稀土化合物RE2FeSb2(RE=Y,Dy,Er)电化学性能研究

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已有研究报道稀土元素-过渡金属形成的许多化合物具有优良的电化学性能,利用Fe部分替代Co、Ni可以降低合金电极的成本和改善合金电极的充放电性能;过渡金属Fe、Co、Ni与其它元素形成的化合物通常具有较大的放电容量,但稀土元素-过渡金属-VA族元素三元合金的电化学研究未见报道。本文研究了化学计量比为RE2FeSb2(RE=Y,Dy,Er)的三元化合物的电化学性能,发现这三种三元合金具有良好的电化学性能。合金化合物RE2FeSb2(RE=Y,Dy,Er)的制备采用国产WK-Ⅱ型非自耗高真空电弧炉,X射线衍射XRD采用Rikagu Dmax 2500型衍射仪。XRD分析表明发现Fe可以固溶于RESb(RE=Y,Dy,Er),固溶度达到20 at.%;由于Fe的固溶,使得化合物RE2FeSb2(RE=Y,Dy,Er)的晶体点阵参数变大。差热分析DTA采用Perkin Elmer DTA7型高温差热分析仪,DTA分析表明合金RE2FeSb2(RE=Y,Dy,Er)熔点在1500K以上。合金化合物RE2FeSb2(RE=Y,Dy,Er)的电化学性能测试采用LX-PCBT-138-80型电池测试仪。以合金化合物RE2FeSb2(RE=Y,Dy,Er)为电池负极,电池正极采用Ni(OH)2/NiOOH合金,电解液是浓度为6mol/L的KOH碱性溶液。利用恒电流充放电方法测定了RE2FeSb2(RE=Y,Dy,Er)化合物的电化学性能。研究发现RE2FeSb2(RE=Y,Dy,Er)合金电极具有较大放电容量,三种合金首次放电容量分别达到了715.8,646.2,673.6mAh/g;三种合金充放电过程中呈现1个高电平和1个低电平2个充放电平台,两种充放电平台在充放电循环中的退化程度不同;充放电循环次数的达到数十次以后,合金电池低电位充电平台逐渐退化直至消失,同时高电位充电平台的充电容量缓慢减小,这使得合金电池循环充放电能力下降。比较而言,合金Y2FeSb2比其它两种合金具有更好的充放电循环稳定性。
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