Re-Mg-Ni系合金储氢及电化学性能研究

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由于Re-Mg-Ni系储氢合金放电容量较高但电化学循环稳定性不及传统AB5型合金。为改善其综合电化学性能,本文采用元素替代和退火工艺处理方式改进合金的储氢性能,得到以下结果:1、(La0.8Nd0.2)2Mg((Ni0.8-xCo0.1Mn0.1Alx)9 (x=0~0.15)合金由LaNi5相、LaNi3相、LaMg3相组成。随Al含量的增加,铸态合金的吸氢量呈现先增加后减少趋势,在303K温度下x=0.05时最大吸氢量为1.22wt%;退火合金的最大放电容量大于铸态合金,其最大放电容量为399.2mAh/g(x=0);合金退火工艺处理后循环稳定性得到明显提高,经30次充放电循环后,其容量保持率在x=0.15时由铸态的73%升高到退火后的95.7%。2、合金(La0.8Nd0.2)2Mg(Ni0.85-xCo0.1MrxAl0.05)9 (x=0~0.15)由La(Ni,Mn,Al)5相、La(Nd)2Ni7相和LaMg3相等组成。随元素Mn替代量的增加,合金的吸氢量逐渐减小,在303K温度下的最大吸氢量为1.44wt.%;合金的放电容量和容量保持率都随Mn含量的增加呈现先增大后减小,当x=0.05时合金电极具有最大放电容量为375.96mAh/g,经50次充放电循环后,其容量保持率由x=0时的73.5%逐渐增加到x=0.1时的92.2%。3、对于(La0.8Nd0.2)2Mg(Ni0.85-xCoxMn0.1Al0.05)9 (x=0~0.15)系列合金,XRD分析表明由La(Ni,Al)5相、LaNi3相以及LaMg3相组成。合金电极的放电容量随Co替代量的增加呈现先增加后减小的趋势,在x=0.05时具有最大放电容量为348.3mAh/g;合金的吸氢量和容量保持率都随Co含量增加而逐渐增大,在303K温度下x=0.15时的最大吸氢量为1.21wt.%,50次循环充放电后合金的容量保持率从x=0时的68.3%提高到x=0.15时的93.9%。说明Co部分替代Ni后可使合金电极的电化学循环稳定性得到显著提高。
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