AB3型La-Mg-Ni基貯氫電級合金的相結(jié)構(gòu)及其電化學性能.pdf

1、本文在綜述稀土鎂基貯氫電極合金研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,選取具有較高放電容量的AB3型La-Mg-Ni基合金作為研究對象,采用XRD和SEM等材料結(jié)構(gòu)分析方法及恒電流充放電、電化學阻抗譜、線性極化和陽極極化等電化學測試技術(shù),系統(tǒng)研究了A側(cè)組分調(diào)節(jié)、熱處理工藝優(yōu)化及電解液改性等對過化學計量比(La,Mg)Ni2.95Co0.25Al0.3合金電化學性能的影響,以期改善La-Mg-Ni基多元合金電極的循環(huán)穩(wěn)定性,開發(fā)綜合性能優(yōu)異的AB3型La-Mg

2、-Ni基貯氫電極合金。
　　 以LaNi2.95CO0.25Al0.3為基礎(chǔ)合金,系統(tǒng)研究了La/Mg比例對La1-xMgxNi2.95Co0.25Al0.3(x=0.0～0.4)電極合金結(jié)構(gòu)及電化學性能的影響。結(jié)果表明,所制備La1-xMgxNi2.95Co0.25Al0.3(x=0.0～0.4)合金均為多相結(jié)構(gòu)。隨著x值的變化,主相由x=0～0.1時的LaNi5和La2Ni7轉(zhuǎn)變?yōu)閤=0.15～0.3時的LaNi5、La2M

3、gNi9,最后到x=0.35～0.4時的LaNi5、La2MgNi9、LaMg2Ni9。電化學測試發(fā)現(xiàn),Mg含量的變化對合金電極的活化影響較小,但可以顯著改善合金電極的最大放電容量(Cmax)、循環(huán)穩(wěn)定性(Sn)和高倍率放電能力(HRDd)。其中,x=0.30的合金電極呈現(xiàn)出較好的綜合電化學性能,其最大放電容量(Cmax)、環(huán)穩(wěn)定性(S100)和高倍率放電性能(HRD500)的值分別為341.5 mAh/g、65.6％和87.3％。

4、r>　　 在上述研究的基礎(chǔ)上,為改善La-Mg-Ni-Co-Al合金的電化學性能,研究了不同熱處理工藝對La0.7Mg0.3Ni2.95Co0.25Al0.3合金相結(jié)構(gòu)及其電化學性能的影響。分析指出,合金的結(jié)晶性、成分的均勻性以及相組成、相豐度與熱處理工藝密切相關(guān)。比較發(fā)現(xiàn),水淬處理可以較好地改善合金電極的最大放電容量和循環(huán)穩(wěn)定性。1173K×8h水淬熱處理后合金電極的Cmax和S100分別為352.8 mAh/g和73.8％。

5、>　　 為進一步改善合金電極的循環(huán)穩(wěn)定性,研究了電解液中添加MgO、Al2O3對La0.7Mg0.3Ni2.95Co0.25Al0.3合金電極電化學性能的影響。結(jié)果顯示,電解液改性對合金電極的活性性能(Na)、最大放電容量(Cmax)及初期循環(huán)容量保持率(S10)影響不大,但可略微提高其循環(huán)穩(wěn)定性(S100)。分析指出,循環(huán)初期容量衰退雖然受合金顆粒粉化和活性元素腐蝕共同控制,但合金顆粒的粉化起主導作用;而在循環(huán)后期,合金活性元素的腐