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La-Mg-Ni基储氢合金是近年来发展起来的一类高容量电极合金,作为金属氢化物-镍(MH-Ni)电池负极候选材料具有重要的开发应用前景。然而,如何提高该类合金电极的综合电化学性能,特别是循环稳定性,是解决该类合金实际应用的关键问题。本文主要以A2B7型La-Mg-Ni基合金为研究对象,系统考察了不同元素部分替代镧对合金结构和电化学性能的影响。研究了过计量比La0.75Mg0.25(Ni0.90Mn0.05Fe0.05)x(x=3.3,3.5,3.8)合金的相结构和电化学性能。当化学计量比x=3.3和3.5时,合金主要由(La,Mg)2Ni7相和La Ni5相组成。当x=3.8时,合金主要由La Ni5相和(La,Mg)Ni3相组成。随着化学计量比x从3.3增加到3.8,合金电极的高倍率放电性能HRD1800从10.7%增加到39.6%;合金电极的循环寿命和荷电保持率先增大后降低,在x=3.5时达到最大。随着计量比的增加,合金电极的交换电流密度I0和氢扩散系数D增加,且交换电流密度I0和HRD1800呈线性关系。A2B7型La-Mg-Ni基合金La0.75R0.05Mg0.20Ni3.40Al0.10(R=La,Nd,Sm)主要由(La,Mg)2Ni7相、La Ni5相和(La,Mg)5Ni19相构成。Nd替代La,显著促进了La Ni5相的形成,而Sm更有利于(La,Mg)5Ni19相的形成。在1800 m A/g放电电流密度下,Nd或Sm替代La分别使合金电极的高倍率放电性能增加了13.9%和6.5%。电化学动力学测试表明,Nd和Sm部分替代La使得合金电极的交换电流密度I0、电荷转移阻抗R和氢扩散系数D等动力学参数均得到改善。对A2B7型(La,Mg)1-xZrxNi3.5-2xMn2x(x=0.00,0.10,0.20)储氢合金微观结构和电化学性能的研究表明,(La,Mg)2Ni7合金主要由La Ni5相,(La,Mg)2Ni7相和少量(La,Mg)5Ni19相组成,Zr和Mn元素分别部分替代(La,Mg)和Ni后,合金中出现La Mg Ni4相。Zr和Mn使得合金电极的活化性能、高倍率放电性能和荷电保持率均得到改善。为了改善La-Mg-Ni基合金的电化学性能,特别是高温电化学性能,采用稀土元素钇(Y)部分替代镧(La),制备了一系列La0.80-xYxMg0.20Ni2.85Mn0.10Co0.55Al0.10(x=0.00,0.05,0.10)合金。XRD和SEM表明,合金均由La Ni5相和(La,Mg)2Ni7相组成,并且Y的引入促进了(La,Mg)2Ni7相的形成,进而引起合金电极放电容量的增加。在298 K下,随着x从0.00增到0.10,合金电极的高倍率放电性能HRD1800从23.6%增加到39.7%。同时,Y部分替代La也不同程度改善了合金电极高温动力学性能。随着温度的升高,合金电极的交换电流密度I0增加,氢扩散系数D降低,合金电极的高倍率放电性能HRD在318 K下达到最大。