9.9×10-10 cm2/s。且處理后合金電極在1200 mA/g下仍可放電，放電容量為190 mAh/g，高倍率放電能力為61.3％，而原始合金電極、僅進行預(yù)處理和化學鍍鎳處理合金電極在同樣放電制度下卻不能放電。
　　 (4)通過對以上三種不同處理工藝的比較發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過預(yù)處理的化學鍍對儲氫合金電極的電化學性能的改善是最為顯著的。另外，KBH4不僅可以作為酸或堿處理