B側(cè)成分優(yōu)化對(duì)AB5合金寬溫電化學(xué)性能影響.pdf

1、本文利用真空電弧熔煉法制備了AB5型LaNi4.1-xCo0.6Mn0.3Mx(M=Al，Cu，0≤x≤0.45)貯氫合金，采用XRD、SEM和EDS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(cè)試了合金負(fù)極在寬溫范圍內(nèi)的綜合電化學(xué)性能。運(yùn)用交流阻抗測(cè)試技術(shù)對(duì)合金電極電化學(xué)行為進(jìn)行了研究，并結(jié)合線性掃描和恒電位階躍研究了不同溫度下Cu和Al替代Ni對(duì)合金的動(dòng)力學(xué)影響，以期開(kāi)發(fā)出寬溫性能良好MH/Ni電池負(fù)極材料。

2、>　　LaNi3.8Co0.6Mn0.3Al0.3合金電極不同放電深度條件下交流阻抗圖譜分析表明，等效電路模型R(QR)(Q(RQ))能夠有效的解釋合金電極的放電過(guò)程中的電化學(xué)行為。電極的表面反應(yīng)及合金內(nèi)部的氫擴(kuò)散系數(shù)均與電極的放電深度有關(guān)，隨著放電深度加深，電極的表面反應(yīng)速度越來(lái)越快，氫原子在合金內(nèi)部的擴(kuò)散速度明顯降低。放電過(guò)程中，前期合金電極的電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)主要由電極表面反應(yīng)控制，后期由電極中氫原子在合金顆粒的氫擴(kuò)散系數(shù)決定。

3、r>　　隨著Cu替代Ni量的增加，LaNi4.1-xCo0.6Mn0.3Cux(0≤x≤0.45)合金晶胞參數(shù)a軸、c軸和晶胞體積增加，但c/a值降低。合金電極在303K的放電容量隨著Cu替代Ni的量的增加逐漸降低，高倍率性能也由于氫原子在合金內(nèi)部的擴(kuò)散系數(shù)減小而降低。在238K，含Cu合金電極表現(xiàn)出良好的低溫性能，x=0.15和0.3的合金電極容量分別為319.28mA/g和316.24mAh/g，1C電流密度下高倍率放電量達(dá)205.

4、50mAh/g和154.52mAh/g，適量的Cu替代提高合金的表面電荷轉(zhuǎn)移速率，改善合金的低溫性能。合金電極100次循環(huán)過(guò)程中的交流阻抗表明，在循環(huán)過(guò)程中合金電極不斷發(fā)生腐蝕和粉化，合金內(nèi)部氫原子的擴(kuò)散能力降低，合金電極的表面反應(yīng)加快。
　　隨著Al替代Ni量的增加，LaNi4.1-xCo0.6Mn0.3Alx(0≤x≤0.45)合金的晶胞參數(shù)a軸、c軸、晶胞體積和c/a值都增加。合金電極在303K的高倍率性能和放電容量隨著Al

5、替代Ni量的增加逐漸降低，而循環(huán)壽命明顯改善，x=0.3時(shí)合金電極100個(gè)循環(huán)后的容量保持率達(dá)64.14％。含Al合金電極表現(xiàn)出良好的高溫容量，在323K放電容量由266.04mAh/g(x=0)增加到302.04mAh/g(x=0.15)和302.12mAh/g(x=0.3)，然后降低至299.88mAh/g(x=0.45)。合金電極100次循環(huán)過(guò)程中的交流阻抗表明，隨著Al含量增加，合金電極的腐蝕和粉化速度顯著降低。
　　對(duì)成