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元素替代及退火对La-Mg-Ni基贮氢合金电化学性能的影响

作　者: 徐国昌
导　师: 韩树民；谢丹阳
学　校: 燕山大学
专　业: 应用化学
关键词: 贮氢合金 La–Mg–Ni基 元素替代 退火处理 电化学性能 动力学性能
分类号: TG139.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 47次
引　用: 1次
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内容摘要


为了获得具有高容量、低成本和良好循环稳定性的新型La-Mg-Ni基AB3型贮氢合金,本文研究了用Mn,Si,Cr,Cu,Fe替代Co和退火处理对La-Mg-Ni基贮氢合金的相结构和电化学性能的影响。制备的La0.80Mg0.20Ni2.85Al0.11Co0.20M0.33(M = Co, Mn, Cu, Fe)和La0.80Mg0.20Ni2.85Al0.11M0.53(M = Ni, Si, Cr, Cu, Fe)贮氢合金均具有LaNi3相和LaNi5相为主相的多相结构。在La0.80Mg0.20Ni2.85Al0.11Co0.20M0.33(M = Co, Mn, Cu, Fe)合金中,Mn部分替代Co后,合金的充放电循环稳定性增加,200周时的容量保持率由82.2%增加到86.7%。Cu部分替代合金中的Co改善了合金的动力学性能,在电流密度1000 mA/g放电条件下,高倍率性性能(HRD1100)由64.6%增加到69.2%。但Mn,Cu,Fe部分替代Co导致放电容量降低。在无钴贮氢合金La0.80Mg0.20Ni2.85Al0.11M0.53(M = Ni, Si, Cr, Cu, Fe)中,Si,Cu和Fe替代Ni改善了合金的循环稳定性。而合金的最大放电容量按Ni>Fe>Cu>Cr>Si的顺序从362 mAh/g降到215 mAh/g,高倍率性能(HRD),氢的扩散系数(D)和极限电流密度(IL)以Ni>Fe>Cu>Cr>Si顺序递减。对La0.80Mg0.20Ni2.85Al0.11Fe 0.53合金在1123 K、1223 K、1273 K进行了退火处理,退火后合金电极的放氢平台降低,高倍率放电性能(HRD)、交换电流密度(I0)及氢扩散系数(D)随退火温度的增加而减小。退火温度为1123 K时,最大放电容量为337 mAh/g,荷电保持率为93.0%,200周时的容量保持率为81.6%。

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 合金学与各种性质合金 > 其他特种性质合金 > 储氢合金
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