Co替代Ni改善纳米晶和非晶Mg_2Ni型合金的贮氢动力学(英文)

为了改善Mg2Ni型合金的贮氢动力学性能,用Co部分替代合金中的Ni,用快淬技术制备了Mg2Ni1?xCox(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)贮氢合金。用XRD、HRTEM表征了快淬态合金的微观结构,用自动控制的Sieverts设备测试了合金的吸放氢动力学性能,用程控电池测试仪测定了合金薄带的电化学贮氢动力学。结果表明:Co替代Ni提高了Mg2Ni型合金的非晶形成能力,合金的非晶化程度随着Co含量的增加而增加。此外,Co替代Ni显著地改善了合金的贮氢动力学,当Co含量从0增加到0.4时,快淬态(15m/s)合金在5min内的吸氢饱和率从81.2%增加到84.9%,20min的放氢率从17.60%增加到64.79%,氢扩散系数从1.07×10-11cm2/s增加到2.79×10?11cm2/s,极限电流密度从46.7mA/g增加到191.7mA/g。

Co替代Ni对快淬Mg_2Ni型合金结构及电化学贮氢性能的影响

为了改善Mg2Ni型贮氢合金的电化学贮氢性能,以Co部分替代合金中的Ni,用快淬工艺制备Mg2Ni型Mg2Ni1-xCox(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)合金,获得长度连续、厚度约为30μm、宽度约为25 mm的快淬合金薄带。并用XRD、SEM、HRTEM分析快淬态合金薄带的微观结构;用DSC研究快淬薄带的热稳定性;用程控电池测试仪测定合金薄带的电化学贮氢性能;探索Co替代Ni对快淬Mg2Ni型合金结构及电化学贮氢性能的影响。结果表明:在快淬无Co合金中没有发现非晶相,但快淬含Co合金中存在明显的非晶结构,证明Co替代Ni提高了Mg2Ni型合金的非晶形成能力。Co替代Ni使快淬态合金的热稳定性略有提高,显著地改善了合金的电化学贮氢性能,包括放电容量、电化学循环稳定性以及高倍率放电性能,这主要归因于Co替代Ni导致结构的变化以及非晶形成能力的提高。

Co替代Ni对快淬纳米晶/非晶Mg_2Ni型合金吸放氢动力学的影响

为了改善Mg2Ni型合金的吸放氢动力学性能,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,测试了合金的吸放氢动力学性能。研究了Co替代Ni及快淬工艺对合金吸放氢动力学性能的影响。结果表明,在快淬合金(x=0)中没有发现非晶相,但快淬合金(x=4)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。Co替代Ni不改变合金的Mg2Ni主相,但形成了第二相MgCo2。随Co替代量的增加,合金的吸氢量先增加而后减少,但其放氢量随Co替代量的增加而单调增加。

化学计量比B／A对La0.75Mg0.25Ni2.5Mx(M=Ni,Co；x=0-1.0)电极合金微观结构及电化学性能的影响

为了探索化学计量比B／A（A和B分别为电极合金A侧和B侧元素的总和）以及Co替代Ni对ABx（x=2.5～3.5）型电极合金微观结构及电化学性能的影响，制备了电极合金La0.75Mg0.25Ni2.5Mx（M=Ni，Co；x=0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0）。系统地分析测试了合金的微观结构及电化学性能。结果表明，合金的微观结构与电化学性能与化学计量比B／A（相当于M含量x）密切相关。合金均具有多相结构，包括LaNi2，（La，Mg）Ni3和LaNi5相。随化学计量比B／A的增加，合金的主相由LaNi2转为（La，Mg）Ni3＋LaNi5相，并且合金的电化学性能，包括放电容量、高倍率放电能力（HRD）、放电电压特性等均显著改善。

熔体快淬对纳米晶和非晶Mg_2Ni型合金贮氢动力学性能的影响

用快淬技术制备了名义成分为Mg2Ni1-xCox(x=0、0.1、0.2、0.3、0.4)的贮氢合金。获得长度连续,厚度约为30μm,宽度约为25mm的快淬合金薄带。用XRD、HRTEM表征了快淬态合金薄带的微观结构,用自动控制的Sieverts设备测试了合金的吸放氢动力学性能。用程控电池测试仪测定了合金薄带的电化学贮氢动力学。用电化学工作站测试了快淬薄带的交流阻抗谱(EIS)和Tafel极化曲线,测试了电位阶跃后的阳极电流与时间相应曲线,并计算了氢在合金中的扩散系数(D)。结果表明,快淬态合金具有纳米晶/非晶结构,且非晶化程度随淬速的增加而增加。此外,快淬处理显著地提高合金的贮氢动力学,当淬速从0m/s(铸态被定义为淬速0m/s)增加到30m/s时,快淬态(x=0.3)合金在5min内的吸氢饱和率(R5a)从81.9%增加到94.7%,20min的放氢率(Ra20)从34.9%增加到57.3%,氢扩散系数(D)从7.24×10-12cm2/s增加到3.66×10-11cm2/s,极限电流密度(IL)从121.7mA/g增加到880.7mA/g。

快淬纳米晶/非晶Mg_2Ni型合金的电化学贮氢动力学研究(英文)

用快淬工艺制备了Mg2Ni型合金,其名义成分为Mg2Ni1-xCox(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)。以XRD、SEM、TEM分析了铸态及快淬合金的结构。用程控模拟电池测试仪测试了合金的电化学贮氢动力学。用电位跃迁法计算了氢在合金中的扩散系数。用电化学工作站测试了合金的电化学交流阻抗谱(EIS)和Tafel极化曲线。结果表明,快淬态无Co合金具有典型的纳米晶结构,而Co含量为0.4的快淬态合金具有纳米晶/非晶结构,表明Co替代Ni可以提高Mg2Ni型合金的非晶形成能力,且快淬态合金的非晶化程度随Co替代量的增加而增加。Co替代Ni显著地提高了合金电化学贮氢动力学。当Co含量从0增加到0.4时,淬速为25m/s的快淬态合金的高倍率放电能力(HRD)从65.3%增加到75.3%,氢扩撒系数(D)从2.22cm2/s增加到3.34cm2/s,极限电流密度(IL)从247.8mA/g增加到712.4mA/g。

Mg_3MnNi_(2-x)Co_x(x=0～0.2)储氢合金的相结构及电化学性能研究

为了研究Mg3MnNi2储氢合金的电化学储氢性能,实验采用Co元素部分取代Mg3MnNi2合金中的Ni,用固相扩散法制备出Mg3MnNi2-xCox（x=0~0.2）系列合金,并分析其相结构,以及测试合金的电化学性能和动力学性能。结果表明：Co元素的添加并不改变合金的主相,Co替代Ni明显改善了合金的放电容量、循环稳定性以及动力学性能等,其中当Co的含量从0增加到0.2时,合金的最大放电容量达到最大值282.36mA·h/g,20次循环后容量保持率仍有74.7%,而且动力学性能也是最优,高倍率放电性能ηHRD从66.4%增长到73.3%。这主要是Co替代Ni能够降低生成氢化物的稳定性,提高合金的抗粉化能力,以及降低合金的极化电阻。