论文部分内容阅读
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型低Co及无Co储氢电极合金的综合性能作为研究目标,采用XRD、EDS以及电化学测试等手段,比较系统的研究了的快速凝固制备工艺(快速凝固速度1~15m/s)对三种含Co量分别为6wt%,3.5wt%及0的低Co及无Co合金的相结构和电化学性能的影响规律与机制,并力求通过对合金快凝制备工艺的优化,进一步提高低Co及无Co储氢合金的综合电化学性能。 对铸态和快凝MlNi4.0Co0.3Mn0.4Al0.3低Co合金(含Co量6wt%)的研究表明,上述合金均为CaCu5型单相结构。但快凝处理使合金的结晶度及成分均匀性得到明显改善,并使合金的吸氢体积膨胀率(△V/V)可由铸态合金的18.2%减小到快凝合金(15m/s)的16.1%。电化学测试表明,随着快凝速度的提高,合金的放电容量及高倍率放电性能有所降低,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,快凝速度为10m/s的MlNi4.0Co0.3Mn0.4Al0.3合金具有良好的综合性能,其最大放电容量为314.30mAh/g,活化次数为2次,在600mA/g放电电流条件下的高倍率放电性能HRD600为76.20%,经300次冲放电循环后的容量保持率(S300)为75.37%。 对铸态和快凝MlNi4.0Co0.2Mn0.40Al0.30Cu0.10低Co合金(含Co量3.5wt%)的研究表明,上述合金仍为CaCu5型单相结构。快凝处理使合金衍射峰的半高宽(FWHM)随着快凝速度的增加而减小,合金的吸氢体积膨胀率(△V/V)可由铸态合金的17.4%减小到快凝合金(15m/s)的14.4%。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,快凝速度为10m/s的MlNi4.0Co0.2Mn0.40Al0.30Cu0.10合金具有良好的综合性能,其最大放电容量为310.42mAh/g,活化次数为2次,600mA/g放电电流条件下的高倍率放电性能HRD600为68.92%,经300次冲放电循环后的容量保持率(S300)为74.91%。 对过计量比Ml(Ni0.80Al0.06Si0.02Fe0.12)5.2无Co合金的研究表明,上述合金仍然均为CaCu5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晶变为细小的胞状晶,合金的吸氢体积膨胀率(△V/V)可由铸态合金的17.9%减小到快凝合金(15m/s)的12.5%。电化学测试表明,合金的放电容量及高倍率放电性能有所降低,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,快凝速度为5m/s的Ml(Ni0.80Al0.06Si0.02Fe0.12)5.2合金具有良好的综合性能,其最大放电容量为302.51mAh/g,活化次数为2次,600mA/g