快速凝固對A5B19型貯氫合金性能的影響.pdf

1、本文在全面綜述 A2B型、AB2型、AB3型、AB5型、A5B19型貯氫電極國內(nèi)外研究狀況的基礎上，確定了La-Mg-Ni系A5B19型貯氫電極合金作為研究對象，采用XRD衍射分析儀，CS310電化學工作站，Land測試儀等儀器，比較系統(tǒng)的研究了快速凝固速度（0m/s~25m/s）對 La4MgNi17Co2、La4MgNi17.5Mn1.5合金相結(jié)構以及電化學性能的影響規(guī)律與機制。此外，還對Al元素替代及退火處理對快凝A5B19型合金

2、（快凝速度15m/s）性能的影響進行了研究，力求通過對合金快凝工藝的優(yōu)化，進一步得到較好綜合電化學性能的A5B19型系列合金。
　　通過對鑄態(tài)和快凝La4MgNi17Co2合金研究發(fā)現(xiàn)，合金主要由LaNi5、Ce5Co19、Pr5Co19三相構成。隨著快速凝固速度的增加，合金的循環(huán)穩(wěn)定性顯著提高。鑄態(tài)合金的容量保持率S100只有57.20％，而當快速凝固速度達到25m/s時，合金的S100提高到71.27%。綜合比較發(fā)現(xiàn)快速凝固速

3、度為25m/s時的La4MgNi17Co2具有良好的綜合電化學性能，其最大放電容量達到345.25mAh/g，活化次數(shù)為2次，高倍率放電性能HRD900=83.12%。循環(huán)壽命S100為71.27%。
　　通過對快凝LaMg0.25Ni4.0-xCo0.75Alx(x=0~0.3)（快凝速度15m/s）合金的研究發(fā)現(xiàn)，合金主要由 LaNi5、Ce5Co19、Pr5Co19三相構成。隨著 Al含量的增加，LaMg0.25Ni4-xC

4、o0.75Alx(x=0~0.3)合金的最大放電容量不斷下降，最大放電容量有 Cmax由x=0時的356.00mAh/g下降到x=0.3時的301.55mAh/g。合金的循環(huán)穩(wěn)定性則隨著Al元素的增加而明顯提高，經(jīng)過100次循環(huán)后，合金電極容量的保持率S100從x=0的59.07%上升到x=0.3時的85.99%。高倍率放電性能隨著Al含量的增加先增加后降低。綜合比較發(fā)現(xiàn)，當x=0.05時快凝合金具有較好的綜合性能，其最大放電容量為35

5、2.24 mAh/g，經(jīng)過2次循環(huán)能夠活化，循環(huán)壽命S100為71.15%。高倍率放電性能HRD900=87.54%。
　　通過對鑄態(tài)和快凝La4MgNi17.5Mn1.5合金研究發(fā)現(xiàn)，合金由LaNi5、LaNi2、Pr5Co19三相構成，電化學測試表明，合金表現(xiàn)出良好的活化性能。隨著快速凝固速度的增加活化性能有所下降，但影響不大。隨著快速凝固速度的增加，La4MgNi17.5Mn1.5合金的最大放電容量不斷下降，合金的高倍率放電

6、性能隨著快速凝固速度的增加而降低。綜合比較發(fā)現(xiàn)快速度凝固速度為15m/s時的合金具有較好的綜合性能，其最大放電容量為314.27mAh/g，經(jīng)過3次循環(huán)就能活化，高倍率放電性能HRD900=86.98%環(huán)壽命S100為67.18%。
　　對快凝15m/s的La4MgNi17Co2合金進行不同溫度和保溫時間退火處理研究發(fā)現(xiàn)，所有合金均主要由 Pr5Co19相、Ce5Co19相、LaNi5相組成。電化學測試表明，所有合金均有良好的活化