MmNi5-x(CoMn)x貯氫電極合金的制備及電化學(xué)性能.pdf

1、本文在國內(nèi)外AB5型貯氫合金研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上,確定以MmNi5-x(CoMn)x貯氫電極合金作為研究對(duì)象,采用XRD、SEM和PCT等材料分析方法以及恒電流充放電、循環(huán)伏安法和恒電位階躍等電化學(xué)測試技術(shù),系統(tǒng)研究了MmNi5-x(CoMn)x合金的寬溫(238K、273K、303K及323K)電化學(xué)性能,以及273K下電解液成份及快凝速度(5m/s、10m/s、15m/s和20m/s)對(duì)MmNi5-x(CoMn)x合金的相結(jié)構(gòu)及其電化學(xué)

2、性能的影響,以期開發(fā)出一種低溫下滿足實(shí)際需要的MH/Ni電池材料。
　　MmNi5-x(CoMn)x合金是由 CaCu5型單相組成,隨著測試溫度的升高,貯氫合金的吸放氫平臺(tái)壓力升高、貯氫量呈下降趨勢、吸放氫滯后效應(yīng)減小。電化學(xué)性能測試表明,隨著測試溫度的升高,合金的活化性能增強(qiáng),但合金的最大放電容量和循環(huán)穩(wěn)定性能均有所降低。循環(huán)伏安法及恒電位階躍法測試結(jié)果表明,當(dāng)溫度升高時(shí),合金電極中的氫擴(kuò)散系數(shù)有所增加,從而使得合金的高倍率放電

3、性能增強(qiáng)。同時(shí)自放電研究結(jié)果表明,合金的自放電量均隨著溫度的升高而增加。綜合而言,273K下合金的綜合性能最佳,其活化次數(shù)為5次,最大放電容量為341.61mAh/g,在300mA/g放電電流密度下的高倍率放電性能HRD300為85.95％,經(jīng)50次充放電循環(huán)后的容量保持率S50為83.60%。
　　電解液成份對(duì) MmNi5-x(CoMn)x合金273K電化學(xué)性能的影響研究表明,添加少量的LiOH降低了合金的活化性能及最大放電容量

4、,但卻極大地提高了合金的循環(huán)穩(wěn)定性能。循環(huán)伏安法測試結(jié)果表明,少量的LiOH添加量可降低合金電極中的氫擴(kuò)散系數(shù),從而導(dǎo)致合金的高倍率放電性能有所降低。EL2電解液中合金的綜合電化學(xué)性能最好,其活化次數(shù)為4次,最大放電容量為340.5 mAh/g,在300mA/g放電電流密度下的高倍率放電性能 HRD300為86.91%,經(jīng)50次充放電循環(huán)后的容量保持率 S50為94.07%。
　　快凝速度對(duì) MmNi5-x(CoMn)x貯氫合金電

5、極相結(jié)構(gòu)和273K電化學(xué)性能的影響研究表明,快凝MmNi5-x(CoMn)x合金仍保持CaCu5型單相結(jié)構(gòu)?？炷幚硎沟煤辖鸬慕Y(jié)晶度及成份均勻性得到明顯的改善。隨著快凝速度的增加,合金的晶胞參數(shù)及晶胞體積均增加。電化學(xué)測試表明,隨著快凝速度的增加,合金的放電容量和高倍率放電性能均有所降低,但合金的循環(huán)穩(wěn)定性卻得到明顯的改善。其中,快凝速度為10m/s的合金的綜合性能最佳,其活化次數(shù)為4次,最大放電容量為336.72mAh/g,在300m