鎂和計(jì)量比對(duì)Ml-Mg-Ni基貯氫合金電化學(xué)性能的影響.pdf

1、為了獲得具有高容量和良好循環(huán)穩(wěn)定性的新型R-Mg-Ni基(R=RE，Ca，Y)AB<,3>型貯氫合金，本文研究了在富鑭混合稀土(M1)代替純鑭元素的條件下，鎂含量和化學(xué)計(jì)量比變化對(duì)Ml-Mg-Ni基貯氫合金的相結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響。 XRD分析表明，Ml<,1-x>Mg<,x>Ni<,2.75>Co<,0.55>Mn<,0.10>Al<,0.10>(x=0.05，0.10，0.15，0.20，0.25，0.30)、Ml<,0.

2、88>Mg<,0.12>(NiCoMnAl)<,x>(x=3.5，3.6，3.7，3.8，3.9，4.0)以及Ml<,1-x>Mg<,x>(NiCoMnAl)<,y>(x=0.10，0.15；y=3.6，3.7，3.8)貯氫合金均具有La<,2>Ni<,7>相和LaNi<,5>相組成主相的多相結(jié)構(gòu)，同時(shí)還有少量的LaNi<,2.28>相析出。 不同Mg含量的Ml<,1-x>Mg<,x>Ni<,2.75>Co<,0.55>Mn<,

3、0.10>Al<,0.10>(x=0.05，0.10，0.15，0.20，0.25，0.30)貯氫合金的最大放電容量和高倍率放電性能(HRD<,1200>)均隨著x值的增加，先增大后減小，且都在x=0.15時(shí)達(dá)到最大值，分別為378 mAh/g和65.0％。而合金的低溫放電性能(LTD<,243>)從X=0.05時(shí)的36 mAh/g增加到x=0.30時(shí)的210 mAh/g。但合金的循環(huán)穩(wěn)定性卻隨x值的增加而降低，這可能是由于合金電極中的

4、鎂元素在堿液中極易受到氧化腐蝕造成的。 Ml<,0.88>Mg<,0.12>(NiCoMnAl)<,x>(x=3.5，3.6，3.7，3.8，3.9，4.0)貯氫合金的電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明，隨著x值的增加，合金的最大放電容量從378 mAh/g(x=3.5)逐漸減小到336 mAh/g(x=4.0)。而合金的高倍率放電性能(HRD<,1200>)、擴(kuò)散系數(shù)(D)和低溫放電性能(LTD<,243>)在x=3.7時(shí)得到了顯著改善，分別

5、達(dá)到52.6％、5.85×10<'-11>cm<'2>/s和92.9％。而容量保持率(S<,200>)則在x=3.8時(shí)取得最高值為83.0％。 利用交叉實(shí)驗(yàn)的原理，設(shè)計(jì)了Ml<,1-x>Mg<,x>(NiCoMnAl)<,y>(x=0.10，0.15；y=3.6，3.7，3.8)貯氫合金。通過(guò)恒電流充/放電等方法測(cè)試了其電化學(xué)性能。結(jié)果表明，Ml<,0.85>Mg<,0.15>(NiCoMnAl)<,3.7>(x=0.15，Y=

6、3.7)合金的綜合電化學(xué)性能相對(duì)較好，最大放電容量為377 mAh/g，高倍率放電性能(HRD<,1200>)為64.7％，低溫放電性能(LTD<,243>)可以達(dá)到88.2％，容量保持率(S<,50>、S<,100>和S<,200>)分別為90.4％、84.3％和73.3％。 本文研究結(jié)果表明，通過(guò)調(diào)整鎂含量和化學(xué)計(jì)量比均可以顯著改善Ml-Mg-Ni基多相貯氫合金的放電容量、高倍率放電性能、低溫放電性能和循環(huán)穩(wěn)定性等電化學(xué)性能