銅替代鎳對AB-,5-型貯氫合金性能的影響.pdf

1、本文在全面綜述國內(nèi)外AB5型稀士系貯氫合金研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上，確定以MlNi4.0-xCo0.4Mn0.3Al0.3Cux型貯氫合金為研究對象。采用XRD、SEM等分析方法以及恒電流放電、電化學(xué)阻抗、線性極化、陽極極化和恒電位階躍等電化學(xué)測試技術(shù)，分析Cu含量的變化及熱處理對合金相結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響，揭示合金的成份、結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能的關(guān)系，力求開發(fā)出一種低成本、長壽命稀土系貯氫合金。 本文首先研究了Cu替代Ni對MlNi4.0

2、-xCo0.4Mn0.3Al0.3Cux(x=0.0，0.1，0.2，0.3，0.4)合金相結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能的影響，研究表明：所有合金晶體結(jié)構(gòu)均為六方LaNi5結(jié)構(gòu)，隨著Cu含量的增加，c/a軸比逐漸增大，晶胞參數(shù)和晶胞體積也逐漸增大，合金電極的吸氫平臺隨著Cu含量的增加而逐漸升高。隨著Cu含量的增加，合金電極的最大放電容量逐漸降低，從x=0時(shí)的330.6 mAh/g逐漸下降到x=0.4時(shí)的290.7mAh/g。但是，合金電極的循環(huán)性能

3、隨著Cu含量的增加而顯著提高，經(jīng)100次充放電循環(huán)后，當(dāng)x=0.4時(shí)容量保持率達(dá)到86.5％。測試表明合金中加入Cu可以降低顯微硬度，從而提高了合金電極的循環(huán)穩(wěn)定性。對合金電極的高倍率放電能力、電化學(xué)反應(yīng)阻抗、交換電流密度、極限電流密度的研究表明，隨著Cu含量的增加，高倍率性能逐漸降低，電化學(xué)反應(yīng)阻抗逐漸增加，交換電流密度和極限電流密度逐漸減小。 研究了熱處理(t=4.5h，T=1123 K)對MlNi4.0-xCo0.4Mn0

4、.3Al0.3Cux(x=0.0，0.1，0.2，0.3，0.4)合金的電化學(xué)綜合性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明，隨著銅含量的增加，P-C-T曲線平臺逐漸增加。與未處理合金相比較，熱處理可以降低合金P-C-T曲線的吸氫平臺，減小平臺的傾斜度而趨于平坦。經(jīng)熱處理后，合金電極的最大放電容量下降，活化性能降低。當(dāng)x=0.4時(shí)，Cmax=282.6 mAh/g。但是，熱處理顯著提高了合金電極的循環(huán)穩(wěn)定性，容量保持率隨Cu含量的增加而增加，循環(huán)效率大大