熱堿處理和稀土氧化物對La-Mg-Ni系A2B7型合金電極性能的影響.pdf

1、本文研究對象為La0.64Gd0.2Mg0.16Ni3.1Co0.3Al0.1儲氫合金，通過高頻真空熔煉爐制備，采用熱堿和添加劑對其處理，用XRD、SEM、XPS、ICP、振動樣品磁力計和電池性能測試儀分別對合金粉結構形貌、表面組成狀態(tài)、合金成分、飽和磁化強度以及合金電極的電化學性能進行測試。本文研究合金顆粒大小，熱堿時間，微米氧化鐿添加量對電極性能的影響。
　　顆粒大小對電極的放電容量有明顯影響，而且放電電流密度越大，影響越顯著

2、，電極的高倍率隨著顆粒尺寸的減小而增大，循環(huán)壽命整體隨顆粒的增大呈延長趨勢。由于顆粒越小，質(zhì)量比表面積越大，參加化學反應面積多更容易腐蝕，隨著合金顆粒的減小合金電極的腐蝕電流增大，耐腐蝕性減弱，交換電流密度隨著顆粒的減小逐漸減小，極化電阻呈增大趨勢。從合金電極的綜合性能來看，最佳合金顆粒大小為300-500目。
　　在此基礎上研究了熱堿時間對電極性能的影響，研究結果表明，熱堿處理可使退火合金表面的Mg、Al、La和Ni元素發(fā)生不同

3、程度的溶解析出或氧化，隨處理時間增加，合金飽和磁化強度呈先增大后減小的趨勢。當處理時間為15min時，合金表面可形成較多的富Ni層，其飽和磁化強度達到最大值0.808emu/g;當熱堿處理時間大于15min后，隨處理時間延長，此時富Ni層被氧化的傾向逐漸增大，同時表面形成稀土氧化物，導致合金飽和磁化強度逐漸減小。電化學性能測試表明，表面熱堿處理對合金電極性能有較大影響，隨熱堿處理時間的增加，合金電極最大放電容量、循環(huán)穩(wěn)定性(S100)及

4、大電流放電特性均呈先增加后減小的規(guī)律。經(jīng)15min熱堿處理后的合金電極性能最佳其循環(huán)壽命S100由未處理時的83.67％提高到熱堿處理后的93.09％。合金電極性能隨熱堿處理時間的變化規(guī)律與合金表面形成富鎳層及其后續(xù)氧化傾向以及析出稀土氧化物關系密切。最佳熱堿條件90℃、30wt％NaOH溶液浸漬15min。
　　接著研究了氧化鐿含量對熱堿處理過后電極性能的影響，與熱堿處理前后的相比，添加Yb2O3后活化性能整體變差，最大容量除添