镁基储氢合金的制备及其电化学性能研究

【摘要】： 探索了由机械合金化方法制备非晶态MgNi储氢合金的制备工艺。采用机械合金化方法制备了非晶态MgNi+xwt.%B(x=0,2,5,10)和Mg_(1-x)Sc_xNi(x=0,0.01)系列合金,运用XRD、XPS、SEM、DSC和电化学性能测试等方法研究了B添加和微量Sc取代Mg对MgNi储氢合金结构与电化学性能的影响规律。研究结果表明: 对MgNi+x%B系合金,添加B促进了非晶态合金的形成,提高了合金表面Ni与Mg的原子个数比,但并没有降低合金表面的氧化程度。添加B提高了非晶态合金的热稳定性,MgNi+5%B合金的晶化转变温度较MgNi合金提高了11.02℃。合金电极的放电容量随B含量的增加先升高后降低,MgNi+5%B合金电极的放电容量较MgNi合金电极提高了21.8%。合金电极的循环稳定性随B含量的增加而增加,MgNi+10%B合金电极的容量保持率S10较MgNi合金电极提高了67.8%。添加B改善了合金电极的动力学性能,MgNi+5%B合金电极的高倍率放电能力HRD400、交换电流密度I0和极限电流密度IL分别较MgNi合金电极提高了35.0%、351.5%和20.2%。添加B微弱降低了电极合金氢化物的热稳定性。 对Mg_(1-x)Sc_xNi系合金,微量Sc取代Mg降低了合金表面的氧化程度,提高了合金表面Ni与Mg的原子个数比。微量Sc取代Mg改善了合金电极的电化学性能,Mg_(0.99)Sc_(0.01)Ni合金电极的放电容量、容量保持率S10、高倍率放电能力HRD_(200)、交换电流密度I0和极限电流密度IL分别较MgNi合金电极提高了8.0%、14.7%、30.4%、202.7%和77.8%。微量Sc取代Mg显著降低了电极合金氢化物的热稳定性。