非化学计量比贮氢合金Ml(Ni_(0.71)Co_(0.15)Al_(0.06)Mn_(0.08))_x的电化学性能

研究了化学配比x对贮氢合金Ml(Ni0 .71 Co0 .1 5Al0 .0 6Mn0 .0 8) x(4.6≤x≤ 5.2 )的结构、组织、电化学性能和 p c T特性的影响。结果表明 ,随着x增大非化学计量比合金点阵常数a值减小 ,c值增大 ,单胞体积减小 ,当x =5.2时c/a达到最大值。x =5.0的化学计量比合金具有最小的点阵常数和单胞体积。放电容量、充放电循环稳定性和 p c T曲线平台压均随着x增大而提高 ,当x =5.2时达到最大放电容量和最佳循环稳定性。

非化学计量比贮氢合金及其电极特性

对贮氢合金Ｍ１Ｎｉ３３．５５＋ｘＣｏ０．７５Ａｌ０．３Ｍｎ０．４（０≤ｘ≤０．６）的结构、组织、电化学性能和Ｐ－Ｃ－Ｔ特性进行了研究。结果表明，除了ｘ＝０．６的合金外，随着ｘ的增大合金的点阵常数ａ值减小、ｃ值增大，ｃ／ａ值和单胞体积也随之增大，而ｘ＝０．６时合金体积反而减小。同时随着ｘ的增大，合金中Ｎｉ并没有出现明显偏析，而是促进了Ｂ侧其它合金元素尤其是Ｍｎ和ＡＩ的偏析。ｘ的增大，放电容量降低，充放电循环稳定性只略有下降，但活化性能却明显改善，Ｐ－Ｃ－Ｔ曲线平台压升高。

非化学计量比贮氢合金及其电极特性(英文)

对贮氢合金MINi_(3.55+x)Co_(0.75)Al_(0.3)Mn_(0.4)(0≤x≤0.6)的结构、组织、电化学性能和P-C-T特性进行了研究。结果表明,除了x=0.6的合金外,随着x的增大合金的点阵常数a值减小、c值增大,c/a值和单胞体积也随之增大,而x=0.6时合金体积反而减小。同时随着x的增大,合金中Ni并没有出现明显偏析,而是促进了B侧其它合金元素尤其是Mn和Al的偏析。x的增大,放电容量降低,充放电循环稳定性只略有下降,但活化性能却明显改善,P-C-T曲线平台压升高。

非化学计量比贮氢电极合金的电化学性能和结构及热力学研究

在分别优化稀土Ａ组元和过渡族Ｂ组元基础上，研究了ＡＢγ合金中化学计量比γ值对其电化学性能的影响。结果表明，超化学计量比（γ＝５．３）的合金具有较高的放电容量（２９５ｍＡ·ｈ／ｇ）和较小的循环容量衰退（电化学容量在２５０次循环后为８３．６％），但其大电流放电能力有所降低。经ＸＲＤ分析，γ＝５．３的合金具有最大的晶胞体积。从放电容量和循环寿命来看，超化学计量比合金优于化学计量比合金和欠化学计量比合金，但其高倍率放电能力有所降低。用Ｓｉｅｖｅｒｔ固——气吸放氢（ｐ－Ｃ－Ｔ）法求得吸放氢反应的ΔＨ和ΔＳ表明，超化学计量比合金ＡＢ５．３的生成热较负，形成的氢化物比较稳定，氢原子扩散困难，且使氢原子发生电化学氧化反应阻力增大，因而使电极合金的大电流放电能力降低。

含锡AB_5型非化学计量贮氢合金Ⅰ.合金的结构

采用X射线衍射法研究了LaNi5 .1 5 ,La(NiSn) 5 .1 4 ,La(NiSnCo) 5 .1 2 ,La(NiSnMn) 5 .1 2 ,La(NiSnCoMnAl) 5 .1 0 5种AB5 型非化学计量贮氢合金的结构。发现主物相中并未产生第二物相 ,AB5 型贮氢合金中B原子数发生正偏移时 ,晶胞体积减小 ,当B侧含有取代元素时 ,这种变化更加明显。对于非化学计量贮氢合金而言 ,少量Sn取代Ni后 ,晶胞体积大大提高。Mn ,Co和Al的加入也会影响晶胞常数。Sn ,Co ,Mn ,Al均会降低贮氢合金放氢平台压力。

AB_5型非化学计量贮氢合金电极过程动力学研究

为了探明取代元素对非化学计量AB5型贮氢合金氢化物电极充放电性能的影响因素,对LaNi5.15,La(NiSn)5.14,La(NiSnCo)5.12,La(NiSnMn)5.12和La(NiSnCoMnAl)5.10开展了电极过程动力学的研究。采用线性极化的方法,控制电极过电势小于5mV,测量出不同荷电容量下电化学反应的交换电流密度。电极在满充电状态下i0并非最大,当电极部分放电后该值达到最大。对Co,Mn或Al部分取代形成的非化学计量多元贮氢合金的交换电流密度研究表明,Co有利于提高i0,而Mn和Al不利于提高i0。当氢化物电极中贮氢容量较小时,电极反应的交换电流密度与电极中贮氢容量存在对数值的线性关系。对于具有几乎一致的电极反应电子传递系数β的La(NiSn)5.14,La(NiSnCo)5.12,La(NiSnMn)5.12,La(NiSnCoMnAl)5.10氢化物电极,造成交换电流密度差异来源于热力学吸附平衡常数K0与反应活化能W0。含Al贮氢合金K0较低,这是影响交换电流密度的主要因素。对K0值接近的3种贮氢合金La(NiSn)5.14,La(NiSnCo)5.12,La(NiSnMn)5.12,活化能W0是造成交换电流密度不同的主要原因。

含锡AB_5型非化学计量贮氢合金Ⅱ.电化学性能

研究了几种AB5非化学计量贮氢合金的电化学性能 ,及在低电流密度与高电流密度放电下取代元素对放电比容量、活化性能及循环寿命的影响。Sn ,Co,Mn的加入有利于提高合金的电化学贮氢容量 ,La(NiSn) 5.14 ,La(NiSnCo) 5.12 和La(NiSnMn) 5.12 具有相同的电化学贮氢容量与活化特性。尽管La(NiSn) 5.14 大电流放电性能优于La(NiSnCo) 5.12 和La(NiSnMn) 5.12 ,但其寿命短。Mn ,Co和Al可大大提高合金的使用寿命。La(NiSnCo) 5.12 被认为是一种理想的贮氢合金。

非化学计量比对贮氢合金Mm(NiCoMnAl)_5B_x电化学性能的影响

研究了稀土系非化学计量比贮氢合金Mm(NiCoMnAl)5Bx(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)微观结构及电化学性能 ,分析了非化学计量比ｘ对贮氢合金电化学性能的影响 研究结果表明 ,铸态非化学计量比合金Ｍｎ(ＮｉＣｏＭｎＡｌ)5Ｂｘ 具有双相组织 ,主相为ＣａＣｕ5结构相 ,还有少量ＣｅＣｏ4Ｂ第二相 ,第二相的相丰度随ｘ的增加而增大 经 2 2ｍ/ｓ淬速快淬处理后 ,合金中的第二相消失 随非化学计量比ｘ的增加 ,合金的电化学容量下降 ,但活化性能、倍率放电能力循环寿命明显提高 。

不同化学计量比稀土镁基贮氢电极合金结构和电化学性能

用冷坩锅磁悬浮熔炼的方法制备了不同化学计量比的La0.7Mg0.3(Ni0.85Co0.15)x (x=3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) 稀土镁基贮氢电极合金, 采用X射线衍射和三电极测试体系研究了合金的相结构和电化学性能.X射线衍射分析结果表明, 该系列合金均由(La, Mg)Ni3相、 (La, Mg)2Ni7相、 LaNi5相及少量杂质相组成, 为多相结构;随着化学计量比x的增加, (La, Mg)Ni3相的含量降低, 相应LaNi5相的含量增加.电化学测试结果表明, 该系列合金的最大放电容量均高于目前已商品化的稀土基AB5型贮氢电极合金的最大放电容量(310～330 mAh·g-1), 且当x=3.4时, 合金的最大放电容量可达395.4 mAh·g-1, 较AB5型合金高约30%, 是合金中各相的含量比例较为合适的结果;该系列合金活化性能、倍率放电性能良好, 并随着化学计量比x的增加得到进一步改善, 这与同时作为贮氢相和催化相的LaNi5相含量的增加有关;在电化学吸放氢循环过程中, 合金的循环稳定性较差, 有待进一步提高.

非晶态Mg-Ni-La贮氢合金电化学吸释氢过程中的贮氢机制

采用溶体快淬法制备(Mg60Ni25)100-x Lax(x=4,6,8,10)的非晶贮氢合金带,分别采用X射线衍射仪和高分辨透射电镜对该合金在充放氢循环过程中的组织结构进行表征。结果表明:Mg65Ni27La8合金具有最高的放电容量(582 m A·h/g),充放电(吸释氢)过程可分为以下4个阶段:1)氢原子被非晶相吸收,氢原子的分布是无序的;2)随着吸氢过程的继续,合金中逐渐出现直径小于4 nm的HT-Mg2Ni H4和LT-Mg2Ni H4两种氢化物,且数量逐渐增加;3)随着氢化物开始分解释氢,分解后局部结构恢复到无序态,仅留下一些尺寸较大且较为稳定的LT-Mg2Ni H4纳米晶;4)剩余的氢原子从非晶相中释放,表现为非晶相的释氢,在此过程中合金的结构无显著变化。

非化学计量LaNi_5型储氢合金的性能

采用富La混合稀土与Ni、Co、Mg等元素组合,获得了一种非化学计量LaNi5型储氢合金.用金相、XRD和SEM-EDX等方法分析了该合金的组织结构,研究了合金的气相储氢特性以及电化学性能,结果表明:在1.6 MPa氢压和温度29℃下,该合金的储氢量达到1.58％（质量分数）.该合金的放电容量为380mAh/g;经300次循环后容量保持率为55％.该合金的基体是CaCu5型结构的LaNi5相,但有第二相（LaMg）Ni3析出,这种第二相的形成是导致该合金大容量的关键.

机械合金化Mg-Ni基非晶态贮氢合金的电化学特性

详细研究了通过机械合金化（ＭＡ）方法制备的Ｍｇ５０Ｎｉ５０－ｘ－ｙＭｘＮｙ（Ｍ，Ｎ＝Ａｌ，Ｃｏ和Ｓｉ）系列非晶态贮氢合金的电化学特性。结果表明，该系列ＭＡ非晶合金的电化学活化容易，电化学容量高，其中Ｍｇ５０Ｎｉ５０合金的最大容量达５００ｍＡ·ｈ／ｇ，约为晶态合金的１０倍；但是它们的化学稳定性较差，容量的循环衰减速率达（１０～６０）ｍＡ·ｈ／ｇ·ｃｙｃｌｅ。通过ＸＲＤ分析，证实Ｍｇ－Ｎｉ基合金的性能衰退是由于其中的Ｍｇ在碱性溶液中被氧化所引起。

稀土Ce对无Co过计量比CaCu_5型合金贮氢和电化学性能的影响

采用单辊甩带快速凝固方法制备过化学计量比稀土贮氢合金La1-xCexNi4.17Mn0.93Al0.1Fe0.4（AB5.6型,x=0~0.5）,研究Ce元素部分替代La后对合金微观结构、储氢及电化学性能的影响.XRD分析及储氢性能测试结果表明,快淬过化学计量比合金的相组织均为过饱和CaCu5型结构单相,合金晶胞体积与Ce质量分数基本呈线性关系,其中合金的储氢量随Ce质量分数的增加而减小,而吸放氢平台压力增高.电化学测试和分析结果表明,随Ce质量分数的增加,合金电极的活化性能和放电容量有所降低,但电极循环寿命得到明显提高.当x=0、0.5时,合金电极的最大放电容量为328.9、305.4 mAh/g;当x≥0.3时,经100次循环后,合金电极容量保持率S100由x=0时的80%提高至93%~96%;合金电极的高倍率放电性能（HRD）随Ce质量分数的增加呈先减小后增加的趋势.

Mg-Ti-Mn-Ni基非晶贮氢合金的电化学性能研究

所有贮氢合金全部采用机械合金化方法制备。研究包括两方面内容:第一,研究了Al、Cu、V、Zr等4种元素部分替代四元Mg45Ti5Mn5Ni45合金中的Mn之后,对合金电化学性能的影响,电化学性能测试结果表明:Al、Cu、V、Zr对Mn部分替代后所形成的五元合金,与四元Mg45Ti5Mn5Ni45合金相比较,最大放电容量、循环稳定性都有大幅度提高,其中Mg45Ti5Mn2.5Al2.5Ni45合金的综合性能最佳;第二,研究了不同的球磨工艺对Mg45Ti5Mn2.5Al2.5Ni45合金电化学性能的影响,研究表明:球磨时间、球磨产物的相结构是决定合金电化学性能的两个关键因素。

Ti-Ni非晶合金贮氢薄膜制备及电化学性能研究

利用离子束溅射的方法（ＩＢＳ）制备了Ｔｉ－Ｎｉ非晶合金薄膜，采用ＸＲＤ、ＳＥＭ方法研究了薄膜试样充放电前后的结构和形貌变化，采用电化学方法研究了这种材料的电化学贮氢性能，试样Ｔｉ５０Ｎｉ５０最高电化学容量可达４５８ｍＡｈ／ｇ。引用Ｈａｒｒｉｓ模型估算了Ｔｉ－Ｎｉ非晶合金薄膜的理论电化学贮氢容量，并用以分析实验结果。

化学计量比对AB_5型贮氢合金相结构及电化学性能的影响

对低钴稀土系贮氢合金Ml（Ni0.78Co0.08Al0.05Mn0.08）x（4．8≤x≤5．4）的相结构及电化学性能进行了研究。结果表明：在4．8≤x≤5．2的合金中除CaCu5型结构的主相之外，还出现LaNi3第二相，而且合金中第二相（LaNi3）的析出量随着x值的增大而减少，化学计量比x=5．4的合金则有富镍相析出，B侧合金化使低钴贮氢合金形成单相AB；型合金的化学计量比由x=5．0增大至5．2～5．4之间。四种不同化学计量比合金的活化性能都较好，合金的最大放电容量随化学计量比x的增大而增加，过化学计量比（x=5．4）合金具有最大的放电容量，最优的放电电压特性及最佳的循环稳定性，且其高倍率放电性能也较好。

超化学计量比Ti-Zr-V-Mn-Cr-Ni贮氢电极合金相结构及电化学性能研究

研究了超化学计量比对钛基贮氢俣金相结构及电化学性能的影响 XRD及EDS分析表明,超化学计量比贮氢合金(Ti0.8Zr0.2)(V0.533Mn0.107Cr0.16Ni0.2)x(x=2,3,4.5,6)均主要由六方结掏的C14型Laves相和体心立疗结构的钒基固溶体相构成,随着x值的增大,两相的晶胞参数及晶胞体积均减小.电化学性能测试表明,当x的值在2-5范围内时,随着x值的增大,合金的最大放电容量、放电电位、高倍率放电性能(HRD)、循环稳定性、交换电流密度,I0以及极限电流密度,IL均提高.但继续增大x值后,除放电电位、高倍率放电性能和循环稳定性继续有所提高外,最大放电容量、交换电流密度I0以及极限电流密度,IL均减小.此外,随着化学计量比的增大,合金电极的活化渐趋困难.

快速凝固非化学计量比储氢合金LaNi_(4.75)Mn_(1.25)晶体结构和电化学性能

采用熔体快淬方法得到了无Co 过化学计量比合金La(NiMn)6的非平衡亚稳单相CaCu5型结构,分析和研究了合金非平衡组织结构和电化学吸放氢性能。X-ray 衍射分析表明,快速凝固合金组织为CaCu5型结构单相组织,与常规熔铸合金比较,快速凝固合金的晶胞参数发生了明显的各向异性变化:随着冷却速度增加,CaCu5 型晶胞a 轴减小,c轴及轴比c/a 增大。电化学实验研究表明,当合金快凝速度≥20 m/s 时,过化学计量比La(NiMn)6合金MH 电极的循环稳定性得到不同程度的改善, 快凝速度≥30 m/s 时,合金电极具有良好的循环稳定性,其最大电化学容量为256 mAh/g^277 mAh/g,循环100 次后合金MH 电极容量保持率为63%～97.8% 。快速凝固合金均大大提高了合金的电化学稳定性,但随着冷却速度增加其活化性能和电极容量有所下降。

稀土系非化学计量比La(NiMMn)_(5.6)合金的储氢性能

借助X-ray及吸放氢性能测试装置研究了不同处理条件及元素替代对非化学计量比La(NiMMn)5.6合金(M=Sn,Al,Cu)的结构、活化性能、吸氢容量和平台压力等性能的影响,测试了不同温度下合金的PCT曲线。结果表明,无论退火处理、快速凝固、以及Sn,Cu,Al元素取代,合金都出现点阵常数a缩短,c伸长,单胞体积增大。与常规熔铸相比,退火处理和快速凝固均提高了合金的活化性能,且都大大提高了合金的贮氢性能和降低平台压,但快速凝固吸氢量有所降低;快速凝固+低温退火合金的吸氢量最大。分别以Sn,Cu,Al取代Ni,元素替代的La(NiMMn)5.6合金都降低了合金的平台压,平台压降低的顺序按Sn>Al>Cu而减少,且都大大减小了滞后。

熔体快淬对纳米晶和非晶Mg_(20)Ni_(10-x)Co_x(x=0～4)合金电化学贮氢性能的影响

为了改善Mg2Ni型合金的电化学贮氢性能,用Co部分替代合金中的Ni。用快淬工艺制备了纳米晶和非晶Mg20Ni10-xCox(x=0、1、2、3、4)贮氢合金,分析了铸态及快淬态合金的微观结构,测试了合金的电化学贮氢性能。研究了Co替代Ni及快淬工艺对合金电化学贮氢性能的影响。结果表明,Co替代Ni不改变合金的Mg2Ni主相,但形成了第二相MgCo2。在快淬(x=0)合金中没有发现非晶相,但快淬(x=4)合金显示了纳米晶、非晶结构,表明Co替代Ni提高了Mg2Ni型合金的非晶形成能力。熔体快淬显著的改善了合金的电化学贮氢性能,合金放电容量和电化学循环稳定性均随淬速的增加而增加。