热处理温度对La-Y-Ni合金相结构和电化学性能的影响

采用磁悬浮感应熔炼法制备了组分为LaY2Ni9.7Mn0.5Al0.3的合金,在不同温度(1073~1373K)下对合金进行热处理,利用X射线衍射法(XRD)、电子探针(EPMA)和电化学性能测试等方法,系统地研究了热处理温度对合金相结构和电化学性能的影响。结果表明,热处理可以显著提高合金的相均匀度,随着热处理温度的升高合金中的主相Ce2Ni7相先增加后减少。电化学研究表明,合金电极的最大放电容量、倍率性能和循环稳定性随着热处理温度的升高均呈现先升高后降低的趋势,与Ce2Ni7相含量的变化一致。电化学压力-组成-温度(P-C-T)测试表明,合金具有2个放氢平台,且随着热处理温度的升高合金的放氢坪台压增加。当热处理温度为1273K时,合金的Ce2Ni7相含量最高为86.53%(w/w),电化学性能最佳,最大放电容量为386.80mAh·g^-1(60mA·g^-1),在电流密度为900mA·g^-1时的高倍率性能HRD900=89.45%,循环300周后的容量保持率S300=72.18%(300mA·g^-1)。

Mn, Al元素替代对A2B7型La-Y-Ni储氢合金的影响

采用高频感应熔炼法制备了A2B7型LaY2Ni10.5-x(MnAl)x, LaY2Ni10.5-0.8xMn0.5xAl0.3x, LaY2Ni10.5-0.6xMn0.5xAl0.1x(x=2.0, 1.5, 1.0)储氢合金,在Ar气氛和925℃下对铸态合金进行退火处理,通过X射线衍射(XRD)和电化学测试等分析方法系统研究了Mn, Al部分替代Ni元素对合金相结构和电化学性能的影响。研究结果表明:合金由Ce2Ni7相、 Gd2Co7相、 LaNi5相、 PuNi3相和Ce5Co19相组成,随着Mn, Al替代量的降低,合金中的Gd2Co7相含量减少至消失, Ce2Ni7相含量增加,各相晶胞体积减小。电化学P-C-T曲线显示不同吸氢态造成的双平台现象,随着Mn, Al替代量的降低,合金吸放氢坪台压升高,平台区域变宽。电化学性能测试表明,随着Mn, Al替代量的减少,合金的最大放电容量,倍率性能和循环性能明显提高。合金高倍率性能的提升主要与合金中Gd2Co7相含量降低和Ce2Ni7相的增加有关。

AB3.3~3.7型La-Y-Ni稀土储氢合金微观结构和电化学性能研究

采用磁悬浮感应熔炼的方法制备了(LaSmY)(NiMnAl)x(x=3.3,3.4,3.5,3.6,3.7)系列稀土储氢合金,并在氩气气氛、1273 K下热处理24 h。通过X射线衍射(XRD)和电化学测试分析了合金的相结构以及在常温和低温下的电化学性能。结果表明,合金为多相结构,含有Ce_(2)Ni_(7)相、PuNi_(3)相、Gd_(2)Co_(7)相、LaNi_(5)相以及Ce_(5)Co_(19)相。主相Ce_(2)Ni_(7)相的含量随化学计量比x值的增加先增加后降低,当x=3.5时最高,为74.67%。Gd_(2)Co_(7)相和PuNi_(3)相含量随x值的增加逐渐降低,Ce_(5)Co_(19)相逐渐增加。电化学测试结果表明,在常温下,随化学计量比x值的增加,合金的最大放电容量从317.7 mAh·g^(-1)(x=3.3)增加到353.4 mAh·g^(-1)(x=3.5),然后降至343.8 mAh·g (x=3.7)。循环容量保持率随x值的先增加后降低,当x值为3.4时最佳,循环300周后容量保持率(S300)为84.75%。高倍率性能(HRD1200)从62.00%(x=3.3)增加到77.56%(x=3.7)。在低温下,合金电极的放电性能随温度的降低而降低,容量保持率随x值的变化规律与常温下高倍率性能的变化保持一致。在温度为248 K的情况下,x=3.7的合金电极具有最高的容量保持率,为56.71%。