快淬ablt5gt型贮氢合金电化学性能及其微观结构的研究

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1、摘要AB5型稀土系贮氧合金，作为Ni／MH电池负极材料已得到大量研究和广泛应用。为了提高Ni／MH电池的市场竞争力，降低贮氢合金的生产成本和提高合金的电化学性能成为贮氢合金研究的主要方向。目前研究的焦点是如何提高低钻、无钴贮氢合金的电化学循环稳定性。本文旨在通过合金成分的优化调整，同时结合适当的快淬工艺，改善低钴无钴贮氢合金的循环稳定性，制备出综合性能优异的贮氢合金电极材料。本文主要应用熔炼法和真空快淬技术制备AB5型贮氢合金，用开口式三电极系统测试合金的电化学性能，用XRD分析了铸态及快淬态合金的

2、相组成及相结构，用SEM和光学显微镜观察了铸态及快淬态合金的微观组织形貌，用TEM观察了铸态及快淬态合金的形貌并用SAD确定其晶态。全面研究了合金微观结构与其电化学性能的联系，得到如下一些主要结论：1．综合研究了Mm(NiMnSiAl)43Coo6一。Fe。(x=O，0．2，0．4，O．6)系列铸态和快淬态合金的微观结构及电化学性能。结果表明，Fe替代Co导致合金的电化学容量下降，但不同程度的改善了合金的循环稳定性。Fe替代Co对快淬态合金循环寿命的提高比较显著，这主要是由于随Fe替代量的增加，快淬

3、态合金的晶粒明显细化。快淬工艺可以极大地提高合金的循环寿命。2．对铸态及快淬态低钴无钴LaxMml_x(NiMnSiAIFe)47Coo2(x=0，1)和LaxMml一。(NiMnSiAlFe)4．9(x=O，1)两个系列铸态和快淬态合金的研究结果表明，La替代Mm使合金放电容量提高，其主要原因是合金中第二相的消失和品胞体积的增大。3研究表明，通过以Fe替代co、成分优化设计以及应用真字快淬工艺研制低钻无铺AB5型贮氢合金是可行的。实验发现两种成分的低钻无钴合金¨J以达到实用化需求。这两种合金成分是

4、La(NiMnSiAlFe)47C002和La(NiMnSiAIFe)Jq，活化次数为2次，最大放电容量分别为30942mAh／g和30447mAh／g，循上1、寿命分别为370和300次。内蒙占科技火学硕士’≯忙论文TheinvestigationsonelectrochemicalperformancesandmicrostructuresofrapidquenchingABs-typehydrogenstoragealloysAbstractAB5一typerare·—earth-basedh

5、ydrogenstoragealloy,asthenegativeelectrodematerialoftheNi／MHbatteries，hasbeenextensivelyinvestigatedandwidelyappliedInordertoexaltthecompetitionabilityofNi—MHbatteriesintherechargeablebatterymarket，theinvestigation0ntheAB5一typehydrogenstoragealloyhasbe

6、encarryingouttoenhancetheelectrochemicalperformancesandreducetheproductioncostofthealloy．Atpresent，theinvestigationfocusontheAB5一typehydrogenstoragealloyishowtoincreasethecyclestabilityofLow—CoandCo-freeelectrodealloy．Thisthesisintendstogetakindofhydro

7、genstoragealloywithgreatsyntheticalpropertiesthroughoptimizingthecompositionandrightrapidquenchingtechnology．AB5一typehydrogenstoragealloyswerepreparedbycastingandrapidquenching．Theelectrochemicalperformancesoftheexperimentalalloysweremeasuredbyanopentr

8、i—electrodesystem．Themicrostmcturesoftheas—castandquenchedMloyswerestudiedsystematically：thephasestructureswereanalyzedbyXRD，themicrostructuresandmorphologieswereobservedbySEMandOpticsmicroscope，thecrystallinestateandmorphologiesweredet