稀土-镁-镍基贮氢合金的研究进展

综述了近几年稀土-镁-镍基贮氢合金电极材料相结构与电化学性能等方面的研究进展。介绍了改善合金电化学性能的方法,包括合金组成的改进、热处理、表面处理、制备复合合金等方法。讨论了稀土-镁-镍基贮氢合金研究中的几个重要问题以及发展方向。     

La-Mg-Ni系A287型贮氢合金表面包覆铜及其电化学性能

以A2B7型贮氢合金La1.5Mg0．5Ni7为研究对象,研究未包覆和表面包覆Cu以及对包覆铜的贮氢合金进行再包覆Ni、Co处理的合金电极电化学性能．实验结果表明,表面包覆Cu和Cu-Ni后的贮氢合金电极循环稳定性有所提高,而包覆Cu-Co的合金电极稳定性较差,但电极容量有所提高．线性极化扫描和电化学阻抗图谱分析结果表明,包覆Cu、Cu-Co及Cu-Ni处理改善合金电极的交换电流密度I0,降低电化学阻抗,说明包覆处理改善合金表面的电催化活性,加快合金表面电荷的迁移速率,从而提高高倍率放电能力．     

La-Mg-Ni系A2B7型贮氢合金表面包覆铜及其电化学性能

以A2B7型贮氢合金La1.5Mg0.5Ni7为研究对象,研究未包覆和表面包覆Cu以及对包覆铜的贮氢合金进行再包覆Ni、Co处理的合金电极电化学性能.实验结果表明,表面包覆Cu和Cu-Ni后的贮氢合金电极循环稳定性有所提高,而包覆Cu-Co的合金电极稳定性较差,但电极容量有所提高.线性极化扫描和电化学阻抗图谱分析结果表明,包覆Cu、Cu-Co及Cu-Ni处理改善合金电极的交换电流密度I0,降低电化学阻抗,说明包覆处理改善合金表面的电催化活性,加快合金表面电荷的迁移速率,从而提高高倍率放电能力.     

化学镀铜对A2B7型贮氢合金电极电化学性能的影响

以A2B7型贮氢合金La0.75Mg0.25Ni3.44Al0.06为对象,系统研究了合金覆铜后进行不同温度退火处理的电极电化学性能。结果表明,表面包覆Cu及退火处理后的贮氢合金电极的活化性能及循环稳定性有所提高。线性极化扫描和电化学阻抗图谱分析结果表明,包覆Cu及退火处理后提高了合金电极的交换电流密度I0,降低了电化学阻抗,说明包覆处理改善了合金表面的电催化活性,加快了合金表面电荷的迁移速率,从而提高了高倍率放电能力。     

酸化镀铜复合表面处理对AB_3型贮氢合金电化学性能的影响

研究了酸化镀铜表面复合处理对AB3型贮氢合金La0.88Mg0.12Ni2.95Mn0.10Co0.55Al0.10电化学性能的影响.经酸化镀铜复合表面处理后,AB3型贮氢合金的初始活化性能、倍率放电性能和循环稳定性均得到明显提高,C1xp/Cmxp从61.1%提高到75%左右,在0.2C和5C放电电流密度下合金的HRD分别提高7.0%和12.8%,合金电极在100周时的容量保持率S100从91%升高到93%以上.合金表面镀覆的铜层对合金内部金属元素的保护作用有效地改善了AB3型贮氢合金的电化学性能.酸化镀铜复合表面处理实现了酸处理和表面镀铜在同一处理液中一步完成,是一种简单方便的表面改性处理方法.     

混合稀土中锌,铁,镁杂质对贮氢电极性能的影响

研究了混合稀土中常见杂质锌，铁，镁对贮氢电极材料的贮氢性能，电化学性能等的影响。结果表明：它们的存在使合金的吸氢平台压力及吸氢量有所改变，同时电极的大电流放电特性也发生变化，但对其放电容量影响不大。     

快淬Mg2Ni型合金的结构及贮氢动力学

用快淬技术制备Mg2-xLaxNi(x=0,0.2,0.4,0.6)贮氢合金,用XRD,SEM和HRTEM分析合金的微观组织结构;测试合金的气态及电化学贮氢动力学。结果表明:快淬二元Mg2Ni合金具有典型的纳米晶结构,而快淬La替代合金明显地具有非晶结构,La替代Mg提高Mg2Ni型合金的非晶形成能力。La替代Mg明显地改变Mg2Ni型合金的相组成,当x=0.4时,合金的主相改变为(La,Mg)Ni3+LaMg3。快淬及La替代明显影响合金的气态及电化学贮氢动力学,La替代使合金的吸氢动力学先降低后增加,但使合金的气态脱氢及电化学贮氢动力学先增加后降低。快淬对合金气态及电化学贮氢动力学的影响与合金的成分相关,对于La0.4合金,合金的气态吸氢动力学随淬速的增加先增加后减小,其放氢动力学随淬速的增加而增加。     

湿法球磨结合表面改性制备贮氢合金粉

研究湿法球磨结合KBH4表面改性一步处理法对AB5型贮氢合金晶体结构和电化学性能的影响，并比较此新方法和先湿法球磨制粉后表面处理两步法制备的贮氢合金粉的电化学性能。研究结果表明：采用此新方法能显著提高贮氢合金的综合性能；当KBHt的浓度为0．08mol／L时，利用此法制得合金粉的晶体主相仍为LaNi5相，出现Al2Os杂相；其电化学容量变化不大；达到最大容量的活化次数从12降低到5；放电中值电压从1．22V升高到1．28V；倍率为2C的放电效率从79．0%提高到86．1％，容量保持率S200从74％提高到86％。     

雾化贮氢合金电化学和表面特性研究

盐酸处理显著改善了雾化合金ＭｌＮｉ36Ｃｏ07Ｍｎ03Ａｌ04的初期电化学吸放氢特性和循伏安特性;用复数非线性拟合程序分析了氢化物电极的电化学阻抗;ＸＰＳ和ＡＥＳ分析表明,盐酸处理后合金表面形成了具有较高电催化活性的富镍层,这是雾化合金电化学性能得以改善的主要原因·雾化贮氢合金电化学和表面特性研究@花均社@刘常升@李谋成@余家康@才庆魁@胡壮麒     

阴极电弧法制备Ti-Ni合金贮氢薄膜及其性能研究

采用阴极电弧离子镀膜工艺制备 Ti-Ni合金薄膜贮氢材料 ,用电化学方法研究这种材料的电化学贮氢性能 ,采用 XRD方法研究贮氢薄膜在充放氢前后的结构变化 ,分析不同成分、基体对于薄膜试样贮氢性能的影响及其原因 .分析表明 ,贮氢薄膜为纳米晶结构 ,Ti6 1 Ni39晶粒线性尺寸小于 5 nm,电化学容量可达 2 0 0 m A .h/g以上 ,试样在电化学循环后发现贮氢过程形成了稳定的氢化物     

粘结剂对V3 TiNi0.56Al0.2贮氢合金电化学性能的影响

自蔓延高温合成法制备了钒基固溶体贮氢合金V3TiNi0.56Al0.2,研究了不同的粘结剂对贮氢合金电化学性能的影响.结果表明:以PTFE为粘结剂的合金电极的最大放电容量比PVA溶液为粘结剂的合金电极的最大放电容量小得多;随着PVA溶液的增大贮氢合金电极的最大放电容量减小,但循环稳定性增强;以6%左右的PVA溶液作为粘结剂,贮氢合金可获得满意的充放电性能.     

热处理对贮氢电极合金La0.7Mg0.3Ni2.45Co0.75Mn0.1Al0.2的微结构与电化学性能的影响

研究了热处理时间对贮氢电极合金La0.7Mg0.3Ni2.45Co0.75Mn0.1Al0.2的微结构与电化学性能的影响。XRD分析结果表明,所有合金均由(La,Mg)Ni3与LaNi5两相构成,热处理并没有使该贮氢合金发生相变。电化学研究结果表明,随着热处理时间的延长,合金电极的最大放电容量与循环稳定性能均得到明显改善,而高倍率放电性能却逐渐恶化。     

钛铁锰合金贮氢性能的研究

研究了钛铁锰合金的活化性能,结果表明,钛铁锰合金经过适当活化处理即可吸氢。利用XRD,SEM,XPS电子探针对其物相、形貌及表面组成进行了表征。贮氢性能测试表明其有大的贮氢量及较宽的平台区。△H=-6.4kcal/molH_2,△S=-23.5cal/K.molH_2。动力学测试表明了其有良好的吸氢动力学性能。     

贮氢合金还原处理及贮氢电极成型工艺研究

研究贮氢合金表面还原处理对电极性能的影响，以及用泡沫镍作基底制备贮氢电极的成型工艺。经还原处理后，贮氢电极放电容量显著提高。     

快淬对贮氢合金组织和电化学性能的影响

通过XRD、TEM、DTA分析和电化学实验 ,研究了快淬对贮氢合金组织和电化学性能的影响。研究表明 ,成分均匀性改善和单胞体积减小是影响快淬贮氢合金电化学性能的主要因素 ,其中 ,前者使充放电循环稳定性提高 ,后者使放电容量降低。在本研究中 ,快淬速度为 10m/s时 ,合金成分的均匀性已较铸态有明显改善 ,更高的快淬速度并不能使成分的均匀性进一步大幅度提高 ,反而使单胞体积减小 ,因此 ,快淬速度为 10m/s时 ,快淬合金的综合电化学性能最佳。     

贮氢合金的晶体结构与性能研究

研究了不同种类的贮氢合金的晶体结构与贮氢性能之间的相互关系，发现具有产用价值的贮氢合金必须满足一定的结构要求，其贮氢性能与金属原子的半径比，电子层结构以及它们与氢的亲合力有密切关系。     

热处理对贮氢电极合金La0. 7 Mg0. 3 Ni2. 45 Co0. 75 Mn0. 1 Al0. 2的微结构与电化学性能的影响

研究了热处理时间对贮氢电极合金La0. 7 Mg0. 3 Ni2. 45 Co0. 75 Mn0. 1 Al0. 2的微结构与电化学性能的影响。XRD分析结果表明，所有合金均由（La，Mg）Ni3与LaNi5两相构成，热处理并没有使该贮氢合金发生相变。电化学研究结果表明，随着热处理时间的延长，合金电极的最大放电容量与循环稳定性能均得到明显改善，而高倍率放电性能却逐渐恶化。     

混合稀土贮氢合金性能的电化学研究

研究了几类混合稀土贮氢合金在碱性溶液中的阴极极化曲线及其作为电池负极材料时的充放电性能，求得有关电化学参数，对上述材料的基本电化学性能进行了比较和评价     

退火处理对Re0.92Mg0.08Ni2.81Mn0.10Co0.51Al0.11贮氢合金电化学性能的影响

研究了不同退火温度对稀土--镁基多相贮氢合金Re0.92Mg0.08Ni2.81Mn0.10Co0.51Al0.11的电化学性能的影响.结果表明,退火处理显著改善了合金的电化学性能,其中,在1173K下退火处理的合金电极具有最大的放电容量和最好的循环稳定性.     

La1-xCex(NiCoMnAl)5贮氢合金电极的制备及表面改性

制备了La1-xCex(NiCoMnAl)5贮氢合金电极,研究高温热碱充电和KBH4还原剂热充电两种新型表面改性方法及其对La1-xCex(NiCoMnAl)5贮氢合金电极活化次数、高倍率充放电能力和氢扩散行为的影响。探讨了作用机理。结果发现表面处理法有利于提高合金电极的活化性能和大电流充放电性能。其中KBH4还原剂热充电法处理后的合金电极在第二次充放电循环时就能完全活化;并且在900mA/g的充放电电流密度下,其高倍率放电能力达到85%左右;合金电极表面出现大量的微裂纹,氢在处理后的合金电极中的扩散系数为3.23×10-9cm2/s。