AB5-Mg2Ni及AB5-CNTs復合儲氫合金的制備、結構與電化學性能.pdf

1、隨著鎳氫電池的迅速發展，現代市場對研制綠色環保、價格低廉、具有高性能的儲氫材料提出了更高的要求。目前AB5型稀土儲氫合金仍是我國鎳氫電池的主要負極材料，然而已商業化的AB5型儲氫合金因放電容量低、成本高，越來越無法適應現代市場對其提出的要求。為了進一步提高AB5型儲氫合金的性價比，本文將AB5型稀土儲氫合金MmNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3分別與高理論儲氫容量的Mg2Ni合金和有豐富比表面積的CNTs混合制備AB5/Mg2

2、Ni及AB5/CNTs復合儲氫合金，并對其結構與電化學性能進行系統研究，得到了一些重要結論。
　　為了確定電極片壓制時的最佳成型壓力，本文首先研究了電極片壓制時成型壓力對AB5/Mg2Ni復合合金電極電化學性能的影響，研究結果表明:成型壓力為11ton時，合金電極具有最佳的電化學性能。
　　為了進一步提高Mm(NiCoMnAl)5/5wt.％Mg2Ni復合合金的電化學性能，對其進行了退火處理、快淬處理以及快淬+晶化處理，分別

3、研究了退火溫度、快淬速度和晶化溫度對復合合金結構、電化學性能的影響規律與機制。對Mm(NiCoMnAl)5/5wt.％Mg2Ni復合合金退火處理的研究中發現，鑄態復合合金由LaNi5相和少量的Mg2Ni相組成。退火溫度為1023K時，合金中除了LaNi5主相外，還出現了(La，Mg)Ni3新相。電化學分析表明，復合合金的最大放電容量、放電平臺特性和高倍率放電性能隨退火溫度的升高呈現出先增強后減弱的變化規律，其中退火溫度為1023K時，合

4、金電極的最大放電容量、放電平臺特性和高倍率放電性能均達到最佳，這與合金中形成的(La，Mg)Ni3新相有關。對Mm(NiCoMnAl)2/5wt.％Mg2Ni復合合金快淬處理的研究中發現，快淬使復合合金形成了多相結構，除了合金中原有的LaNi5主相和少量Mg2Ni相外，還形成了LaNi3和La2Ni3新相。同時，隨著快淬速度的增加，LaNi5相衍射峰強逐漸減弱并伴有部分衍射峰消失，Mg2Ni相衍射峰消失，而新相LaNi3衍射峰先增強后減

5、弱。電化學分析表明，合金電極的放電容量和循環穩定性均隨快淬速度的增加先提高后下降，當快淬速度為15m/s時合金電極具有最大的放電容量，快淬速度為20m/s時具有最佳的循環穩定性。對快淬態Mm(NiCoMnAl)5/5wt.％Mg2Ni復合合金晶化處理的研究中發現，晶化后的合金由LaNi5主相和少量LaNi3相組成。電化學性能測試表明，與晶化前相比合金晶化處理后的放電容量有所下降，而合金的循環穩定性均有明顯改善。
　　最后，為了充分

6、發揮碳納米管CNTs獨特空心管狀結構對氫的吸附和儲存能力，將碳納米管CNTs作為Mm(NiCoMnAl)5合金電極制備的導電劑，研究了不同球磨時間下碳納米管CNTs導電劑對Mm(NiCoMnAl)5合金電極的電化學性能;同時采用機械合金化法制備Mm(NiCoMnAl)5/10wt.％CNTs復合合金，研究了機械球磨時間對Mm(NiCoMnAl)5/10wt.％CNTs復合合金結構和電化學性能的影響。在Mm(NiCoMnAl)5合金中添加

7、不同球磨時間的碳納米管CNTs導電劑的研究中發現，隨著CNTs球磨時間的增大，合金電極的最大放電容量、放電性能及循環穩定性均呈現出先提高后減弱的變化規律。當CNTs球磨時間為2h時，合金電極的最大放電容量達到最大。在對Mm(NiCoMnAl)5/10wt.％CNTs復合合金的研究中發現，復合合金的XRD由LaNi5相特征峰和純CNTs的特征衍射峰組成。隨球磨時間的增大，LaNi5相的衍射峰明顯變寬，而CNTs的衍射峰逐漸消失。電化學性能