收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

La-Ni-Sn系AB_(5+x)型无Co贮氢电极合金的研究

魏范松  
【摘要】: 在全面综述AB_5型低Co及无Co贮氢电极合金国内外研究进展的基础上,本文选择了La-Ni-Sn系AB_(5+x)型无Co贮氢合金为研究对象,采用XRD、SEM、XPS、AES、ICP以及电化学测试等手段,比较系统地研究了La(Ni, Sn)_(5+x)等合金的制备方法(包括退火处理和快速凝固)、合金的化学计量比及元素替代对合金结构和电化学性能的影响规律与机制,力求通过对合金成分、化学计量比和合金制备工艺的改进,进一步提高无Co合金的综合电化学性能。 通过对铸态与快凝(1~5m/s)LaNi_(4.92)Sn_(0.33)合金的对比研究发现,铸态合金由晶胞参数相近而含Sn量不同的两种CaCu_5型主相和少量的单体Sn相组成,而快凝合金为单相CaCu_5型结构。经快凝处理后,合金的显微组织由铸态时的粗大树枝晶转变为细小的胞状晶,合金的成分分布趋于均匀化。随凝固速度的增大,合金的循环稳定性则得到明显改善(S_(200)从铸态合金的42.7%提高到快凝合金的62.5~78%),但合金的最大放电容量和高倍率放电性能有所降低。研究认为,快凝处理使合金的吸氢体积膨胀性质及抗粉化能力得到改善并使合金的成分更为均匀,是其循环稳定性得到提高的主要原因。而快凝合金的高倍率放电性能有所降低则是由于合金电极的电催化活性和氢在合金中的扩散系数降低所致。在所研究的快凝合金中,以3m/s合金的综合性能较好:其最大放电容量C_(max)=310.7mAh/g,在600mA/g电流下放电的高倍率放电性能HRD_(600)=77.2%,经200次循环后的容量保持率S_(200)=71.1%。 对不同化学计量比的退火态La(Ni, Sn)_(5+x)(x=0.0~0.35)合金的研究表明,上述合金均为单相CaCu_s型结构。但在x>0的过计量比合金结构中,有部分1α位置的La原子被沿c轴定向排列的Ni-Ni“哑铃”对替代,且其替代La原子的分数(y)随x值的增加而增大,使合金的吸氢体积膨胀率明显降低,从而使合金的循环稳定性得到显著提高。但x值的增大,也使合金的放电容量及高倍率放电性能有所降低。在所研究的合金中,以LaNi_(4.92)Sn_(0.33)合金的综合性能较好,其C_(max)=320.6mAh/g,HRD_(600)=80.9%,S_(200)=79.5%。 对铸态、快凝和退火态LaNi_(4.92)Sn_(0.33)合金循环容量衰退机制的研究表明,在充放电循环过程中,吸氢元素La的氧化腐蚀以及合金的吸氢粉化是导致合金容量衰退的主要原因。上述合金表面的腐蚀产物均主要由La(OH)_3及少量Ni(OH)_2和SnO_2组成,但与铸态合金相比,快凝和退火态合金的吸氢粉化程度和表面腐蚀层的厚度均有明显减小,说明快凝及退火处理使合金具有较低的吸氢体积膨胀率、并使成分分布趋于均匀化,从而使合金的抗粉化和抗腐蚀能力得到明显提高,导致合金的循环稳定性得到显著改善。 为了进一步认识合金在充放电过程中的结构变化规律,采用原位XRD分析方法对铸态、快凝和退火LaNi_(4.92)Sn_(0.33)合金在充放电不同阶段的相组成、晶体结构及晶胞体积膨胀性质等进行了研究。结果表明,在充放电(充放氢)过程中,上述合金均进行α(?)(α+β)(?)β相的相变过程,但在α(?)β相变过程中伴随有较大的非连续性体积膨胀和收缩。与铸态合金相比,快凝及退火态合金的此种非连续性体积膨胀(收缩)率均有明显减小,其占合金总吸氢体积膨胀率的比例可由74%(铸态合金贫Sn相)依次减小为60%(快凝合金)和63%(退火态合金)。快凝及退火态合金在α(?)β相变期间较小的体积膨胀率是导致其抗粉化性质及循环稳定性得到改善的重要原因。研究还发现,在衍射畴范围内,合金α与β相基本晶粒大小的变化除受含氢量的影响外,还与合金内部的应力和位错有关。 为了进一步提高合金的综合电化学性能,采用五种常规的合金元素对LaNi_(4.92)Sn_(0.33)合金中的Sn进行部分替代,通过对退火态LaNi_(4.92)Sn_(0.23)M_(0.1)(M=Mn, Fe, Co, Cu, Al)四元合金的相结构和电化学性能的研究,基本查明了上述M元素的影响规律。结果表明,M=Fe, Co, Al合金均由CaCu_5型结构的主相和少量第二相组成,而M=Mn,Cu合金则为单相CaCu_5型结构。M元素对Sn的部分替代均使合金的放电容量及高倍率放电性能有不同程度提高,但只有M=Mn,Cu时可使循环稳定性得到明显改善。研究发现,Mn,Cu对Sn的部分替代可以降低循环过程中La、Sn元素的腐蚀及溶出量,提高合金的抗腐蚀能力,从而导致其循环稳定性得到改善。在所研究的合金中,M=Mn合金显示有较好的综合电化学性能:C_(max)=329mAh/g,HRD_(600)=89.1%,S_(200)=83.8%。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 过微;AB集团实现视频会议 信息化建设跨进一大步[J];纺织信息周刊;2004年42期
2 白文莉;郭菊玲;张琦慧;余振喜;;马破伤风免疫球蛋白F(ab′)_2中稳定剂甘氨酸的测定[J];中国药事;2014年07期
3 张泽兰,曾立波,齐芸馨;半绝缘砷化镓单晶中AB微缺陷的定量测量方法[J];分析测试技术与仪器;1999年01期
4 李兰女;;精梳涤棉65/35AB纱生产实践[J];上海纺织科技;2011年10期
5 陈丕生;王永光;曹慧;;AB_5型与AB_(3.5)型贮氢合金的电化学性能对比研究[J];包钢科技;2013年06期
6 孟英强;;美国AB自动控制系统在柳湾矿选煤厂的应用[J];煤炭加工与综合利用;2006年04期
7 黄天罡;郭嘉;刘玉方;;王丽坤 美人心计AB面[J];时尚北京;2012年02期
8 陈朴;高金银含量粗铅的AB样检测法[J];湖南有色金属;2000年04期
9 ;江苏AB集团2004秋冬新品简介[J];纺织信息周刊;2004年30期
10 张守运;;细旦环保花式复合AB纱生产工艺探讨[J];聚酯工业;2011年06期
11 温良军;;谈谈我对“AB”重影的看法[J];印刷杂志;2006年01期
12 习娟;张存社;安秋凤;王前进;;(AB)_n型聚醚嵌段改性聚硅氧烷的合成及应用[J];印染助剂;2013年11期
13 陈珊珊;;谁的人格不分类——AB、O、B、A型的厨房[J];缤纷;2009年09期
14 曹寿先;丁五全;董霞;王振文;;2—氨基丁烷(2—AB)的抑菌作用[J];河北农业大学学报;1980年01期
15 范世霞,韩孝族,乔迁,王宝平;蓖麻油-甲基丙烯酸甲酯AB交联聚合物的研究[J];高等学校化学学报;1992年08期
16 杨明理,杨世光,孙泽民,鄢国森;Ab Initio/有限场方法计算尿素分子的非线性光学极化率[J];原子与分子物理学报;1999年03期
17 唐理;;AB集团冠名 2006年中国足球协会甲级联赛(江苏)首场比赛[J];江苏纺织;2006年04期
18 孙雪强;;专业化、国际化 成就卓越AB[J];江苏纺织;2006年05期
19 朵朵;Peter Lee;;多斗柜,AB生活[J];新材料新装饰(完美居家);2006年10期
20 ;爆炸金刚石AB的化学提纯[J];人造金刚石;1977年S3期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 刘骏;;会计准则、盈余管理方式与会计信息质量——基于中国AB股微利上市公司的经验证据[A];第四届海峡两岸会计学术研讨会论文集[C];2012年
2 周虹;马俐君;高磊;王建民;;人“AB”血清体外培养骨髓间充质干细胞的研究[A];第10届全国实验血液学会议论文摘要汇编[C];2005年
3 王华清;卢维强;薛唯;喻志农;;光学镀膜的AB监控法[A];2004全国光学与光电子学学术研讨会、2005全国光学与光电子学学术研讨会、广西光学学会成立20周年年会论文集[C];2005年
4 武迪蒙;曾科;杨刚;;AB-型半晶聚酰亚胺的合成和表征[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
5 范妍芹;刘云;严立斌;;甜椒雄性不育系AB_(91)的遗传特性及杂优利用的研究[A];第六届全国植物结构与生殖生物学学术研讨会论文摘要集[C];2004年
6 邱宝莲;;AB污水处理工艺在青岛市海泊河污水处理厂的应用[A];中国土木工程学会给水排水学会排水委员会第二届第一次年会论文集[C];1991年
7 张文;;莺琼盆地AB地区AVO技术应用研究[A];中国地球物理学会第二十届年会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 魏范松;La-Ni-Sn系AB_(5+x)型无Co贮氢电极合金的研究[D];浙江大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 洪伟华;从价值链高环介入提升AB外贸公司的核心竞争力[D];厦门大学;2009年
2 郑艳丽;新型AB库潮汐电站自适应调度技术的研究[D];杭州电子科技大学;2011年
3 吴开李;血清TGAb、TPOAb检测对桥本氏病的临床诊断价值[D];山西医科大学;2011年
4 辜元龙;AB集团公司发展战略研究[D];西南交通大学;2008年
5 王飞;大射电望远镜AB轴与精调平台运动控制系统研究[D];西安电子科技大学;2012年
6 李颖;32阶对数增益控制的AB类音频放大器的分析与设计[D];湖南大学;2010年
7 董超;AB商务会所发展战略研究[D];中国海洋大学;2012年
8 刘伟琴;射频AB类功率放大器的非线性分析与研究[D];电子科技大学;2010年
9 杨可;AB市商业银行发展战略研究[D];大连理工大学;2006年
10 宋宏儒;钒基固溶体合金/稀土AB_(3.5)复合储氢材料的电化学性能研究[D];兰州理工大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 马津;梦特娇与AB商标纠纷升级[N];中国工商报;2008年
2 李登兴;黄山石油办公室设置AB岗[N];中国石化报;2008年
3 杜盈 傅瑶;公共行政服务中心推出派驻部门实行AB角工作制[N];丹东日报;2009年
4 冯勇 钱锦元;推行执法办案AB岗 促进经检中队建设[N];江苏经济报;2008年
5 本报记者 赵家新 通讯员 马洪建 张峰;推行社区民警AB岗工作机制[N];人民公安报;2013年
6 本报记者 李君娜;电视剧结局为何流行“AB”面[N];解放日报;2013年
7 韦震 记者 付宇;AB岗,让村民办事不扑空[N];牡丹江日报;2013年
8 特约记者 芦欢;赴港自由行的AB面[N];第一财经日报;2014年
9 仲显荣;开发区工商分局推行“AB角制”保证窗口工作岗位无缺位[N];楚雄日报(汉);2008年
10 朱锡杰李芙蓉;有了AB角纳税人不跑冤枉路[N];中国税务报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978