La-Mg-Ni系AB_(3.8)型La_(0.75)Mg_(0.25)Ni_(3.3)Co_(0.5)储氢电极合金的结构与电化学性能研究

【摘要】La-Mg-Ni系储氢合金是近年来出现的一种新型储氢材料,由于其具有比目前己商业化的稀土系AB5型储氢合金电极更高的放电容量,引起人们广泛的关注。然而,因La-Mg-Ni系合金中镁元素易挥发,采用常规熔炼方法很难制备该类储氢合金,而且其循环稳定性较差,这成为阻碍其应用发展的关键问题。本文在针对合金制备困难和循环稳定性差的基础上,本文系统研究了La0.75Mg0.25Ni3.3Co0.5合金,并得到了一些重要结论。首先,研究了La-Mg-Ni系储氢合金颗粒度及充放电电流对合金电极电化学性能的影响,研究表明当La0.75Mg0.25Ni3.3Co0.5铸态合金颗粒度为48μm时,其储氢合金电极的电化学性能最佳；合金电极充放电电流分别为100mA/gm和mA/g时,合金电化学性能达到最佳。其次,为了改善La-Mg-Ni系储氢合金的循环稳定性,研究了La0.75-xYxMg0.25Ni3.3Co0.5(x=0-0.4)合金的相结构及其性能,结果表明：所有储氢合金均由LaNi5相和(La,Mg)2Ni7第二相组成,合金晶格参数和晶胞体积随Y含量的增加而减小；随Y含量的增加,合金的活化性能及最大放电容量有所下降,合金电极的放电电势平台宽度及循环稳定性有所上升；合金电极的循环伏安峰面积先增大后减小,在x=0.1时达到最大,且此时合金电极的动力学性能较好。最后,为了开发更好的La-Mg-Ni系储氢合金制备技术,首先通过真空电弧炉制备La0.7y0.05Ni3.3Co0.5铸态合金,然后,通过机械合金化制备La0.7Y0.05Mg0.25Ni3.3Co0.5储氢合金,最后对复合合金进行退火处理,并详细研究了合金的微观结构和电化学性能。结果表明：铸态合金La0.7Y0.05Ni3.3Co0.5由单一的LaNi5相组成,而球磨和退火的LaNi5各合金均由LaNi5和(La,Mg)2Ni7相组成,退火后合金中的(La,Mg)2Ni7相的含量少于球磨合金中的含量。所制备合金均具有良好的活化性能,铸态合金的最大放电容量高于球磨合金,而低于退火态合金；制备合金的容量保持率顺序依次为退火合金>球磨合金>铸态合金。合金球磨1h进行退火后,最大放电容量及放电电位特性达到了最大值,合金球磨3h进行退火后,循环稳定性最好。
【作者】王鸿钰；
【导师】刘建；
【作者基本信息】内蒙古大学，物理学，2013，硕士
【关键词】La-Mg-Ni系储氢合金；机械合金化；退火；电化学性能；

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