稀土贮氢合金的相结构与电化学性能

以稀土贮氢合金Mm_xMl_(1-x)Ni_(3.55)Co_(0.75)Mn_(0.4)Al_(0.3)(x= 0～0.5)为研究对象,通过调整两种混合稀土的比例来改变合金中La、Ce、Pr、Nd的含量,从而影响合金的相结构,分析合金相结构对电化学性能的影响规律。结果表明:所有合金的主相都为CaCu_5型结构的LaNi_5相,随x值的增加主相LaNi5的晶格常数a轴缩短,c轴变长,轴比增加,但晶胞体积不是线性递减的,在x=0.3时出现跳跃,晶胞体积较前后成分合金大;当x≥0.3时合金中出现AlLaNi4第二相,使得合金的放电能力减弱,但循环稳定性和高倍率放电能力却得到提高。综合比较,x=0.3时对应合金的综合电化学性能最好,合金具有较高的放电容量和充放电性能,放电电压平台较高,平台电压下放电持续时间较长。

表面处理对储氢合金电化学性能的影响研究

通过电化学方法,研究了储氢合金碱化处理及碱液中加入KBH4对合金电极的电催化活性和高倍率放电性能的影响。结果表明:处理后合金颗粒分布均匀,表面变得粗糙。两种处理方法均增加了合金表面的电催化活性,降低了合金电极的极化电阻,从而提高了高倍率放电能力。尤其在900mA/g放电时,处理前合金电极不能放电,单一碱处理合金电极和加入还原剂碱处理合金电极仍具有较高的高倍率放电能力,分别为69.2%和83.4%。在单一碱溶液中加入还原剂KBH4处理后,合金电极的电化学性能明显高于单一碱处理合金电极。

熔炼掺杂对AB_5型贮氢合金的结构和性能影响

为了探索一种新的掺杂方式对AB5型贮氢合金性能的影响,采用熔炼掺杂方法,研究了掺杂适量TiMn1.5合金(掺杂量为4%、8%的TiMn1.5)对成分为La0.7Ni2.65Co0.75Mn0.1的AB5型贮氢合金的结构及性能影响。XRD测试结果证实:掺杂后合金的主相仍为LaNi5相,生成了少量(NiCo)3Ti相。(NiCo)3Ti相的出现对贮氢合金的气态和电化学贮氢性能都有不同程度的降低。合金电极的动力学测试结果表明(线性扫描法和交流阻抗法):在0.5～2.5C的放电电流密度,掺杂前后的合金电极的反应速率均由电极表面电荷转移速率决定,掺杂4%TiMn1.5的合金样品电极的高倍率放电性能有一定的改善。在3C放电电流密度以上,电极反应速率均由氢扩散速率来控制,随着TiMn1.5的掺杂的增加,其合金电极的高倍率性能降低。

镍钴电池Co-S负极材料的电化学特性研究

通过水热法制备Co-S材料,结合XRD分析其相结构,SEM和EDS分析其表面形貌及元素种类,采用充放电测试、循环伏安和交流阻抗法对其进行电化学特性研究。结果表明,该合金仅含有Co3S4、Co9S8和Co(OH)2,结晶性良好,呈交叉生长的纳米薄片状,放电电流密度为150 mA/g时的最大放电容量为393.1 mAh/g,50次循环后的容量保持率高达80.6%。当放电电流密度为1200 mA/g时,该电极的高倍率放电性能为79.3%。通过循环伏安和交流阻抗分析可知Co-S电极主要发生Co/Co(OH)2的法拉第反应,不可逆产物CoOOH的生成降低了活性物质的利用率,导致放电容量衰减。

温度对LaNi_(3.8)Co_(0.6)Mn_(0.3)M_(0.3)储氢合金结构和电极性能的影响（英文）

对La Ni3.8Co0.6Mn0.3M0.3(M=Ni,Al,Cu)储氢合金在238,273,303和323 K温度下的结构和电化学性能进行了一系列的实验研究。A,B,C分别代表La Ni4.1Co0.6Mn0.3(Ni替代),La Ni3.8Co0.6Mn0.3Al0.3(Al替代)和La Ni3.8Co0.6Mn0.3Cu0.3(Cu替代)3种储氢合金,通过X射线衍射仪分别对样品A,B,C的结构进行了研究,对样品A,B,C合金粉末制成的电极进行了模拟电池测试。结果证实,制备的合金均由具有Ca Cu5型六方晶格结构的La Ni5相构成。3种合金中,Cu替代的合金电极低温性能得到改善,Al替代的合金电极高温放电能力得到提高。交流阻抗图谱分析表明,B合金电极样品的高温放电能力提高是由于合金电极表面形成的致密氧化膜层减缓了合金腐蚀所致,样品B,C的高倍率性能衰退是由于电极表面的充放转移反应和氢原子扩散速率下降造成的,而样品C的优良低温性能则是合金电极表面高的充放电转移反应速率所致。