y摻雜的mg1xyxni0.95al0.05(x=0～0.08)儲氫合金相結(jié)構(gòu)和電化學性能的研究

1、碩士學位論文 碩士學位論文論文題目 論文題目：Y 摻雜的 Mg1-xYxNi0.95Al0.05(x=0~0.08)儲氫合金相結(jié)構(gòu)和電化學性能的研究英文題目 英文題目：The structure and electrochemistry ofMg1-xYxNi0.95Al0.05(x=0~0.08) alloys學 位 類 學 位 類 別： 工程碩士研 究 生 姓 研 究 生 姓 名： 胡俊 學號： 學號：2014022307學科 學科

2、(領(lǐng)域 領(lǐng)域)名稱 名稱： 材料工程指 導(dǎo) 教 指 導(dǎo) 教 師： 張羊換 職稱 職稱：教授協(xié)助指導(dǎo)教 協(xié)助指導(dǎo)教師： 師： 職稱： 職稱：2016 年 6 月 7 日分類號： 分類號： TG139.7 TG139.7 密 級： 級： 公開 公開U D C ： 學校代碼： 學校代碼： 10127 10127內(nèi)蒙古科技大學碩士學位論文I摘 要最近，有研究明確表明 MgNi 合金，尤其是通過機械合金化的納米晶和非晶的鎂鎳類化合物是最有前途的金

3、屬氫化物電極材料。例如，球磨 10 h 獲得的非晶結(jié)構(gòu)的MgNi 合金，其初始放電容量能達到 522 mAh/g，然而已經(jīng)商用的 LaNi5 合金第一次放電的最大容量僅僅只能達到 320 mAh/g。與傳統(tǒng)的 AB5 和 AB2 類型儲氫合金相比，MgNi 合金不需要激活過程。鎂元素對身體的毒性較小，并且在地殼中的儲量名列第六位，比較容易獲得，使其具有較高的價格優(yōu)勢，降低了 MgNi 合金的使用成本。 但是它們的充放電動力學還不盡人意，

4、 實際放電容量也未達到理論值， 電極的循環(huán)壽命從實用角度上存在較多的不足。本文采用真空感應(yīng)熔煉法用釔部分替代鎂形成Mg1-xYxNi0.95Al0.05 (x=0, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08)儲氫合金，采用機械合金化方法， 將粉末狀鑄態(tài)合金添加 50%的鎳粉后進行球磨， 獲得球磨態(tài)合金。 對獲得的球磨態(tài)合金進行電化學和電化學儲氫動力學的研究，應(yīng)用 XRD 和 TEM 分析了合金球磨后的結(jié)構(gòu)的變化。并分析不同球磨時間對

5、 Mg1-xYxNi0.95Al0.05 (x=0, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08)電化學儲氫性能和動力學的影響。經(jīng)過研究表明， 在添加 50%Ni 進行球磨時， Mg1-xYxNi0.95Al0.05 (x=0, 0.02, 0.04, 0.06,0.08)合金的活化性能優(yōu)良， 延長球磨時間有助于增加合金電極的最大放電容量， 進行機械球磨， 可以促進晶粒細化和晶體的非晶化， 晶粒細化有助于儲氫合金的電化學儲氫。 隨著球

6、磨時間的增加， 晶體非晶化越嚴重， 有助于儲氫合金提高電化學放電能力。其中球磨時間達到 30 h 時，合金的放電容量達到了最大值，分別為：577.7 mAh/g、526.9 mAh/g、482.0 mAh/g、527.7 mAh/g。球磨時間的延長提高了合金電極的循環(huán)穩(wěn)定性，其中球磨時間為 30 h 時效果最佳。延長球磨時間有助于提高合金的高倍率放電的性能、極限電流密度、交換電流密度、氫擴散系數(shù)；而合金電極的電荷傳遞電阻減小。對于球磨合

7、金 Mg0.92Y0.08Ni0.95Al0.05，其活化性能好，合金電極的最大放電容量隨著球磨時間的延長而先增大后減小，其中球磨時間為 20 h 時，合金達到最高的放電容量 600.6 mAh/g。球磨時間為 20 h 時，合金電極的循環(huán)穩(wěn)定性與合金高倍率放電性能也達到了最大值， 并且與球磨時間的關(guān)系也呈現(xiàn)出上述相同的規(guī)律。 隨著球磨時間的增加，合金電極的電荷傳遞電阻、極限電流密度、交換電流密度、氫擴散系數(shù)均呈現(xiàn)出先增大后減小的規(guī)律。