釓、鈷和鎂元素對稀土系A(chǔ)2B7型儲(chǔ)氫合金電極材料電化學(xué)性能的影響.pdf

1、本文在對國內(nèi)外R-Mg-Ni(R=La、Ce、Pr、Nd等稀土元素)系儲(chǔ)氫合金研究進(jìn)展進(jìn)行綜述的基礎(chǔ)上,確定以La-Mg-Ni系A(chǔ)2B7型儲(chǔ)氫合金為研究對象,運(yùn)用XRD、EPMA、Rietveld全譜擬合等材料研究方法和電化學(xué)測試方法對合金進(jìn)行相結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能的研究。重點(diǎn)考察了Gd、Co、Mg元素部分替代對La-Mg-Ni系A(chǔ)2B7型儲(chǔ)氫合金的相組成和儲(chǔ)氫性能及電化學(xué)性能的影響規(guī)律。
　　 以La0.83-xGdxMg0.17

2、Ni3.05Co0.3Al0.15(X=0～0.5)合金為研究對象,本文系統(tǒng)考察了稀土元素Gd部分替代La對合金相結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)氫性能及電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,Gd含量對合金相結(jié)構(gòu)有顯著影響,Gd含量較低時(shí),合金退火組織中仍保留有凝固時(shí)析出粗大塊狀的CaCu5型初晶相,其周邊依次被Ce2Ni7型和Pr5Co19型包晶相所包圍;適當(dāng)提高合金中的Gd含量,CaCu5型相的含量明顯減少或基本消失,而A2B7型相(Ce2Ni7或Gd2Co7)明顯

3、增加,說明適量的Gd元素替代La有利于形成A2B7型相。Gd的加入能夠改善合金的氫化性能,合金的PCT吸氫平臺(tái)壓力隨Gd含量的增加而升高。稀土元素Gd部分替代La可以有效改善合金電極的循環(huán)穩(wěn)定性,當(dāng)x=0.2時(shí),合金電極放電容量達(dá)到最大值392.9mAh/g,經(jīng)100次充放電循環(huán)后其電極容量的保持率S100為91.2％,具有較好的綜合電化學(xué)性能。
　　 在研究Gd元素對合金電極性能影響的基礎(chǔ)上,結(jié)合Co元素的替代,重點(diǎn)考察了Gd

4、、Co元素對A2B7型儲(chǔ)氫合金La0.83-xGdxMg0.17Ni3.35-2xC02xAl0.15(x=0～0.83)的相組成和儲(chǔ)氫性能以及電化學(xué)性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明,過高的Gd、Co含量使合金中的Ce2Ni7(或Gd2Co7)型相明顯減少。合金的PCT吸氫平臺(tái)壓力隨x的增加而升高。Gd、Co元素對合金電極活化性能影響不大,但加入Gd、Co元素在一定程度上能提高合金的最大放電容量;隨Gd、Co含量x增加,合金電極的最大放電容量呈

5、現(xiàn)先增加后減小的規(guī)律。以前期工作中具有最佳Gd、Co含量的合金為基礎(chǔ),對合金La0.8-xGd0.2MgxNi3.1Co0.3Al0.1(x=0～0.4)的微觀結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)氫性能和電化學(xué)性能展開了研究。結(jié)果表明,適量Mg元素的加入有利于提高合金組織中Ce2Ni7型相的含量。Mg含量對合金性能有顯著影響,Mg含量較低時(shí),合金易發(fā)生氫致非晶化;提高合金中的Mg含量,合金非晶化現(xiàn)象消失,合金電極具有較高的放電容量和良好的動(dòng)力學(xué)性能;進(jìn)一步提高合金