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本文在 LaNi5贮氢合金的基础上,以混合富镧稀土Ml和混合富铈稀土 Mm相互取代制得MlαMm1-αNi5(α=l,0.8,0.6,0.4,0.2,0)系列贮氢合金,采用XRD、金相检测、扫描电镜、能谱分析、电化学方法等对所得合金的相结构、晶体结构、组织与形貌及电化学性能、稀土成分对它们的影响等进行了测试分析。研究结果表明: 1.铸态MlαMm1-αNi5合金的主相为CaCu5型结构(除极少量的稀土氧化物和镍)。晶格参数计算结果表明,随α值的减小,点阵常数a减小,而c变化不大,晶胞体积V减小,且与α呈线性关系:V=83.81474+1.96128α。同时,MIαMm1-αNi5合金中多面体间隙随之减小。合金熔炼过程中发生离异共晶,使微量镍在晶界和晶内偏析。合金成分偏聚主要以析出相的方式进行,晶界与晶内的析出相的合金成分与相应晶界合金成分一致。 2.La被Ce、Pr、Nd取代后,放氢平台压力升高,而且升高程度从大到小的次序为。Ce>Nd>Pr:La、Pr、Nd降低滞后,其次序为:Nd>La>Pr,Ce增大滞后,合金中铈的含量不宜过多;La被Ce、Pr、Nd取代后,合金热力学稳定性下降。且Pf>Ce>Nd。通过改变原子半径不同的金属的比例,使晶胞体积发生变化,可调节平衡氢压。 3.MlαMm1-αNi5(α=1,0.6,0)活化循环次数na的大小存在下列次序:Ml0.6Mm0.4Ni5(6次)<MlNi5(8次)<MmNi5(10次)。富镧混合稀土系合金的放电容量高于富铈混合稀土系合金;MIαMm(1-α)Ni5(α=1,0.6,0)贮氢合金的最大放电容量C50-max随α的增大先增后减,在a=0.6处取得最大值228mAh/g。在实验研究的30次充放电循环过程中,MIαMm1-αNi5合金的容量衰退存在以下顺序:MmNi5<MI0.6Mm0.4Ni5<MlNi5。放电电流增大时,由于极化增大,电池放电容量减小,工作电压降低。 4.放电过程中,负极的电化学极化随放电深度的增加而略有增加,放电初期极化主要由电化学极化控制,随着放电的进行,浓差极化逐渐增大并控制负极电位的衰减,而欧姆极化在放电过程中变化不明显。