AB,5型无Co储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摘要本文在全面综述AB5型低co及无Co储氢电极合金国内外研究状况的基础上，确定了以提高AB5型无Co储氢电极合金的综合性能作为研究目标，采用XRD、SEM、EDS以及电化学测试等手段，比较系统的研究了无Co合金的制备方法(包括退火处理和快速凝固)以及合金的化学计量比对合金组织结构和电化学性能的影响规律与机制，力求通过对合金的化学计量比和合金制备工艺的改进，进一步提高无Co储氢合金的综合电化学性能。对MINi40AIo_3SiolFeo6无co合金，本文首先对比研究了铸态和不同冷却速度(5，10，15，20

2、m／s)的快凝合金的相结构与电化学性能。研究表明，上述合金均为CaCu；型单相结构。铸态合金经快凝处理后，其组织形貌由粗大的树枝品变为细小的胞状晶，合金成分的分布趋于均匀化。电化学测试表明，与铸态合金相比，快凝合金的放电容量略有降低，高倍率放电性能也随冷却速度的提高而有所降低，但合金的循环稳定性随着冷却速度的提高而得到明显改善。在所研究的合金中，以快凝(5m／s)合金的综合性能较好：其最大放电容量为292．58mAh／g，活化次数为2次循环，在300mA／g电流下放电的高倍率放电性能HRD300为86．64％，经300次循环后

3、的容量保持率为74．15％。对MINi4oAIo3SiolFeo6合金进行的不同温度的退火处N(It73K-1373KX3h)的研究表明，经退火处理后，上述合金仍为CaC“5型单相结构。除1173K×3h退火处理后合金仍为比较粗大的树枝晶外，其它合金均转变为块状的等轴晶组织。电化学测试表明，与铸态合金相比，退火态合金的放电容量和循环稳定性均有不同程度的提高，但高倍率放电性能却略有降低。研究认为，退火态(1173KX3h)合金具有较好的综合性能：其最大放电容量为304．67mAh／g，活化次数为2次循环，在300mA／g电流下放

4、电的高倍率放电性能HRD300为84．18％，300次循环后的容量保持率为71．91％对铸态Ml(Ni0．8n10．06Sio．02Feo12)，(x=4．6—5．6)合金，本文比较系统地研究了合金的化学计量比x对其相结构与电化学性能的影响规律。研究表明，除x<5．0的合金中含有少量ce2Ni7第二相外，其它X>5．0的合金均为单相CaCu5型结构，上述合金的组织形貌均为粗大的树枝晶。电化学测试表明，上述铸态合金经2—3次循环即可活化，合金的最大放电容量C。。及高倍率放电性能HRD均随x值的增加而增大。随X值的增加，合金的循环

5、稳定性得到明显改善，并在x=5．2时出现最佳值，然后又随X值增加而有所降低。在所研究的合金中，以x=5．2的合金的综合性能较好，其放电容量为293．86mAh／g，在300mA／g电流下放电的高倍率放电性能HRD300为89．34％，经300次循环后的容量保持率$300=74．51％。对Ml(N妣oAlo06Sio．02Feo12)。(x=4．6—5．6)合金进行退火处理(1173K×3h)的浙江大学硕士学位论文研究表明，除x<5．0退火态合金中仍含有Ce2Ni7第二相之外，其他合金均为单一的CaCu，型结构。合金经退火处理后

6、仍保持树枝晶结构，但晶粒尺寸有所增大。同铸态合金相比，退火态合金具有较高的放电容量和循环寿命，但高倍率放电性能降低。在所研究的退火态M1(Nio80AIo06Sio02Feo12)。合金中，x=5．2合金具有较好的综合性能：其最大放电容量303．94mAh／g，活化次数为3次循环，在300mA／g放电电流下放电的高倍率放电性能HRD300为89．20％，经300次循环后的容量保持率S300=75．47％。关键词：AB5型无co储氢电极合金，快速凝固，退火处理，化学计量比，相结构，电化学性能浙江大学硕士学位论文AbstractI

7、nthisthesis，basedonthereviewoftheresearchanddevelopmentofABEtypelow-CoandCo—freehydrogenstorageelectrodealloys，somewaysforimprovingtheoverallpropertlesofAB5typeCo—freeelectrodealloywereproposedastheobjectsofthisstudy．BymeansofXRD，SEM，EDSanalysesandeleetrochemicalmea

8、surements，theeffectsofthealloypreparationmethods(includingheat—treatmentandrapidlyquenching)andthealloystoichiometryonthephasestructureand