探索硼掺杂稀土贮氢合金结构和性能的研究

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1、中南大学硕士学位论文硼掺杂稀土贮氢合金结构和性能的研究姓名：谭飞鹏申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：唐有根20071008硕士学位论文摘要镍氢电池经过近年来的快速发展，其应用已经非常广泛，作为镍氢电池的关键材料一贮氢合金的研究也得到了很大的发展，受产业化应用的影响，镍氢电池的性能研究趋向细化。本论文较详细的论述了一般贮氢合金在低温下电化学容量低以及大电流放电能力差等问题，采取在贮氢合金中掺杂硼的方法来改善贮氢合金在低温下的电化学性能。采用真空熔炼炉制备AB5．o型和AB5．2型贮氢合金样品各5个

2、，通过X-衍射，扫描电镜，恒流充放电性能测试和电化学阻抗等手段对合金样品的物相结构和电化学性能进行了分析表征。通过实验发现，(1))Jl硼的合金主相均仍为CaCu5型，且形成了少量的CeC04B相型。(2)在．20。C低温下，添加硼的合金容量有较大提高，AB5．o型中的MIN3-45Mno．4触o．1Coo．75Bo．3达到195．6mAh／g，比没有添加的合金提高47．5mAh／g。(3)高倍率放电也随着硼的添加而明显改善，AB5．o型不添加硼合金在10C放电时，容量为63．5mAh／g：添加硼合金中

3、的MiNi3．55Mno．4触o．2Coo．75Bo．1的放电容量为148．1mAh／g，相比提高了84．6mAh／g。(4)同样的实验结果在AB5．2型合金中得到验证，进一步验证了在贮氢合金中添加适量的硼，能提高合金的低温性能和高温倍率放电性能。实验结果表明，在贮氢合金中掺杂适量的硼可以改善贮氢合金的低温电化学容量以及大电流放电能力等电化学性能。关键词镍氢电池，贮氢合金，电化学性能，低温放电性能，高倍率充放电性能硕士学位论文ABSTRACTABSTRACT_刀jenickelhydrogenbatte

4、ryhasbeenappliedwidespreadinourlifeaftergreatdevelopmentinrecentyears．Thestudyonthehydrogenstoragealloyasthekeymaterialofnickelhydrogenbatteryhavebeenattachedmuchattentionandgotconsiderableadvancement．ResearchontheperformanceofnickelhydrogenbaRerybecamem

5、oremeticulousduetothedevelopmentofindustrializationapplication．Somedefectsofthehydrogenstoragealloy,suchasunsatisfactoryelectrochemistrycapacityunderlowtemperature，deficientperformanceatbigcurrentdischargehasbeendiscussedindetailinthepaper．Inordertoenhan

6、cethelowtemperatureelectrochemistryperformance，boronhasbeendopedintothehydrogenstoragealloyindifferentrate．5samplesofABs．0andAB5．2typehydrogenstoragealloyhavebeenprepparedbyarcweldingrespectively,the嬲preparedsampleswereanalysedandcharacterizedbyX-raydiff

7、raction(XRD)，scaningelectronicmicroscope(SEM)，electrochemicalimpedancespectroscopy(EIS)andelectrochemicalpropertiestest．TheexperimentalresultsareshownaSfollow：(1)ThemainphaseofborondopedhydrogenstoragealloyisCaCu5typeremain,andalittleCeCo屉phasehasbeendet

8、ectedinthesamples．(2)ComparedwiththeAB5．0hydrogenstoragealloys，theborondopedhydrogenstoragealloysshowbetterperformancein-20℃．TheMINis．45Mno．4Alo．1Coo．75Bo-3hydrogenstoragealloyshowsacapacityof195．6mAh／gwhichis47．5mAh／gover