lamgnico系ablt3gt型贮氢电极合金的相结构与电化学性能

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1、浙江大学硕士学位论文捅要本文在对国内外稀土系非ABs型贮氢合金的研究进展进行全面综述的基础上，确定以La．Mg—Ni．Co系AB3型合金作为研究对象，采用XRD分析及恒电流充放电、线性极化、恒电位阶跃放电等电化学测试技术，系统地研究了Lao7Mgo3(Nio85Cool5)x(x=3．1—3．6)合金的相结构与电化学性能，并，肿并从中筛选出一种具有较高容量且综合性能较好的Lao7Mgo3(Nio85C0015)34合金。并在此基础上，进一步研究了退火处理对Lao7Mgo3(N讥5Coo15)34合金相结构与电化学性能的影响以及Cu对Ni的部分替代对Lao7Mgo3(Nio85．。

2、Coo15Cu。)34(x=0—0．03)合盒相结构与电化学性能的影响规律与机制，力求进一步提高合金的综合电化学性能。对Lao7Mgo3(N讥5C0015)x(x=3．1-3．6)合金的XRD分析显示，所有合金均由一种PuNi3型结构的Ca，Mg)Ni3主相及少量的LaNi5相和LaNi2相所组成。但随x值的增大，合金中(La，Mg)Ni3主相的丰度略有升高，并在x=3．4时出现最大值(77．5％)，然后又随着X值的增加而有所降低，合金的吸氢体积膨胀率(AV／V)由x=3．1时的24．7％减小x=3．4时的23．2％。电化学测试表明，随X值的增加，合金的最大放电容量、高倍率放电性

3、能以及循环稳定性均有所提高，且均在x=3．4时出现极大值，然后又随x值的进一步增大而有所降低。在所研究的台金中，以x=3．4时合金的综合性能较好，其最大放电容量为403．2mAh／g，活化次数为2次，在t200mA／g放电电流条件下的高倍率放电性能HRDl200=84．6％0，但合金经100次循环后的容量保持率偏低($100=36．8％)。对Lao7Mgo3(Hio85Cool5)34合金进行的退火处理(1073K·1223KX9h)研究表明，铸态和退火态合金仍由一种具有PuNi，型结构的(La，Mg)Ni3主相及少量杂相(LaNi：和LaNi。)组成，但退火态合金@(La,Mg

4、)Ni3主相的丰度均较铸态合金有所提高，并在退火温度为1123K时出现最大值(84．1％)，且具有较低的吸氢体积膨胀率(T=1123K时4v／v为20．1％)。电化学测试表明，退火处理使合金的最大放电容量有所提高，循环稳定性得到明显改善，但使合金的高倍率放电性能较铸态合金有所降低。研究发现，退火态合金放电容量的提高与合金中主相丰度的增大密切相关，合金循环稳定性的改善主要归结于退火态合金具有较低的吸氢体积膨胀率和较好的合金成分均匀性，而退火态合金电极的催化活性以及氢在合金中的扩散速率均较铸态合金有所减小是导致其高倍率放电性能降低的主要原因。在所研究的合金中，以经过1123K退火处理

5、后的合金的综合性能较好，其最大放电容量为414．4mAh／g，活化次数为2次，在1200mA／g放电电流条件下的高倍率放电性能HRDl200=75．4％，经100次循环后的容量保持率(Sjoo)为59．2％。浙江大学硕士学位论文对Lao7Mgo3(Nio85一、Coo15Cu。)34(x=0-0．03)合金(经1123K×9h退火处理)的研究结果表明，上述合金仍th(La，Mg)Ni3主相及少量的LaNi5相和LaNi2相所组成。随Cu含量的增加，合金中(La,Mg)Ni3主相的丰度有所降低(从x=O时的84．1％降低到x=O．03时的75．9％)，合金的晶胞体积有所增大，而合金

6、的吸氢体积膨胀率则有明显降低(当x=0．03时，△w胆18．9％)。电化学测试表明，随Cu含量的增加，合金的最大放电容量和高倍率放电性能有所降低，但合金的循环稳定性得到明显改善。在所研究的合金中，以Lao7Mgo．3(Ni0．83Coo．15Cuo02)34合金的综合性能较好，其最大放电容量为388．6mAh／g，HRDl200=75．2％，合金经100次循环后的容量保持率S删=79．8％。但从实用化的要求来看，合金的高倍率放电性能和循环稳定性仍有待进一步研究提高。关键iN：La—Mg-Ni—Co系AB3型合金，退火处理，元素替代，相结构电化学性能Il浙江大学硕十学位论文ABST

7、RACTInthisthesis，previousresearchworksonnon—AB5typeRE—basedhydrogenstoragealloyshavebeenextensivelyreviewed．Onthisbasis，theLa-Mg—Ni—CobasedAB3一typehydrogenstorageelectrodealloyswereselectedasthesubjectofthisstudy．BymeansofXRDanalysisandtheele