TiV2.1Nix（x=0.2～0.6）贮氢合金的相结构及电化学性能

系统研究了TiV2.1Nix(x=0.2,0.3,0.4,0.5,0.6)贮氢合金的相结构及电化学性能。XRD及SEM分析表明:合金均由体心立方(bcc)结构的V基固溶体主相和TiNi基第二相组成;随着Ni含量x的增加,合金中V基固溶体主相的相含量和晶胞参数逐渐减小,TiNi基第二相含量逐渐增多,且当x≥0.4时,TiNi基第二相组织沿主相晶界形成明显的三维网络状结构。电化学测试表明:随着x的增加,合金的高倍率放电性能及循环稳定性均得到显著改善;但当x从0.4增加到0.6时,合金的活化性能变差,最大放电容量降低。在研究的合金中,TiV2.1Ni0.4表现出较好的综合性能。

工作温度对贮氢合金TiV_(2.1)Ni_(0.4)电化学性能的影响

系统研究了工作温度(T=25,35,45,55℃)对V基固溶体型贮氢合金TiV_(2.1)Ni_(0.4)电化学性能的影响。XRD及SEM分析表明,TiV_(2.1)Ni_(0.4)由体心立方(bcc)结构的V基固溶体主相和TiNi基第二相组成。电化学测试表明,当工作温度升高时,合金的活化性能得到改善,最大放电容量显著提高,循环稳定性明显降低。同时,ICP分析表明,高温下碱液中Ti和V元素的大量溶出,是导致合金循环容量衰退的主要原因。随着温度的增加,合金电极的交换电流密度I_o和极限电流密度I_L增大,电极表面的反应阻抗减小,合金高倍率放电性能得到改善。

V_(2.1)TiNi_(0.4)Zr_x(x=0～0.06)储氢电极合金的相结构及电化学性能

系统研究了V2.1TiNi0.4Zrx(x=0～0.06)储氢电极合金的相结构及电化学性能.相结构分析表明,所有合金均由体心立方(bcc)结构的V基固溶体主相和第二相组成,且第二相沿主相晶界形成三维网状分布;其中,当Zr含量x≤0.02时合金的第二相为TiNi基相,而当Zr含量x达0.04时,其第二相变为C14型Laves相,且主相和第二相的晶胞体积均随着x的增加而增大.电化学性能测试表明,添加Zr元素可以改善合金的活化性能和提高最大放电容量;同时,随着Zr含量x的增大,合金的高倍率放电性能得到明显提高,但充放电循环稳定性逐渐降低.在所研究的合金样品中,V2.1TiNi0.4Zr0.04合金具有相对较好的综合性能.

TiV1．35Cr1．35-x．Mnx（x=0～0．45）合金的相结构及储氢特性

系统研究了TiV1.35Cr1.35-Mnx(x=0,0.15,0.25,0.35,0.45)合金的相结构及储氢性能。XRD分析表明,所有合金x均为体心立方(b.c.c.)结构的单一固溶体相,其晶胞常数随Mn含量的增加而逐渐减小。储氢性能测试表明,用Mn部分取代Cr后,合金的活化性能变差,25℃最大吸氢量有所下降,但合金的吸放氢压力滞后减小,放氢压力平台变得平坦,100℃有效放氢量和放氢率也随着Mn含量的增加先升后降,并在x=0.35时达到最大值。

Zr含量对(Ti-Cr)_(45-x)V_(55)Zr_x(x=1～7)合金微结构及储氢性能的影响

系统研究了Zr含量对(Ti-Cr)_(45-x)V_(55)Zr_x(x=1,3,5,7；Ti／Cr=0.7～0.75)合金微结构及储氢性能的影响。XRD及SEM分析表明,当Zr含量x=1时,合金由体心立方(bcc)结构的钒基固溶体主相和微量α-Zr第二相组成；当zr含量增至x=3～7时,合金由bcc钒基固溶体主相和α-ZrCr_2第二相组成。储氢性能测试表明,随着Zr含量的增加,合金的活化性能得到改善；室温最大吸氢量和80℃有效放氢容量均先增后降,并在x=5时达到最高值；P-C-T曲线滞后减小,平台倾斜度增大。在所研究的合金中,(Ti-Cr)_(40)V_(55)Zr_5合金的综合性能最佳,经2次吸放氢循环就活化,室温最大吸氢量可达403 ml／g,80℃有效放氢容量达到230 ml／g。

Cu粉复合球磨处理对V基固溶体型贮氢合金电化学性能的影响

研究了V基固溶体型贮氢合金(TiV211Ni013和TiV211Ni015)与Cu粉进行复合球磨处理对其相结构及电化学性能的影响。X射线衍射和扫描电镜分析表明,铸态合金均由体心立方(bcc)结构的V基固溶体主相和bcc结构的TiNi基第二相组成;当与Cu粉复合球磨处理后,合金均变成由V基固溶体主相和体心四方(bct)结构的CuNi2Ti第二相组成,且合金颗粒的表面状态发生改变。电化学测试表明,球磨处理后合金电极的最大放电容量增加了25～39mA·h/g,100次循环容量保持率大幅提高,循环稳定性得到显著改善。结果表明,Cu粉复合球磨处理是通过同时改变V基合金的第二相成分和晶体结构以及合金颗粒的表面状态来改善合金的电极性能,这与其他传统球磨方式仅通过改变合金的表面状态来改善电极性能的作用机制有所不同。

Ti-V-Fe系储氢合金的相结构及吸放氢特性

系统研究了Ti100-x-yVxFey(x=54,49,44;y=5,7.5,10)储氢合金的相结构及其吸放氢性能。XRD及SEM分析表明,Ti41V54Fe5合金由体心立方(BCC)结构的固溶体主相和少量的α-Ti第二相组成;而Ti43.5V49Fe7.5和Ti46V44Fe10合金均为单一的BCC固溶体相。储氢性能测试表明,3种合金的动力学性能均很好,在室温和4MPa初始氢压条件下,无需氢化孕育期就能快速吸氢;经4次~5次吸放氢循环即能活化,仅2min^3min就能吸氢饱和达到最大吸氢量363.7ml/g^372.4ml/g;在300℃和0.1MPa放氢终压条件下,合金的放氢量在220.3ml/g^238.5ml/g之间。在所研究的合金中,Ti46V44Fe10合金的综合性能最佳,经4次吸放氢循环即活化,室温最大吸氢量可达372.4ml/g,放氢量达到238.5ml/g。

Ti_(17)Cr_(23)V_(55-)xZr_5Fe_x(x=11～16)合金的相结构及储氢特性

系统研究了Ti17Cr23V55-xZr5Fex（x=11～16）合金的相结构以及储氢特性。XRD及SEM分析表明，所有合金的主相均为体心立方（bcc）结构的钒基固溶体，并含有σ-FeCr和Cr2Zr等第二相；随着Fe含量的增加，合金中的bcc主相含量和晶胞体积逐渐降低，σ-FeCr相含量逐渐增多，而Cr2Zr相含量几乎恒定。储氢性能测试表明，该系列合金的活化性能和动力学性能都很好，在20℃和4MPa初始氢压条件下首次吸氢即可活化，并且无需氢化孕育期就能快速吸氢。当Fe含量从x=11增加至x=16时，合金的室温最大吸氢量从268ml／g逐渐降低至25lml／g，80℃有效放氢量从153ml／g逐渐降低至137ml／g。研究表明，为了改善合金的有效储氢能力，必须消除合金中不吸氢的σ-FeCr相或者抑制σ-FeCr相的生成。

(Ti-Cr)_(100-x)V_x(x=30～60)合金的微结构及储氢特性

系统研究了(Ti-Cr)_(100-x)V_x(x=30,40,50,60;Ti/Cr=0.7～0.75)合金的微结构及储氢性能。XRD及SEM分析表明,当V含量x=30时,合金中由体心立方(bcc)结构的钒基固溶体主相和微量α-Ti第二相组成;当V含量增至x=40～50时,合金为单一的bcc相;当x=60时,合金中出现了C15型Laves第二相。储氢性能测试表明,随着V含量的增加,合金的活化性能下降;室温最大吸氢量和90℃有效放氢容量均先增加后降低,并在x=50时达到最高值。合金的P-C-T曲线平台比较宽,吸放氢压力滞后均较大。当V含量x=50时,合金的综合性能相对较佳,室温最大吸氢量可达393ml·g^(-1),90℃有效放氢容量为210ml·g^(-1)。