元素取代和硼化物添加對(duì)鎂基儲(chǔ)氫合金電極性能的影響.pdf

1、鎂基儲(chǔ)氫合金由于材料本身有具有儲(chǔ)氫量高、質(zhì)量輕、資源豐富和成本低等優(yōu)點(diǎn)，所以其重要應(yīng)用之一是制備Nj-MH電池的負(fù)極材料。盡管鎂基儲(chǔ)氫合金具有這些優(yōu)點(diǎn)，但是它在堿液中容易被腐蝕，導(dǎo)致電池循環(huán)壽命受到影響，阻礙了它在二次電池實(shí)用化方面的應(yīng)用。 本論文是在本課題組研究的MgNi鎂基合金的基礎(chǔ)上，通過Ti、Zr、Al和Ce元素取代Mg，以及硼化物(NiB、CoB和FeB)與MlgNi合金球磨復(fù)合的方法合成新型的鎂基儲(chǔ)氫合金電極負(fù)極材料

2、，以提高其電化學(xué)性能。 采用機(jī)械合金化法(MA)成功地制備了Mg<,0.9>Ti<,0.1-x>Zr<,x>Ni(x=0.02，0.04，0.06，0.08)系列和Mg<,0.9>Al<,0.1-x>Ce<,x>Ni(x=0.01，0.02，0.025，0.05)系列四元合金。球磨100小時(shí)，Mg<,0.9>Ti<,0.06>Zr<,0.04>Ni和Mg<,0.9>Al<,0.08>Ce<,0.02>Ni的非晶化程度最好。Ti、

3、Zr、Al和Ce的加入有效地阻止了MgNi系合金中Mg的氧化，提高了MgNi系儲(chǔ)氫合金電極的循環(huán)穩(wěn)定性、抗腐蝕性和電化學(xué)動(dòng)力學(xué)性能。充放電循環(huán)50周后，Mg<,0.9>Ti<,0.06>Zr<,0.04>Ni的容量保持率比MgNi合金高16.89％，腐蝕電位提高了0.086V；Mg<,0.9>Al<,0.08>Ce<,0.02>Ni的容量保持率比MgNi合金高11.27％，腐蝕電位提高了0.1048V。 使用機(jī)械球磨和化學(xué)還原(

4、CR)兩種方法合成NiB、FeB和CoB三種硼化物，將其分別與MgNi合金進(jìn)行球磨復(fù)合，得到的復(fù)合合金為非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，硼化物組分完全溶入主相中合金中。硼化物的加入，提高了合金中Mg的抗氧化能力，使MgNi合金的循環(huán)穩(wěn)定性、抗腐蝕性和電化學(xué)動(dòng)力學(xué)性能得到明顯的提高。充放電循環(huán)50周后，MA-MgNi-NiB (質(zhì)量比MgNi：NiB=100：10，MA 10h)體系容量保持率比MgNi合金高32.28％，腐蝕電位提高了0.034V；CR.M

5、gNi-NiB(質(zhì)量比MgNi：NiB=100：10，MA 15h)體系的容量保持率比MgNi合金高50.15％，腐蝕電位提高了0.054V；MA-MgNi--CoB(質(zhì)量比MgNi：COB=100：10，MA 15h)體系容量保持率比MgNi合金高28.29％，腐蝕電位提高了0.033V；CR.MgNi-CoB (質(zhì)量比MgNi：CoB=100：15，：MA 15h)體系容量保持率比MgNi合金高44.95％，腐蝕電位提高了0.037