低鈷La-Mg-Ni系貯氫電極合金的結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能.pdf

1、為研究開發(fā)低成本、具有良好循環(huán)穩(wěn)定性的La—Mg-Ni系貯氫電極合金，本文設(shè)計(jì)研究了系列低鈷及無鈷La-Mg-Ni系合金，在La-Mg-Ni系合金中引入Al及采用熱處理，以提高合金的循環(huán)穩(wěn)定性。結(jié)合XRD、SEM、XPS等現(xiàn)代材料測試分析方法，系統(tǒng)研究了材料的成分及熱處理對材料的結(jié)構(gòu)和其電化學(xué)性能的影響，探討了影響材料電化學(xué)性能的主要結(jié)構(gòu)因數(shù)及其影響機(jī)制。
　　 研究了Al對Ni的部分替代對無鈷La07Mg0.3Ni3.5Alx

2、(x=0-0.4)貯氫電極合金的相結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，合金主要由(La，Mg)Ni3相與LaNi5相組成，Al的替代引起主相的晶胞體積增大和少量的AlNi3和MgNi2相的出現(xiàn)。Al能有效提高合金的循環(huán)穩(wěn)定性，且隨Al含量的增加，合金電極的循環(huán)穩(wěn)定性能明顯改善。100次循環(huán)后容量保持率(S100)由26.3％(x=0)增加到55.5％(x=0.4)，但其最大放電容量(Cmax)和動力學(xué)性能下降。
　　 論文對La-

3、Mg-Ni系合金中提高合金的循環(huán)性能的有效元素Co和Al作用的相關(guān)性進(jìn)行研究。通過對La0.Mg0.3Ni3.5Co0.75-xAlx(x=0-0.4)合金的成分、結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的相關(guān)性的研究發(fā)現(xiàn)，合金的主要相組成為(La,Mg)Ni3相和LaNi5相，Al替代Co使(La,Mg)Ni3相含量降低，LaNi5相含量增加，晶胞參數(shù)和體積增大。隨著Al的增加和Co的減少，合金電極的Cmax下降，而S100從46％(x=0)升高到82％(x

4、=0.4)。論文相關(guān)研究表明，Al提高合金循環(huán)穩(wěn)定性的主要原因是其提高了合金的抗粉化和抗腐蝕性能。
　　 在采用Ni進(jìn)一步替代Co以減低Co含量的研究中，研究了La0.7Mg0.3Ni2.75+xCo0.45-xAl0.3(x=0-0.4)合金的成分、結(jié)構(gòu)和其電化學(xué)性能的相關(guān)性。研究結(jié)果表明，合金主要有(La,Mg)Ni3和LaNi5相組成。隨著x值增加，鑄態(tài)合金電極的Cmax上升，動力學(xué)性能得到提高，但循環(huán)穩(wěn)定性略有下降。結(jié)合