合金化元素对La-Mg-Ni系A,2B,7型储氢合金微观组织和电化学性能的影响

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1、顺

2、，≯位论上摘要本文是在对国内外La．Mg．Ni系储氢合金研究进展进行全面综述的基础上，确定以La．Mg．Ni系A287型储氢合金为研究对象，采用XRD、SEM、EPMA、Rietveld全谱拟合等材料研究方法和电化学测试方法对合金的微观结构和电化学性能进行了研究。通过对化学计量比为3．3的AB3．3合金、无Co的AB3．5合金、无Gd的AB3．5合金和AB3．5合金的相结构和电化学性能进行考察，发现化学计量比为3．5的含Co含Gd合金表现出来较好的综合电化学性能。为此，我们重点考察Co和Al含量的变化对含Gd合金微观组织和电化学性能的影响规律。以L

3、ao．63Gdo．2Mgo．17Ni3．35．。Co。Alo．15(x=0—2．0)合金为研究对象，本文系统研究了Co含量的变化对此含Gd合金微观组织和电化学性能的影响。结果表明Lao．63Gdo．2M90．17Ni3．35．。Co。Alo．15退火合金中，当x=0时，合金由Ce2Ni7型相(或Gd2C07型)和Pr5Col9型相组成，无CaCu5型相；随着X的增加，当X在0．1～2．0之间变化时合金由Ce2Ni7型相(或Gd2C07型)、Pr5Col9型相和CaCu5型相组成，并且随着X的增加，CaCu5型相不断增多，x=2．0时CaCu5型相的相丰

4、度为27．50％，达最大。Co含量的变化对合金电极活化性能影响不大，但加入Co元素能在一定程度上能提高合金的最大放电容量：随X的增加，合金电极的最大放电容量先升高后降低，当x=0．3时合金电极容量达到最大值392．92mAh／g；Co元素对合会的电极循环稳定有明显影响，当Co含量x=1．0，1．5时，Lao．63Gdo．2Mgo，17Ni3．35．。Co。AIo．15合金具有最好的循环稳定性，经100次充放电循环后其电极容量的保持率SIoo分别为94．4％、96．1％。Co含量的变化使合会电极的高倍率性能发生了变化，随x的增加，其高倍率放电性能(HRD

5、％)呈先增加后减小趋势，其中HRD900从合金x=0时的81．6％提高到的x=0：3时的86．3％，随后又降低到x=2．0时的64．1％。以Lao．63Gdo．2Mgo．17Ni3．2．。Coo．3AI。(x=0～0，4)合金为研究对象，本文系统研究了Al含量的变化对此含Gd合金微观组织和电化学性能的影响。结果表明该系列合会退火组织主要由Ce2Ni7(或Gd2C07)、Pr5Col9型、PuNi3型和CaCu5型相组成；X=0．1时其相丰度达到81．2％；随A1含量x不断增加，合金中CaCu5型相丰度逐渐增多，当X=0．1—0．2时，CaCu5型相丰度

6、为4～5％，X=0．4时，其相丰度达到66．65％。电化学测试分析表明，Al元素对合会电极活化性能影响不大，当x=0．1时，合会电极放电容量达到最大值39lmAh／g，随Al含量x进一步增加，合金电极放电容量降低。适量的Al元素可使合金电极循环稳定性得到明显提高，当Al含量x=0．1～0．2时，经100次充放电循环后其电极容量保持率sloo分别为92．7％和90．1％，其中Lao．63Gdo．2Mgo．I7Ni3．1Coo．3Alo．1合金具有最好的综合电化学性能。关键词：La—Mg—Ni系A：B，型储氢合金；微观组织；电化学性能；合金化Abstrac

7、tInthisthesis，previousresearchworksonLa·Mg—Nisystemalloyshavebeenextensivelyreviewed．Onthisbasis，theLa—Mg—NibasedA287一typehydrogenstorageelectrodealloyswasselectedasthesubjectofthisstudy，bymeansofXRD，SEM，EPMARietveldanalysisandtheelectrochemicaltestmethods．ThroughthecontrastAB3．

8、5alloywithAB3．3alloy,noCoalloy,andnoGdalloyofmicrostructureandelectrochemicalproperties，foundthatAB3．5showitbetterintegratedelectroche。micalproperties．Todothis，wefocusontheeffectofCoandA1elementonthealloyofmicrostructureandelectrochemicalproperties．HydrogenstoragealloysLao．63Gdo

9、．2Mgo．17Ni3．35．xCoxAlo．15(x20～2．0)wereobtainedb