球磨lalt2gtmglt17gt复合储氢材料结构及电化学性能研究

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1、内蒙古科技大学硕士学位论文摘，要镁基储氢合金由于具有储氢量大、资源丰富及价格低廉等优点，现己被看作是第三代储氢电极合金而成为国内外新的研究热点。本文在对国内外镁基储氢材料的研究进展进行全面综述的基础上，确定以储氢容量远高于M92Ni系合金的La2Mgl7系列合金为研究对象。但由于La2Mgl7合金较差的吸放氢动力学性能及较高的氢化物稳定性，目前尚未见将其应用于电化学储氢的报道。本文采用将熔炼制备的La2Mgl7合金与一定量的Ni粉或Cu粉以及少量金属氧化物CeO进行混合球磨制备出了La2Mglr卜200wt．％M(M=Ni或

2、Cu)+l姒．％CeO复合材料体系，从球磨时间对其相结构和电化学性能进行了研究。采用XRD、SEM和DSC等材料分析方法以及恒电流充放电、电化学阻抗和阳极极化等电化学测试技术，研究结果如下：本文研究了Ni粉和Cu粉的添加及球磨时间对La2Mgl7复合材料的微结构与电化学性能的影响。电化学测试结果也显示，当球磨时间从10h增加到40h过程中，加Cu系列在30h时出现最大的放电容量134mAh．g～，而加Ni系列在此时刻出现最大放电容量934．3mAh．g-1。两组复合材料的放电电压特性也得到明显改善。30h时加CIu系列高倍率

3、放电性能在历=400mA．g-1是68％，比10h时提高了15．9％，且30h时加Ni·系列高倍率放电性能在乃=400mA．g。1是81％，比10h时提高了16．1％。分析研究发现，添加足量的Ni粉或Cu粉与La2Mgl7合金一起球磨可促进复合材料的非晶化过程和提高合金的非晶化程度，从而改变了La2Mgl7合金氢化物过于稳定的热力学性质，并且显著提高了复合材料的电化学反应动力学特性。复合非晶材料的放电容量主要受合金非晶化程度和合金颗粒尺寸两方面因素的影响，而二者又与Ni粉或Cu粉添加量和球磨时间密切相关。对Ni粉和Cu粉的添

4、加及球磨时间总存在一个最佳值可使复合材料的放电容量达到最大，未超过最佳值时，合金非晶化程度是影响电化学容量的主导因素，超过最佳值时，合金颗粒尺寸将成为主导因素。关键词：镁基储氢合金；机械球磨；电化学性能内蒙古科技大学硕士学位论文AbstractRecently，Mg-basedhydrogenstoragealloyshavebeenregardedaSthethirdnewgenerationofpromisinghydrogenstoragealloysbecauseoftheirhigllhydrogenstorage

5、capacity，abundantresourcesandlightweight,andhavebecomethestudyhotspotathomeandabroad．BasedonthereviewoftheresearchanddevelopmentoftheMg-basedhydrogenstoragealloys，La2Mgl7hydrogenstoragealloyWasselectedasthestudyobjectofthisworkduetoitshigherstoragecapacitythanMg-Ni

6、systemalloy．However，theapplicationofLa2M917itlloyintheelectrochemicalhydrogenstoragecanhardlybeperformedbecauseofitspoorkineticpropertiesandhighhydridestability．Inthisthesis，themicrostructureandelectrochemicalpropertiesoftheamorphousLa2Mgl7+200wt．％M(M=NiorCu汁1wt．％C

7、eOcompositespreparedbyball-millingtime．BymeansofⅪm，SEMandDSCanalysesandtheelectrochemicaltestmethodsincludingthegalvanostaticcharge-discharge，EISandpolarizationetc．．Thestudyincludesthefollowings：ThestudyoftheinfluenceofN比uamountsandball-millingtimeonthemicrostructu

8、reandelectrochemicalpropertiesofLa2Mgl7compositealloysrevealedthatball-milling、析mcertainamountofNi／CuCanmakeLa2Mgl7alloyagoodactivationperformanc