论文部分内容阅读
本文在全面综述非AB5型贮氢合金的国内外研究进展的基础上,确定了以La-Mg-Ni-Co系贮氢合金作为研究对象,以La0.7Mg0.3Ni2.45Co0.75Mn0.1Al0.2合金为初始合金,采用XRD和电化学分析测试等手段,分别研究了高熔点元素W、Nb部分替代Ni对合金结构和电化学性能的影响以及Mo部分替代Ni对合金电化学性能的影响,力求阐明合金的成分、结构与合金电化学性能之间的联系并探索第二相的生成规律,以期为进一步改善型该系贮氢合金的综合电化学性能打下基础。 对W部分替代Ni后La0.7Mg0.3Ni2.45-xCo0.75Mn0.1Al0.2Wx（x=0-0.15）贮氢电极合金的结构和电化学性能进行了系统的研究。结果表明:所有合金均主要由斜六面体PuNi3型的（La,Mg）Ni3相和六方CaCu5型的LaNi5相所组成,当x=0.02-0.15时有Co7W6第二相生成,其含量随x的增加而增加;x=0.15时,另有W单质相析出。合金的晶胞参数、晶胞体积以及相丰度均呈现较复杂的变化;电化学性能测试指出,合金的循环稳定性有相当的改善,但是最大放电容量随x的增加一直减小,合金的高倍率放电能力、电化学反应阻抗、交换电流密度、极限电流密度、氢扩散系数的研究表明,合金电极的电化学动力学性能先提高后降低,最后又略有升高,Co7W6第二相没有表现出明显的表面电化学催化能力。综合比较发现,当W替代量x=0.05时,合金的综合电化学性能最好。其最大放电容量为339.3mAh/g,活化次数为2次,在600mA/g放电电流密度下的高倍率放电能力(HRD600)为79.8%,经150次充放电循环后的容量保持率(S150)为59.3%。 对Nb部分替代Ni后La0.7Mg0.3Ni2.45-xCo0.75Mn0.1Al0.2Nbx（x=0-0.1）贮氢电极合金的结构和电化学性能进行了系统的研究。结果表明:所有合金均仍主要由斜六面体PuNi3型的（La,Mg）Ni3相和六方CaCu5型的LaNi5相所组成,当x=0.02-0.1时有AlNb2第二相生成,其含量随x的增加而增加。随着Nb替代量的增加,除x=0.02时外,合金晶胞参数、晶胞体积均呈逐渐增大趋势,（La,Mg）Ni3相丰度逐渐下降,LaNi5相丰度相应上升;电化学性能测试指出,随x的增加合金的循环稳定性逐渐下降,最大放电容量一直减小,合金的高倍率放电能力、电化学反应阻抗、交换电流密度、极限电流密度、氢扩散系数的研究表明,合金电极的电化学动力学性能先略有提高然后降低,可能主要是AlNb2第二相的氢化物室温下过于稳定不能可逆吸放氢所致[90]。综合比较发现,当Nb替代量x=0.02时,合金的综合电化学性能稍好。其最大放电容量为351.1mAh/g,活化次数为5次,在800mA/g放电电流密度下的高倍率放电能力(HRD800)为89.2%,100次充放电循环后的容量保持率(S100)为59.1%。浙江大学硕士学位论文 对Mo部分替代Ni后L助7Mgo3Ni2.45一xCoo.75Mno.IAloZMo、（x=0一0.1）贮氢电极合金的电化学性能进行了系统的研究。结果表明,合金的循环稳定性略有下降,最大放电容量先增后减,合金的高倍率放电能力、交换电流密度、极限电流密度的研究表明,合金电极的电化学动力学性能先提高然后降低。综合比较发现,当M。替代量x二0.05时,合金的综合电化学性能最好。其最大放电容量为361 .4mA扮g,活化次数为2次,在1000 1llA/g放电电流密度下的高倍率放电能力（HRD,000）为89.4%,150次充放电循环后的容量保持率（S 150）为48.2%,有待于进一步提高。关键词:贮氢电极合金,La一Mg一i一CO系合金,晶体结构,电化学性能,元素 替代,W,Nb,Mo