lamgni基a2b7型贮氢合金微观结构和电化学性能研究

《lamgni基a2b7型贮氢合金微观结构和电化学性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得内蒙古科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：2013.06.07关于学位论文使用授权的说明本人完全了解内蒙古科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生院有权保留送交学位论文在学校相关部门存档，允许论文在校内被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。在论文作者同意的情况下，研

2、究生院可以转授权第三方使用查阅该论文。（保密的论文在解密后应遵循此规定）签名：导师签名：日期：2013.06.07内蒙古科技大学硕士学位论文摘要氢能作为一种高效、无污染、取之不尽用之不竭的新型能源，随着传统化石能源的日趋枯竭，而越来越受到世界各国的重视，但是能否找到合适的贮氢材料成为了氢能能否实现有效利用的关键。Ni/MH电池便是其一项重要应用，尤其是随着便携式电子设备的快速发展，对电池的能量密度，体积，寿命等方面要求更高。La-Mg-Ni系贮氢合金以其高容量，活化性能好等优点引起了国内外专家学者的广泛关注，成为新型Ni/MH电池负极材料的最佳候选。但是它较差的循环稳定性成为阻碍其

3、实用化的最大障碍。因此如何提高该系列合金的循环稳定性成为时下学者们研究的热点。本论文在课题组前期研究的基础上，确定了以La-Mg-Ni基A2B7型贮氢合金为研究对象，借助于X射线衍射和扫描电镜（SEM）对合金的微观结构进行了分析，采用LAND电池测试仪对合金的电化学性能进行了测试，采用电化学工作站系统对合金的动力学性能进行了表征，系统地研究了元素替代对合金的相结构、电化学性能以及动力学性能带来的影响，得到的主要结论如下：La0.8-xYxMg0.2Ni3.35Al0.15(x=0~0.4)系列合金均由多相结构构成，主相是CaCu5型六方结构的LaNi5相和Ce2Ni7型六方结构的L

4、a2Ni7相，余相随着Y含量的变化而有所不同，分别为Ni2Y，Ni3Y和Y2Ni7。本系列合金均表现出优良的活化性能。Y元素的少量替代，提高了合金的放电容量，虽然在碱性溶液中的腐蚀加剧，但是总体上改善了合金的循环稳定性。随着Y含量的增加，合金的高倍率放电性能先增加后减小，电化学反应阻抗先增加后减小又增加，交换电流密度先减小后增加又减小，极限电流密度先减小后增加然后又略微减小，氢扩散系数呈现先增加后减小的趋势，这点和合金的高倍率放电性能（HRD）趋势一致。可知，HRD性能主要是由氢在合金体内的扩散步骤控制的。La0.7-xCe0.1YxMg0.2Ni3.35Al0.15(x=0~0.

5、2)系列合金由CaCu5型六方结构的LaNi5和Ce2Ni7型六方结构的La2Ni7主相以及Ni2Y和Ni3Y余相构成。本系列合金活化性能好，都在第一个循环就达到其最大放电容量。Y元素的部分替代，提高了合金的放电容量，改善了合金的循环稳定性；随着Y含量的增加，合金的高倍率放电性能呈现先增加后减小的趋势，电化学反应阻抗和交换电流密度显示合金表面的电荷转移速率先减小后增大，而极限电流密度显示氢在合金体内的扩散速率I内蒙古科技大学硕士学位论文先增加后减小，氢扩散系数D随着Y含量的增加总体呈下降趋势，规律性不明显，说明本体系合金的动力学性能受到两方面因素的协同作用。上述两个系列合金，无论是

6、从最大放电容量还是循环稳定性方面来说，含0.1化学计量比的Ce元素系列合金明显优于无Ce替代的系列合金。关键词：La-Mg-Ni基A2B7型贮氢合金；微观结构；电化学性能；动力学性能（关键词间用“；”间隔）II内蒙古科技大学硕士学位论文AbstractWiththetraditionalfossilenergybeingincreasinglydepleted,hydrogen,asakindofnewenergywhichishighlyefficient,non-pollutingandinexhaustible,hasbeenpaidmoreandmoreattentiont

7、obytheworldandwhetherornotwecanfindoutasuitablehydrogenstoragematerialhasbecomethekeyissuethatrealizesthepracticalapplicationofhydrogenenergy.Now,Ni/MHbatteryisoneofitsimportantapplicationsandespecially,withtherapiddevelopmentofportable