B側(cè)成分取代對LaNi5型儲氫合金電化學(xué)性能影響.pdf

1、本文利用真空電弧熔煉法制備了La0.7Mg0.3Ni2.65Co(0.75-x)Mn0.1Alx(0≤x≤0.2), LaNi3.15-xMnxCo0.25Al0.1(0≤x≤0.3)以及La0.4Er0.4Mg0.2Ni3.3-xCoxAl0.2(0.1≤x≤0.4)儲氫合金,采用XRD、SEM等材料表征手段研究了系列合金的組織結(jié)構(gòu)變化規(guī)律,采用模擬電池法測試了合金負(fù)極的綜合電化學(xué)性能。運用交流阻抗測試技術(shù)對合金電極電化學(xué)行為進行了研

2、究,并結(jié)合線性掃描和恒電位階躍研究了Co、Mn和Al元素的添加對合金的動力學(xué)影響。對LaNi3.15-xMnxCo0.25Al0.1(0≤x≤0.3)系列合金進行1073K退火處理,分析退火對合金電化學(xué)性能的影響。
　　隨著Al替代Co量的增加,La0.7Mg0.3Ni2.65Co(0.75-x)Mn0.1Alx(0≤x≤0.2)合金的合金的最大放電容量降低,當(dāng)Al替代量由x=0增加到x=0.2時,合金的最大放電容量由384.3m

3、Ah/g降低到346.7mAh/g。循環(huán)穩(wěn)定性先降低后升高,在替代量x=0.2時,S50達(dá)到最大值(71.59％)。合金的表面電荷轉(zhuǎn)移速率先降低后升高,但合金內(nèi)部氫原子的擴散能力升高,從而使得高倍率性能變化規(guī)律產(chǎn)生波動。當(dāng)x=0.1時,合金擁有最好的高倍率性能。
　　隨著Co替代Ni量的增加,La0.4Er0.4Mg0.2Ni3.3-xCoxAl0.2(0.1≤x≤0.4)合金晶胞參數(shù)a軸、c軸和晶胞體積增加。,合金電極的最大放電

4、容量有所升高,從x=0.1時的225mAh/g升高到x=0.4時的254.9mAh/g,容量增加了29.9mAh/g。在一定程度上改善合金的循環(huán)性能,當(dāng)替代量x=0.4時,儲氫合金50次循環(huán)后容量保持率 S50達(dá)最大(66.10%)。合金的表面電荷轉(zhuǎn)移能力先降低后升高,同時氫擴散系數(shù)也是先降低后升高,兩者共同作用影響合金的高倍率性能。在x=0.1時,合金的高倍率性能最好。
　　LaNi3.15-xMnxCo0.25Al0.1(0≤

5、x≤0.3)合金是由多相共同組合形成的。合金的主相為LaNi5和La2Ni7兩相,同時伴有La7Ni3相。隨著Mn含量的增加,La2Ni7相的峰強逐漸減弱而La7Ni3相的峰強逐漸增加,LaNi5相中a軸和c軸以及晶胞體積的增加。合金電極的最大放電容量有所升高,由x=0的238 mAh/g逐漸增加到x=0.3的277.1 mAh/g。高倍率性能隨著Mn含量的增加先升高后降低,在x=0.2時合金的高倍率性能最好。
　　LaNi3.1