稀土氧化物對La-Mg-Ni系A(chǔ)2B7型儲氫合金電極性能的影響.pdf

1、La-Mg-Ni系A(chǔ)2B7型儲氫合金由于具有比傳統(tǒng)稀土系A(chǔ)B5型合金更高的比容量，其應用和開發(fā)已引起人們高度關(guān)注，但其電化學循環(huán)壽命仍不理想。為了提高合金電極循環(huán)穩(wěn)定性，本文對國內(nèi)外La-Mg-Ni系儲氫合金性能和表面研究進展進行全面綜述，在此基礎(chǔ)上，以La-Mg-Ni系A(chǔ)2B7型儲氫合金為研究對象，考察了稀土氧化物添加劑對La-Mg-Ni系A(chǔ)2B7型儲氫合金電極電化學性能的影響。
　　 首先本文研究了分別添加納米和微米級稀土氧

2、化物Yb2O3(％，質(zhì)量分數(shù))后對La-Mg-Ni系A(chǔ)2B7型儲氫合金電極電化學性能的影響。研究結(jié)果表明，添加Yb2O3能有效抑制合金電極表面La(OH)3和Mg(OH)2析出，隨Yb2O3含量增加，La-Mg-Ni系A(chǔ)2B7型儲氫合金電極的循環(huán)穩(wěn)定性提高，但電極放電容量有所降低，電極動力學反應極化增加；Yb2O3粉末顆粒尺寸和團聚狀態(tài)對合金電極性能影響比較明顯，添加納米級/微米級Yb203后均降低了合金電極放電容量，其中微米級Yb2O

3、3對合金電極循環(huán)穩(wěn)定性的改善效果更為明顯。合金電極的循環(huán)穩(wěn)定性與其放電過程的截止電位(-0.8～-0.6V，相對Hg/HgO電極)有關(guān)，隨截止電位減小，合金腐蝕傾向增加，電極循環(huán)壽命變差；Yb2O3在截止電位區(qū)間發(fā)生的電化學氧化-還原反應與儲氫合金電極循環(huán)穩(wěn)定性關(guān)系密切。
　　 在此基礎(chǔ)上，研究了其他稀土氧化物對儲氫合金電極電化學性能的作用，分別添加3％納米Sm2O3、Er2O3、Eu2O3、SC2O3、CeO2于合金電極中，研

4、究其對合金電極性能的影響。結(jié)果表明，添加納米稀土氧化物能顯著抑制儲氫合金電極表面的腐蝕，提高合金電極的循環(huán)穩(wěn)定性，但電極放電容量除添加CeO2外都有所降低，電極動力學反應極化增加。不同種類稀土氧化物因其顆粒尺寸和團聚狀態(tài)不同，對合金電極循環(huán)穩(wěn)定性的影響不同。添加3％Sm2O3或CeO2時，經(jīng)100次循環(huán)后其容量保持率S100提高較弱，分別提高1.9％和0.66％，而添加3％Er2O3、Eu2O3或Sc2O3，經(jīng)100次循環(huán)后，容量保持率

5、提高非常明顯，分別為5.93％、6.59％和6.75％。納米稀土氧化物能通過電化學反應部分的溶解在電解液中，與儲氫合金電極循環(huán)穩(wěn)定性關(guān)系密切。添加納米稀土氧化物對儲氫合金電極高倍率性能有明顯影響，能有效提高合金電極高倍率放電性能。添加3％CeO2提高合金高倍率放電性能最為明顯。
　　 在前期工作的基礎(chǔ)上，研究了混合氧化物對La0.65Gd0.2Mg0.15(NiCoAl)3.5儲氫合金電極的影響，得出結(jié)論：添加Co3O4能提高合