y摻雜的mg1xyxni0.95al0.05(x=0～0.08)儲氫合金相結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的研究

1、碩士學(xué)位論文 碩士學(xué)位論文論文題目 論文題目：Y 摻雜的 Mg1-xYxNi0.95Al0.05(x=0~0.08)儲氫合金相結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的研究英文題目 英文題目：The structure and electrochemistry ofMg1-xYxNi0.95Al0.05(x=0~0.08) alloys學(xué) 位 類 學(xué) 位 類 別： 工程碩士研 究 生 姓 研 究 生 姓 名： 胡俊 學(xué)號： 學(xué)號：2014022307學(xué)科 學(xué)科

2、(領(lǐng)域 領(lǐng)域)名稱 名稱： 材料工程指 導(dǎo) 教 指 導(dǎo) 教 師： 張羊換 職稱 職稱：教授協(xié)助指導(dǎo)教 協(xié)助指導(dǎo)教師： 師： 職稱： 職稱：2016 年 6 月 7 日分類號： 分類號： TG139.7 TG139.7 密 級： 級： 公開 公開U D C ： 學(xué)校代碼： 學(xué)校代碼： 10127 10127內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文I摘 要最近，有研究明確表明 MgNi 合金，尤其是通過機(jī)械合金化的納米晶和非晶的鎂鎳類化合物是最有前途的金

3、屬氫化物電極材料。例如，球磨 10 h 獲得的非晶結(jié)構(gòu)的MgNi 合金，其初始放電容量能達(dá)到 522 mAh/g，然而已經(jīng)商用的 LaNi5 合金第一次放電的最大容量僅僅只能達(dá)到 320 mAh/g。與傳統(tǒng)的 AB5 和 AB2 類型儲氫合金相比，MgNi 合金不需要激活過程。鎂元素對身體的毒性較小，并且在地殼中的儲量名列第六位，比較容易獲得，使其具有較高的價格優(yōu)勢，降低了 MgNi 合金的使用成本。 但是它們的充放電動力學(xué)還不盡人意，

4、 實際放電容量也未達(dá)到理論值， 電極的循環(huán)壽命從實用角度上存在較多的不足。本文采用真空感應(yīng)熔煉法用釔部分替代鎂形成Mg1-xYxNi0.95Al0.05 (x=0, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08)儲氫合金，采用機(jī)械合金化方法， 將粉末狀鑄態(tài)合金添加 50%的鎳粉后進(jìn)行球磨， 獲得球磨態(tài)合金。 對獲得的球磨態(tài)合金進(jìn)行電化學(xué)和電化學(xué)儲氫動力學(xué)的研究，應(yīng)用 XRD 和 TEM 分析了合金球磨后的結(jié)構(gòu)的變化。并分析不同球磨時間對

5、 Mg1-xYxNi0.95Al0.05 (x=0, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08)電化學(xué)儲氫性能和動力學(xué)的影響。經(jīng)過研究表明， 在添加 50%Ni 進(jìn)行球磨時， Mg1-xYxNi0.95Al0.05 (x=0, 0.02, 0.04, 0.06,0.08)合金的活化性能優(yōu)良， 延長球磨時間有助于增加合金電極的最大放電容量， 進(jìn)行機(jī)械球磨， 可以促進(jìn)晶粒細(xì)化和晶體的非晶化， 晶粒細(xì)化有助于儲氫合金的電化學(xué)儲氫。 隨著球

6、磨時間的增加， 晶體非晶化越嚴(yán)重， 有助于儲氫合金提高電化學(xué)放電能力。其中球磨時間達(dá)到 30 h 時，合金的放電容量達(dá)到了最大值，分別為：577.7 mAh/g、526.9 mAh/g、482.0 mAh/g、527.7 mAh/g。球磨時間的延長提高了合金電極的循環(huán)穩(wěn)定性，其中球磨時間為 30 h 時效果最佳。延長球磨時間有助于提高合金的高倍率放電的性能、極限電流密度、交換電流密度、氫擴(kuò)散系數(shù)；而合金電極的電荷傳遞電阻減小。對于球磨合

7、金 Mg0.92Y0.08Ni0.95Al0.05，其活化性能好，合金電極的最大放電容量隨著球磨時間的延長而先增大后減小，其中球磨時間為 20 h 時，合金達(dá)到最高的放電容量 600.6 mAh/g。球磨時間為 20 h 時，合金電極的循環(huán)穩(wěn)定性與合金高倍率放電性能也達(dá)到了最大值， 并且與球磨時間的關(guān)系也呈現(xiàn)出上述相同的規(guī)律。 隨著球磨時間的增加，合金電極的電荷傳遞電阻、極限電流密度、交換電流密度、氫擴(kuò)散系數(shù)均呈現(xiàn)出先增大后減小的規(guī)律。