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本文摘要:镍氢电池与锂离子电池比起,具备低安全性、高性价比、大倍率静电等特点,是混合动力汽车选用电池。二次镍氢电池的发展在相当大程度上依赖其负极材料贮氢合金的发展。稀土镁基La-Mg-Ni系合金因具备高容量和较好活化性能,沦为镍氢电池负极材料的研究热点之一。随着节能环保的拒绝更加低,高性能稀土镁基La-Mg-Ni系合金储氢材料的研发日益受到重视。

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镍氢电池与锂离子电池比起,具备低安全性、高性价比、大倍率静电等特点,是混合动力汽车选用电池。二次镍氢电池的发展在相当大程度上依赖其负极材料贮氢合金的发展。稀土镁基La-Mg-Ni系合金因具备高容量和较好活化性能,沦为镍氢电池负极材料的研究热点之一。随着节能环保的拒绝更加低,高性能稀土镁基La-Mg-Ni系合金储氢材料的研发日益受到重视。

虽然La-Mg-Ni合金在室温下具备较好的吸氢性能,但由于其氢化物稳定性强劲而放氢性能较好,经过改良后,该系列合金的循环寿命仍无法令人满意。为了提升La-Mg-Ni系合金性能,特别是在是其循序稳定性,研发工作在成分调整与制取工艺方面采行了以下一些优化措施。一、合金成分调整。元素替代是提升La-Mg-Ni系合金性能十分有效地的方法,用Ce、Pr或Nd等原子半径较小的稀土元素部分代替La,合金晶胞体积增大,吸食氢时导致的体积变化变大,可以减低合金充放电循环过程中的粉化。

实验指出,用Ce,Pr和Nd分别替代La,其循环稳定性皆有所增加,Ce和Pr的代替同时提升了其高倍率静电性和低温静电性。许多研究结果还指出,使用适合的元素对材料展开多元替代,是提高合金综合性能十分有效地的途径之一。

另外,研究还指出,通过调节化学计量比,使合金经常出现合理比例的静电学组分,也可以转变合金的吸氢性能。另据报道,将两个或多个贮氢合金,或一个贮氢合金和一个金属间化合物,通过一定的制取工艺,构成复合材料,不利于性能提升,其中主要合金组分获取较好的贮氢性能,而少量组分则主要为提升其活性和动力学性能获取催化作用。例如,将La0.7Mg0.3Ni3.5和Ti0.17Zr0.8V0.35Cr0.1Ni0.3经球篦构成一种新型填充合金,可以提升合金在碱液中的抗腐蚀水解能力,从而使合金的循环稳定性提升。

二、制取工艺优化。试验证明,采行适合的热处理处置可以增加由铸态凝结时引进的晶格突发事件和缺失,增加偏析互为,使的组织显得均匀分布,并使内应力增大,从而使得合金静电容量有较大幅的减少,并可增加合金吸放氢过程中由于晶格体积收缩膨胀引发的粉化,强化了合金在碱液中的抗氧化生锈能力,从而提高合金电极的循环稳定性。

另外,采行慢淬处置能细化晶粒,合金中大量的晶界可作为充放电时氢的蔓延地下通道,同时减轻了合金吸氢过程收缩所产生的压力,因此,慢淬态合金的循环稳定性以求提升。同时,慢淬能增进构成一定的非晶互为,使其外用粉化及抗腐蚀水解能力皆减少,从而可以提升贮氢合金电极的循环稳定性。

由于合金表面化学状态影响氢原子的导电、氢在晶体间隙中的蔓延及氢化物的构成,所以合理的表面处置能有效地的提升贮氢性能。


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