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《4.12镍氢电池负极用低成本储氢合金的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第27卷第4期稀有金属2003年7月Vol.27№.4CHINESEJOURNALOFRAREMETALSJuly2003X镍氢电池负极用低成本储氢合金的研究131122黄倬,蒋利军,詹锋,李一,田芝瑞(1.北京有色金属研究总院,北京100088;2.清华大学机械工程系,北京100084)摘要:研究了AB5型储氢合金在低Co含量条件下,随B组元替代元素Co,Al,Si等含量的变化对合金电化学性能的影响规律,同时研究了A组元中不同LaPCe比对合金电化学性能的影响情况。结果表明,随合金中Co含量的降低,合金的活化性能和放电容量得以改善,但合金的循环寿命下降也比
2、较明显;在试验范围内,随Al元素的加入,合金的循环寿命得以改善,但材料的放电容量和活化性能均有所下降;随合金LaPCe比的降低,合金的放电容量略有下降,但其循环寿命和放电电压平台有较大提高。关键词:电化学性能;储氢合金;镍氢电池;负极中图分类号:TG13917文献标识码:A文章编号:0258-7076(2003)04-0443-05开发高性能低成本的储氢合金是储氢合金研[1～6]1实验方法究领域的重要方面之一。众所周知,为了改善AB5型稀土系储氢合金的综合性能,人们尝试了各按照各合金的化学表达式计算出各元素的重种替代元素来取代合金中的Ni元素,其中,Co元量
3、百分比后,按每个样品40g进行配料,考虑到稀素的作用主要是提高合金的循环寿命。但Co是一土元素和Mn在熔炼过程中的烧损,在配料时分别种价格比较高的金属,Co在合金中的含量在很大过量1%和3%。实验中所用单质原料,包括Co,程度上影响着合金的成本。目前商用AB5型稀土Mn,Ni,Si,Al,Cu等,其纯度均大于99%,所用系储氢合金中Co含量大约在10%(质量分数)左富La(Ml)混合稀土和富Ce(Mm)混合稀土的成分右[7],为了降低合金的成本,在合金成分设计上主如表1所示。将配好的原料在非自耗真空电弧炉中要采取降低Co含量的方法,但随着Co含量的降进行熔炼
4、,为保证合金熔炼的均匀性,合金反复熔低,合金的循环寿命也随之下降。研究表明,引起炼3次。熔炼后的铸态合金除去表面的微氧化层,合金寿命下降的原因主要有两个,即由于合金在采用机械破碎,过筛后,选～200目粉末与相同粒吸放氢过程中晶格体积反复变化引起的合金粉化度的羰基镍粉以1∶3(重量比)的比例均匀混合,置和合金在碱液中的氧化腐蚀使合金失去吸放氢的于模具内,使用油压机压制成Φ10mm×1mm的能力。如果能够有针对性的解决这两个问题,合金薄片,将镍带与之点焊在一起,保证良好接触,作的循环寿命将能够有所改善。为负极。材料的电化学性能测试采用典型的“三明[8]-1本文研
5、究了在低Co条件下不同Co含量对合治”开口测试结构,电解液为6mol·L的KOH溶液。为研究合金的相成分,采用日本理学DPmas金综合性能的影响,合金分子式可表示为MlCox(NiMnAl)5-x,为保持合金的整体性能,尝试表1混合稀土中各元素的含量(%,质量分数)了在低Co条件下在B组元中添加Al和Cu等替代Table1Elementcontents(%,massfraction)元素,分别考察了它们对合金电化学容量、活化性混合稀土LaCePrNd能、循环寿命等方面性能的影响情况;同时对A组Ml59.0125.163.3112.51元中稀土元素的含量进行了
6、调整,考察了不同LaPMm29.253.54.912.4Ce比对合金各项性能的影响。X收稿日期:2002-10-10;修订日期:2002-12-21基金项目:国家科技部“九五”科技攻关项目作者简介:黄倬(1972-),男,湖北武汉人,硕士,高级工程师3通讯联系人(E2mail:huangzh@grinm.com)444稀有金属27卷2RB型X射线衍射仪对材料进行了衍射分析,同表2Co含量与合金循环寿命的关系时使用显微硬度仪对部分样品进行了显微硬度的Table2CyclelifepropertywithdifferentCocontent测定。合金QA1QA2
7、QA3QA4C32结果与讨论180PCmax70.079.985.286.63C180PCmax:合金第180周期的放电容量与合金最大容量的比值2.1Co含量对合金性能的影响当Co含量为0.5时,合金180次循环后容量保持实验中设计QA系列合金考察在低Co条件率仍在85%以上。下,Co含量的变化对合金电化学性能的影响。对QA系列合金样品进行的X射线衍射分析QA1,QA2,QA3,QA4合金对应的分子式分别为结果表明,四种合金具有相似的衍射花样,表明合MlCo0.3Mn0.3Al0.4Ni4.0,MlCo0.4Mn0.3Al0.4Ni3.9,金具有相同的晶体结
8、构,均为密排六方的CaCu5结MlCo0.5Mn0.
