lamgni系储氢合金结构与电化学性能研究

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1、内蒙古科技大学硕士学位论文摘要早在上个世纪七十年代，贮氢合金就发展成为一种新型绿色金属功能材料。随着人们环保意识的加强，移动电子产品的日益小型、轻质化，要求小型高容量Ni／MH电池配套。众所周知AB5型贮氢合金的容量已接近其理论值，进一步提升空间较小。这就促使开发有更高能量密度的新一代贮氢电极合金。对于提高容量来说，最具希望的合金之一是La-Mg．Ni系贮氢合金，但此类贮氢合金存在的主要问题是电化学循环稳定性较差。因此，开展对此系列合金的系统研究，具有重要的学术价值和良好的应用前景。为了提高其循环寿命，本文在国内外La

2、-Mg-Ni系贮氢合金研究进展的基础上，确定了以La-Mg-Ni系贮氢合金作为研究对象，采用XRD、电化学测试、动力学测试全面系统的研究了元素替代对La-Mg-Ni系贮氢合金相结构及电化学性能的影响，得到一些主要结论。对Lal嚷MgxNi3．5(x=1／4，1／5，1／6，1／7，1／8)系列合金的研究结果表明，随着La／Mg比的增加，合金LaNi5相增加。合金最大放电容量、高倍率放电能力、放电电压特性均随着La／Mg比的增加而降低，但合金的循环稳定性随着La／Mg比的增加变化不大。La／Mg()(_1／4)L匕3／1

3、时的合金具有最高的放电容量。对Lao．帆Mgo．2-xNi3．5(x=0，0．01，0．02，O．03，O．04，0．05)系列合金的研究结果表明，随着La／Mg比的增加，合金最大放电容量、高倍率放电能力、放电电压特性均随着La／Mg比的增加而降低，合金的循环稳定性随着La／Mg比的增加变化不大。La／Mg(x--0)比4／1时的合金具有最高的放电容量。研究了Ce，Sm，Y，Nd替代La对Lao．82．xRExMgo．1sNi3．5假E_N也Y，Sm，Ce；x=0，O．1，0．2，0．3，O．4)系列合金结构与电化学性

4、能的影响。研究发现，RE替代La后使得合金的晶胞体积下降，降低了合金的放电容量，但合金的高倍率放电性能和循环稳定性得到了改善。其中，Ce替代La后，在合金表面形成的Ce02减少了合金中的氧化腐蚀，提高了合金的循环稳定性。对Lao．82Mgo．18Ni3．5-xAl。(0，O．05，O．1，O．15，0．2)系列合金进行了详细的研究。结果表明越替代Ni虽然降低了合金的高倍率放电性能，但是大幅提高了合金的活化性能和放电电压特性，尤其是合金的循环寿命得到改善。灿在合金表面形成一层致密的A1203薄膜，抑制了合金的氧化腐蚀是合

5、金循环稳定性得到改善主要原因。另外，对Lao．8Ceo．2N幻Feo．5却M[no．5舢o．3．x(x=O，O．1，0．2)系列合金进行的研究也同样证实了上述结论。关键词：La．Mg-Ni系贮氢合金；相结构；电化学性能；元素替代内蒙古科技大学硕士学位论文AbstractHydrogenstoragealloyisanewkindofgreenmetallicfunctionalmaterialthathasbeendevelopedsince70’Slastcentury．HighcapacityNi／MHbatter

6、yismoreandmoreneededtomeettherequirementsofadvancedandmobileelectricappliance．ItiswellknowtheAB5typedalloy,essentialpartofthemostwidelyusedNi／MHbattery,isapproachingitstheoreticalcapacitylimitbecauseofitsCaCu5structure．Thusthesearchingforhighercapacityhydrogenst

7、oragealloyhasremainedthetaskforscientists．Amongallthepotentialnewalloys，La-Mg-Nisystemalloyisthemostpromistingcandidate．ButthemainweaknessofLa-Mg-Nisystemalloyisitspoorcyclestability．Therefore，thestudyingonLa-Mg-Nisystemalloyholdssignificantacademicvalueandappli

8、cationpotential．Inordertoimproveitscyclicstability，theLa-Mg-NihydrogenstoragealloyWasselectedastheobjectofthisworkbasedonthereviewoftheresearchanddevelopmentoftheLa-M