lamni系新型贮氢合金结构与电化学性能的研究.docx

洲g_Ni系新型贮氢合金结构与电化学性能的研究 要影响；根据合金中Mg含量的不同，合金会以Ce2Ni7型和Gd2C07型两种不同的 结构形态存在，合金中较高的Mg含量则会导致A287型物相分解为PllNi3型物相 和LaNi5相。A287型和PuNi3型单胞结构由于具有不同比例的Laves单元和CaC啦 单元，两种合金的微结构随Mg含量的增加表现出不同的变化规律。Mg原子在 A287型单胞结构中主要分布在Laves单元。Mg含量对合金氢化性能和电化学性能 有显著影响，Mg含量较低时，合金易发生氢致非晶化，放电容量较低，但循环稳 定性较好；提高合金中的Mg含量，合金非晶化现象消失，合金电极具有较高的放 电容量和良好的动力学性能；进一步提高合金Mg含量时，合金电极综合电化学 性能则会显著恶化。Co元素不会改变Ce2Ni7型Lal．sMgojNi7合金的相结构，Co 原子仅分布在ce2Ni7型单胞中的caCu5单元中，而在Laves单元中没有分布。Co 原子的特殊分布加剧了Ce2Ni7型???胞中两种结构单元不协调的吸氢膨胀，引起了 合金更为严重的粉化，因此合金中co元素的引入没有起到改善Ce2Ni7型合金电极 循环稳定性的作用。稀土元素对A287型合金电极性能的影响和P州i3型合金具有 相似性，Ce元素会恶化A287型合金电极的循环稳定性，应当谨慎使用。 以Lal．5M勖．5Ni7合金为研究对象，本文系统的考察了退火温度对A：B，型相结构， 微观组织和电化学性能的影响。铸态合金具有多相结构，经热处理后转变为双相 结构：Gd2c07型物相和ce2Ni7型物相。热处理可以有效改善合金电极的综合电化 学性能，经1173K热处理后，电极放电容量高达391．2m甜垤，150次充放电循环 后的容量保持率可达82．O％。Gd2c07型贮氢合金相和ce2Ni7型贮氢合金相具有相 似的贮氢性能和电化学性能。 通过结构分析、粉化及腐蚀研究，基本阐明了P州i3型合金和ce2Ni7型合金 放电容量衰退的机理。中子衍射分析表明，合金单胞中Lavcs结构单元的体积膨胀 远大于Cac乜单元，而且Laves单元的膨胀为各向异性。两种结构单元不一致的膨 胀率加速了合金的粉化，由于P州i3型合金比ce2Ni7型合金具有更多的I．aves单元 含量，因此前者单胞结构的体积膨胀率要大于后者，从而导致了Pl烈i3型合金吸氢 后的粉化要比Ce2Ni7型合金更为严重。在电化学循环过程中，PuNi3型合金比Ce2Ni7 型合金遭受了更为严重的腐蚀，是导致PuNi3型合金具有较差循环稳定性的重要因 素。ce2Ni7型电极合金放电容量的衰减主要源于电化学腐蚀。PuNi3型合金无论在 电化学循环还是在气态充放氢循环过程中均伴随有氢致非晶化现象，非晶化的产 生导致了合金可逆吸放氢量的减少，是PuNi3型电极合金放电容量衰减的另一重要 因素。相对于P谢i3型合金，ce2Ni7型合金在吸放氢过程中则没有明显的氢致非晶 化现象，是合金电极具有较好循环稳定性的主要原因。 关键词：贮氢合金，La-Mg-Ni系，元素替代，热处理，晶体结构，电化学性能 II  La-Mg_Ni系新型贮氢合金结构与电化学性能的研究 Abstract PuNi3·type吣gen stcInge 8lloy of La．Mg-Ni system is a kind of new b币e hi曲 capacity elec打ode alloy、)v!11ich was f孤nd iⅡrccem yea瑙，mis ldnd of alloy posse船es an 洫啪rtaIl_t prospect of developmem孤d utili功tion．Howev盯，me cydic life of alloy elec们des is poor，tIlen it is tlle key question of砌izadon researches tllat how to improve me cyclic life of alloy de咖des．So in this paper’也e PuNi3．type alloy、v嬲of thejumpin争。行point ofstudy ofLa—Mgd岍system al】oys．Fi硎y’element substitution and赳lrleal．mg廿ea衄em were conducted．m order to-mlpl_ove me cyclic stability a11d h聃mte dischargeabil耐呷m)of PI】Ni3-咖e alIoys．0n t11e b船is of咖ealing 仕e釉ent of P心i3一type alloys