Laves相貯氫電極合金的相結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能.pdf

1、浙江大學(xué)博士學(xué)位論文Laves相貯氫電極合金的相結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能姓名：張慶安申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：材料學(xué)指導(dǎo)教師：雷永泉2000.2.1塑堊奎堂墮主蘭堡壘苧—————————————————————————————————————————————————一，＼／摘八要|＼|本文首先對幾種與Laves相相關(guān)的新型貯氫電極合金的國內(nèi)外研究進展進行了全面綜述，并分析討論了目前存在的主要問題。在此基礎(chǔ)上，本文確定了以含有Layes相的三種貯氫

2、電極合金(AB：型合金、TiNi系合金和釩基固溶體型合金)作為研究方向，采用XRD、SEM／EDS、TEM以及電化學(xué)測試等手段，系統(tǒng)地研究了上述三種貯氫電極合金的相結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能，力求查明這些合金中Laves相結(jié)構(gòu)影響合金電化學(xué)性能的規(guī)律，探索進一步提高合金綜合性能的途徑。對AB，型貯氫電極合金，本文首先對比研究了鑄態(tài)和退火態(tài)Zr(Mno25V02Nio55)2C0005jfl(Zr07風(fēng)3)(Mn025Vol5Co005Ni055)

3、2合金的相結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能。結(jié)果表明，在鑄態(tài)AB2型合金中，由于成分偏析使合金中同時存在C15相、C14相和zr7Ni。。非Laves相；在退火處理的過程中，這種多相組織逐漸轉(zhuǎn)變成單一的Laves相(平衡態(tài)組織)。平衡態(tài)的Laves相結(jié)構(gòu)類型(C15型或C14型)取決于AB：型貯氫電極合金的電子濃度，鑄態(tài)合金中盡管同時存在兩種結(jié)構(gòu)的Laves相，但其主相的結(jié)構(gòu)與平衡態(tài)合金的相結(jié)構(gòu)是一致的。電化學(xué)測試結(jié)果表明，C14相比C15相不僅具有較

4、高的放電容量，而且還具有較好的高倍率放電性能?；谶@些研究結(jié)果，本文研究了以C14相為主相的(zr，Ti，)(Mnxv。。Co005Ni055)。合金(x=o15加25，y=O25045，n=18之1)電化學(xué)性能。結(jié)果表明，在所研究的合金中，(Zro。，R。)(Mno：：，V0175Co。。5Nio，，)：合金具有較好的電化學(xué)性能，其活化次數(shù)為7次，50mA／g放電電流下的放電容量達到369mAh／g，高倍率放電性能(C，，o，C。10

5、0％)為838％，經(jīng)500次充放電循環(huán)后容量保持率為686％。對于TiNi系多元貯氫電極合金，本文研究了盹豳：V。。Ni、風(fēng)6zr02V01MnolNi和氏“Zro2V01MnolCroo小i三種合金的相結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能。結(jié)果表明，上述三種合金均由體心立方結(jié)構(gòu)的B，主相和六方結(jié)構(gòu)的第二相(C14相)組成。由于C14相的存在，多元TiNi系貯氫電極合金的電化學(xué)性能優(yōu)于二元TiNi合金。如氏，5玩2VolMIloCro。5Ni合金，其活化次

6、數(shù)為5次，50mA／g放電電流下的放電容量為225mAh／g，高倍率放電性能(c2。／C50x100％)為493％，經(jīng)50次充放電循環(huán)后容量保持率為876％。為了進一步提高TiNi系貯氫電極合金的電化學(xué)性能，還必須對合金中C14相的化學(xué)成分和相對含量進行優(yōu)化。對于以C14相為第二相的釩基固溶體型合金，本文對比研究了V3TiNio56H￡2、V3TiNio56H‘“M，(M=Co，Mn；x=0~o45)和V3TiNio56Hfo24Mno