熱堿處理和稀土氧化物對(duì)La-Mg-Ni系A(chǔ)2B7型合金電極性能的影響.pdf

1、本文研究對(duì)象為L(zhǎng)a0.64Gd0.2Mg0.16Ni3.1Co0.3Al0.1儲(chǔ)氫合金，通過(guò)高頻真空熔煉爐制備，采用熱堿和添加劑對(duì)其處理，用XRD、SEM、XPS、ICP、振動(dòng)樣品磁力計(jì)和電池性能測(cè)試儀分別對(duì)合金粉結(jié)構(gòu)形貌、表面組成狀態(tài)、合金成分、飽和磁化強(qiáng)度以及合金電極的電化學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試。本文研究合金顆粒大小，熱堿時(shí)間，微米氧化鐿添加量對(duì)電極性能的影響。
　　顆粒大小對(duì)電極的放電容量有明顯影響，而且放電電流密度越大，影響越顯著

2、，電極的高倍率隨著顆粒尺寸的減小而增大，循環(huán)壽命整體隨顆粒的增大呈延長(zhǎng)趨勢(shì)。由于顆粒越小，質(zhì)量比表面積越大，參加化學(xué)反應(yīng)面積多更容易腐蝕，隨著合金顆粒的減小合金電極的腐蝕電流增大，耐腐蝕性減弱，交換電流密度隨著顆粒的減小逐漸減小，極化電阻呈增大趨勢(shì)。從合金電極的綜合性能來(lái)看，最佳合金顆粒大小為300-500目。
　　在此基礎(chǔ)上研究了熱堿時(shí)間對(duì)電極性能的影響，研究結(jié)果表明，熱堿處理可使退火合金表面的Mg、Al、La和Ni元素發(fā)生不同

3、程度的溶解析出或氧化，隨處理時(shí)間增加，合金飽和磁化強(qiáng)度呈先增大后減小的趨勢(shì)。當(dāng)處理時(shí)間為15min時(shí)，合金表面可形成較多的富Ni層，其飽和磁化強(qiáng)度達(dá)到最大值0.808emu/g;當(dāng)熱堿處理時(shí)間大于15min后，隨處理時(shí)間延長(zhǎng)，此時(shí)富Ni層被氧化的傾向逐漸增大，同時(shí)表面形成稀土氧化物，導(dǎo)致合金飽和磁化強(qiáng)度逐漸減小。電化學(xué)性能測(cè)試表明，表面熱堿處理對(duì)合金電極性能有較大影響，隨熱堿處理時(shí)間的增加，合金電極最大放電容量、循環(huán)穩(wěn)定性(S100)及

4、大電流放電特性均呈先增加后減小的規(guī)律。經(jīng)15min熱堿處理后的合金電極性能最佳其循環(huán)壽命S100由未處理時(shí)的83.67％提高到熱堿處理后的93.09％。合金電極性能隨熱堿處理時(shí)間的變化規(guī)律與合金表面形成富鎳層及其后續(xù)氧化傾向以及析出稀土氧化物關(guān)系密切。最佳熱堿條件90℃、30wt％NaOH溶液浸漬15min。
　　接著研究了氧化鐿含量對(duì)熱堿處理過(guò)后電極性能的影響，與熱堿處理前后的相比，添加Yb2O3后活化性能整體變差，最大容量除添