表面包覆La-Mg-Ni系A-,2-B-,7-型貯氫電極合金的電化學性能研究.pdf

1、La-Mg-Ni系A<,2>B<,7>型貯氫合金是近來發(fā)現(xiàn)的綜合電化學性能較好的電極合金，具有重要的開發(fā)應用前景，但電極合金循環(huán)穩(wěn)定性較差，因而如何提高該類合金電極循環(huán)穩(wěn)定性是該類合金目前應用研究的關鍵問題。據(jù)此本文以A<,2>B<,7>型貯氫合金La<,1.5>Mg<,0.5>Ni<,7>為研究對象，通過對合金表面包覆Ni-P、Co-P和Cu-P及退火處理，系統(tǒng)的研究了表面包覆對A<,2>B<,7>型貯氫合金電極電化學性能的影響。

2、 首先本文對A<,2>B<,7>型貯氫合金La<,1.5>Mg<,0.5>Ni<,7>進行化學鍍不同厚度Ni-P處理，包覆處理后對合金粉末表面進行SEM觀察。研究表明，包覆鎳顆粒均為球形，且均勻彌散于合金表面，合金粉末刨面光鏡照片顯示合金粉末包覆的鎳層厚度較為均勻，呈連續(xù)包覆狀態(tài)。電化學測試結(jié)果表明，表面包覆鎳處理的La<,1.5>Mg<,0.5>Ni<,7>貯氫合金電極放電容量有所降低，而循環(huán)穩(wěn)定性有所提高，但改善并不明顯。線性極

3、化掃描和電化學阻抗譜等分析結(jié)果表明，包覆后合金電極的交換電流密度(I<,0>)以及電化學阻抗均有較好的改善。 對于A<,2>B<,7>型貯氫合金La<,1.5>Mg<,0.5>Ni<,7>，本文還通過對其化學鍍不同厚度Co-P處理及6.78％Co-P鍍態(tài)合金進行不同溫度退火處理，系統(tǒng)地研究了包覆及退火對貯氫合金電極電化學性能的影響。SEM形貌觀察顯示鍍鈷晶粒較為細小，退火處理使鍍層表面更為平整且鍍層顆粒增大，同時合金表面有孔隙出

4、現(xiàn)。XRD分析表明，化學鍍Co-P鍍層為晶態(tài)，是磷在鈷中的固熔體；經(jīng)退火處理，晶粒長大，應力減??；隨著溫度的升高，合金鍍層結(jié)構(gòu)及內(nèi)部合金均發(fā)生變化，鍍層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)CoP<,3>相及β-Co相，且基體合金La Ni<,5>逐漸增多。773K退火1小時是合金鍍層結(jié)構(gòu)和電化學性能變化的轉(zhuǎn)折溫度。電化學測試結(jié)果表明表面包覆鈷放電容量明顯提高，包覆10％Co-P后放電容量可高達433.1mAh/g，比未包覆合金放電容量提高50mAh/g以上，但循環(huán)

5、穩(wěn)定性均有所降低。包覆鈷后，放電曲線出現(xiàn)兩個平臺，合金電極出現(xiàn)放電雙平臺及容量提高與鍍層鈷的氧化而導致吸放氫有關。低溫退火處理使合金的循環(huán)穩(wěn)定性較鍍態(tài)合金有所改善，但對合金電極其它電化學性能影響不大；高溫退火處理，隨著退火溫度升高，合金電極的放電容量逐漸減小，活化性能和循環(huán)穩(wěn)定性均呈惡化趨勢。合金電極動力學分析表明，表面包覆鈷改善了合金電極的高倍率放電性能，合金電極的交換電流密度10。低溫退火處理對合金電極動力學性能影響較小，高溫退火使

6、合金電極動力學性能變差。 最后本文對貯氫合金La<,1.5>Mg<,0.5>Ni<,7>表面包覆銅進行了系統(tǒng)研究，使用次磷酸鈉作還原劑及用硫酸溶液浸蝕兩種方法對合金粉末進行化學鍍銅，同時對比研究了在銅鍍層表面再覆鎳和鈷處理對合金電極電化學性能的影響。SEM形貌觀察結(jié)果表明，用次磷酸鈉作還原劑所獲銅鍍層晶粒非常細密；用硫酸溶液浸蝕鍍銅，鍍層的形態(tài)與硫酸的濃度有很大關系。電化學測試結(jié)果表明包覆銅、銅．鎳處理均改善了合金電極的循環(huán)穩(wěn)定