LaMgNi4儲氫合金的制備及電化學儲氫性能研究.pdf

1、RE-Mg-Ni系AB2型儲氫合金是近些年來發(fā)現(xiàn)的高容量儲氫電極合金,其理論電化學容量超過400mAh/g,高出目前市場上商用AB5型儲氫合金容量近20％,因此具有重要而廣闊的應用前景。AB2 Laves相合金結(jié)構(gòu)是一種構(gòu)成元素的原子半徑比(A/B)接近1.225的密排結(jié)構(gòu)。根據(jù)排列的不同,Laves相合金可分為 MgCu2型,MgZn2型及MgNi2型三種晶體結(jié)構(gòu)。雖然電化學容量高,但是AB2型合金的循環(huán)穩(wěn)定性差,因此如何提高電極循環(huán)

2、穩(wěn)定性是該類合金目前應用研究的關(guān)鍵問題。本文以LaMgNi4合金作為基礎合金,系統(tǒng)考察了電解液組成對合金電化學性能的影響,Mg含量不同對合金相結(jié)構(gòu)和電化學性能的影響,Co對Ni的不同替代量對合金相結(jié)構(gòu)和電化學性能的而影響,試圖提高LaMgNi4合金電極的循環(huán)穩(wěn)定性和最大放電容量。
　　首先本文系統(tǒng)的研究了不同濃度的兩種電解液(KOH和NaOH電解液)對 LaMgNi4合金電化學性能的影響,結(jié)果表明,隨著電解液濃度的增加,LaMgN

3、i4合金的最大放電容量增加,由270.5mAh/g(電解液為3mol/L的NaOH)增加到303.1mAh/g(電解液為6mol/L的KOH)。對于相同濃度的KOH和NaOH電解液而言,合金在KOH電解液中的最大放電容量要高于在NaOH中的最大放電容量。
　　對LaMgxNi4(x=0.8,0.9,1.0)合金的研究表明,隨著Mg含量偏離化學計量比,合金相由單相的LaMgNi4結(jié)構(gòu)變?yōu)長aMgNi4、LaNi5的雙相結(jié)構(gòu)。當x=1

4、.0時,合金的最大放電容量最大,為297.9mAh/g。LaMg1.0Ni4合金在373K、4.3MPa的條件下吸氫量達到最大,為1.45wt%。吸氫過程導致LaMg1.0Ni4合金的相結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,隨著溫度的升高,合金的吸氫速率上升,而吸氫量則有所下降。
　　對LaMgNi4-xCox(x=0.0,0.3,0.5)合金的研究表明,隨著Co含量的增加,合金的點陣常數(shù)和晶胞體積增加,晶體結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生改變。最大放電容量隨著Co含量的增