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Zr基AB2型Laves相贮氢电极合金由于具有较高的贮氢容量和较好的循环稳定性,作为Ni/MH电池的负极材料,一直受到广泛的关注。本文首先对化学成分和工艺处理对该类合金相结构与电化学性能的影响进行了全面综述,最终确定以多元合金化为技术路线,进一步提高Zr基合金的放电容量、活化性能和高倍率放电性能。 采用元素V和Mn替代合金ZrCr0.7Ni1.3中的Cr时发现,在合金ZrCr0.7-xVxNi1.3（X=0.1-0.6）中,当x=0.1时,合金主相为C15和C14型Laves相组成,并含有少量第二相Zr7Ni10。随V含量增加,合金主相中C14型Laves相增多而C15型Laves相减少,第二相Zr7Ni10向Zr9Ni11转化,合金主相的晶格体积相应变大,合金放电容量迅速降低。而在V和Mn同时替代Cr时,合金ZrCr0.7-xVxMnyNi1.3（x+y=0.2-0.4）的相结构变化不大,但放电容量普遍提高,其中合金ZrCr0.4Mn0.2V0.1Ni1.3（318mAh/g）具有最好的综合电化学性能。 在上述优化结果的基础上,研究了非计量比合金Zr(Cr0.2Mn0.1V0.005Ni0.65x（x=1.8-2.4）的相结构和电化学性质。研究发现,欠计量比时,随x变小,合金中C14型Laves相增多,第二相Zr7Ni10减少至消失,并出现了新相Zr9Ni11。而过计量比时,随x增加,合金中C14型Laves相和Zr7Ni10相都相应减少至消失,合金Zr(Cr0.2Mn0.1V0.05Ni0.65)2.4由C15型Laves单相组成。过计量比合金具有较好的活化性能,但非计量比合金的放电容量普遍低于计量比合金,而且非计量比对合金高倍率放电性能的提高影响不大。 研究了合金ZrCr0.4V0.1Mn0.2Ni1.3不同温度下的电化学性能。70℃下,合金仅需要3次循环就达到最大放电容量298mAh/g,高倍率性能在300mA/g放电电流下为52%,但自放电率增大到7%/日。合金在不同温度下都显示出良好的循环稳定性,研究发现,在循环过程中,合金表面形成了以Cr和Ni为主要成分的氧化膜,防止了合金表面其他元素的进一步氧化腐蚀。 研究了元素Ti替代Zr对两种合金Zr1-xTixCr0.4V0.1Mn0.2Ni1.3（x=0.1-0.3）和Zr1-xTixMn0.6V0.2Co0.1Ni1.2（X=0.1-0.5）相结构和电化学性能影响的差异。结果发现,随着含Ti量增加,两种合金相组成显示了相同的变化趋势:主相中C14型Laves相增加,而C15型相Laves减少,同时第二相Zr7Ni10也减少至消失,合金主相的晶格体积缩小,铸态组织的枝晶结构细化。但Ti的替代对两种合金的电化学性能影响却存在较大的不同:合金Zr1-xTixMn0.6V0.2Co0.1Ni1.2在x=0.2时具有最大放电容量358 mAh/g,活化性能和高倍率放电性能随含Ti量增加得到提高,而合金Zr1-xTixCr0.4V0.1Mn0.2Ni1.3在x=0.1时具有最大放电容量336mAh/g,活化性能和高倍率放电性能随含Ti量增加不断降低。 在采用元素Ti替代合金ZrCr0.4V0.1Mn0.2Ni1.3中Zr的同时,分别采用V或Mn替代合金中