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目前,制约MH/Ni电池在某些领域发展的屏障是其低温放电性能,而瓶颈就是负极贮氢材料。因此,研究和开发具有较好低温电化学性能的储氢合金意义重大。
本文以提高AB5和AB3.5两种合金体系的低温放电性能及其综合电化学性能为目的。通过优化合金成分来改善合金的热力学和动力学性能,并研究了快淬及氧化物添加剂对合金的电化学性能,特别是低温放电性能及循环稳定性的影响。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、PCT曲线及多种电化学技术来研究合金电化学性能与其微观形貌、热力学及动力学特性之间的关系。
研究表明:富Ce(原子分数大于0.50)MmNi3.7Co0.6Al0.25Mn0.45合金具有较好的低温放电性能及循环稳定性,但当Ce的原子分数高于0.7时,合金的高温性能明显恶化;La、Ce比约等于2的La0.54Ce0.28Pr0.18Ni4-xMn0.35Alx合金随着x的减小,合金的常温性能变化不大,但低温放电容量明显提高,当x=0.1时合金在-38℃的放电容量可达250mAh/g,同时具有较好的高倍率性能,而其高温性能和循环稳定性略低;Mo可以在一定程度上改善AB5合金的低温性能;AB3.5型合金具有较高的常温及低温放电容量;添加CoO在提高AB3.5型合金电极循环稳定性的同时可使其在-38℃~55℃的放电容量均得到改善,而放电曲线出现两个平台;适当的快淬处理可以提高AB5及AB3.5两类合金的低温放电容量和循环寿命。