合金化元素對La-Mg-Ni系A(chǔ)-,2-B-,7-型儲氫合金微觀組織和電化學(xué)性能的影響.pdf

1、本文在對國內(nèi)外La-Mg-Ni系儲氫合金研究進(jìn)展進(jìn)行全面綜述的基礎(chǔ)上，確定以La-Mg-Ni系A(chǔ)2B7型儲氫合金為研究對象，采用XRD、SEM、EPMA、Rietveld全譜擬合等材料研究方法和電化學(xué)測試方法對合金的微觀結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能進(jìn)行了研究。通過對化學(xué)計量比為3.3的AB3.3合金、無Co的AB3.5合金、無Gd的AB3.5合金和AB3.5合金的相結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能進(jìn)行考察，發(fā)現(xiàn)化學(xué)計量比為3.5的含Co含Gd合金表現(xiàn)出來較好的綜合

2、電化學(xué)性能。為此，我們重點考察Co和Al含量的變化對含Gd合金微觀組織和電化學(xué)性能的影響規(guī)律。
　　 本文以La0.63Gd0.2Mg0.17Ni3.35-xCoxAl0.15(x=0～2.0)合金為研究對象，系統(tǒng)研究了Co含量的變化對此含Gd合金微觀組織和電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明La0.63Gd0.2Mg0.17Ni3.35-xCoxAl0.15退火合金中，當(dāng)x=0時，合金由Ce2Ni7型相(或Gd2Co7型)和Pr5Co1

3、9型相組成，無CaCu5型相；隨著x的增加，當(dāng)x在0.1～2.0之間變化時合金由Ce2Ni7型相(或Gd2Co7型)、Pr5Co19型相和CaCu5型相組成，并且隨著x的增加，CaCu5型相不斷增多，x=2.0時CaCu5型相的相豐度為27.50％，達(dá)最大。Co含量的變化對合金電極活化性能影響不大，但加入Co元素能在一定程度上能提高合金的最大放電容量；隨x的增加，合金電極的最大放電容量先升高后降低，當(dāng)x=0.3時合金電極容量達(dá)到最大值3

4、92.92mAh/g；Co元素對合金的電極循環(huán)穩(wěn)定有明顯影響，當(dāng)Co含量x=1.0，1.5時，La0.63Gd0.2Mg0.17Ni3.35-xCoxAl0.15合金具有最好的循環(huán)穩(wěn)定性，經(jīng)100次充放電循環(huán)后其電極容量的保持率S100分別為94.4％、96.1％。Co含量的變化使合金電極的高倍率性能發(fā)生了變化，隨x的增加，其高倍率放電性能(HRD％)呈先增加后減小趨勢，其中HRD900從合金x=0時的81.6％提高到的x=0.3時的8

5、6.3％，隨后又降低到x=2.0時的64.1％。
　　 本文以La0.63Gd0.2Mg0.17Ni3.2-xCo0.3Alx(x=0～0.4)合金為研究對象，系統(tǒng)研究了Al含量的變化對此含Gd合金微觀組織和電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明該系列合金退火組織主要由Ce2Ni7(或Gd2Co7)、Pr5Co19型、PuNi3型和CaCu5型相組成；x=0.1時其相豐度達(dá)到81.2％；隨A1含量x不斷增加，合金中CaCu5型相豐度逐漸增多

6、，當(dāng)x=0.1～0.2時，CaCu5型相豐度為4～5％，x=0.4時，其相豐度達(dá)到66.65％。電化學(xué)測試分析表明， Al元素對合金電極活化性能影響不大，當(dāng)x=0.1時，合金電極放電容量達(dá)到最大值391mAh/g，隨Al含量x進(jìn)一步增加，合金電極放電容量降低。適量的Al元素可使合金電極循環(huán)穩(wěn)定性得到明顯提高，當(dāng)Al含量x=0.1～0.2時，經(jīng)100次充放電循環(huán)后其電極容量保持率S100分別為92.7％和90.1％，其中La0.63Gd0