表面包覆La-Mg-Ni系A(chǔ)-,2-B-,7-型貯氫電極合金的電化學(xué)性能研究.pdf

1、La-Mg-Ni系A(chǔ)<,2>B<,7>型貯氫合金是近來發(fā)現(xiàn)的綜合電化學(xué)性能較好的電極合金，具有重要的開發(fā)應(yīng)用前景，但電極合金循環(huán)穩(wěn)定性較差，因而如何提高該類合金電極循環(huán)穩(wěn)定性是該類合金目前應(yīng)用研究的關(guān)鍵問題。據(jù)此本文以A<,2>B<,7>型貯氫合金La<,1.5>Mg<,0.5>Ni<,7>為研究對(duì)象，通過對(duì)合金表面包覆Ni-P、Co-P和Cu-P及退火處理，系統(tǒng)的研究了表面包覆對(duì)A<,2>B<,7>型貯氫合金電極電化學(xué)性能的影響。

2、 首先本文對(duì)A<,2>B<,7>型貯氫合金La<,1.5>Mg<,0.5>Ni<,7>進(jìn)行化學(xué)鍍不同厚度Ni-P處理，包覆處理后對(duì)合金粉末表面進(jìn)行SEM觀察。研究表明，包覆鎳顆粒均為球形，且均勻彌散于合金表面，合金粉末刨面光鏡照片顯示合金粉末包覆的鎳層厚度較為均勻，呈連續(xù)包覆狀態(tài)。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明，表面包覆鎳處理的La<,1.5>Mg<,0.5>Ni<,7>貯氫合金電極放電容量有所降低，而循環(huán)穩(wěn)定性有所提高，但改善并不明顯。線性極

3、化掃描和電化學(xué)阻抗譜等分析結(jié)果表明，包覆后合金電極的交換電流密度(I<,0>)以及電化學(xué)阻抗均有較好的改善。 對(duì)于A<,2>B<,7>型貯氫合金La<,1.5>Mg<,0.5>Ni<,7>，本文還通過對(duì)其化學(xué)鍍不同厚度Co-P處理及6.78％Co-P鍍態(tài)合金進(jìn)行不同溫度退火處理，系統(tǒng)地研究了包覆及退火對(duì)貯氫合金電極電化學(xué)性能的影響。SEM形貌觀察顯示鍍鈷晶粒較為細(xì)小，退火處理使鍍層表面更為平整且鍍層顆粒增大，同時(shí)合金表面有孔隙出

4、現(xiàn)。XRD分析表明，化學(xué)鍍Co-P鍍層為晶態(tài)，是磷在鈷中的固熔體；經(jīng)退火處理，晶粒長大，應(yīng)力減?。浑S著溫度的升高，合金鍍層結(jié)構(gòu)及內(nèi)部合金均發(fā)生變化，鍍層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)CoP<,3>相及β-Co相，且基體合金La Ni<,5>逐漸增多。773K退火1小時(shí)是合金鍍層結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能變化的轉(zhuǎn)折溫度。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明表面包覆鈷放電容量明顯提高，包覆10％Co-P后放電容量可高達(dá)433.1mAh/g，比未包覆合金放電容量提高50mAh/g以上，但循環(huán)

5、穩(wěn)定性均有所降低。包覆鈷后，放電曲線出現(xiàn)兩個(gè)平臺(tái)，合金電極出現(xiàn)放電雙平臺(tái)及容量提高與鍍層鈷的氧化而導(dǎo)致吸放氫有關(guān)。低溫退火處理使合金的循環(huán)穩(wěn)定性較鍍態(tài)合金有所改善，但對(duì)合金電極其它電化學(xué)性能影響不大；高溫退火處理，隨著退火溫度升高，合金電極的放電容量逐漸減小，活化性能和循環(huán)穩(wěn)定性均呈惡化趨勢(shì)。合金電極動(dòng)力學(xué)分析表明，表面包覆鈷改善了合金電極的高倍率放電性能，合金電極的交換電流密度10。低溫退火處理對(duì)合金電極動(dòng)力學(xué)性能影響較小，高溫退火使

6、合金電極動(dòng)力學(xué)性能變差。 最后本文對(duì)貯氫合金La<,1.5>Mg<,0.5>Ni<,7>表面包覆銅進(jìn)行了系統(tǒng)研究，使用次磷酸鈉作還原劑及用硫酸溶液浸蝕兩種方法對(duì)合金粉末進(jìn)行化學(xué)鍍銅，同時(shí)對(duì)比研究了在銅鍍層表面再覆鎳和鈷處理對(duì)合金電極電化學(xué)性能的影響。SEM形貌觀察結(jié)果表明，用次磷酸鈉作還原劑所獲銅鍍層晶粒非常細(xì)密；用硫酸溶液浸蝕鍍銅，鍍層的形態(tài)與硫酸的濃度有很大關(guān)系。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明包覆銅、銅．鎳處理均改善了合金電極的循環(huán)穩(wěn)定