测试技术在稀土贮氢合金研究中的应用

本文较为详细地介绍了研究稀土贮氢合金性能过程中几种常用的测试技术。在贮氢合金组织结构方面，应用XRD、SEM和金相测试技术，研究贮氢合金的相结构，通过有关公式计算合金晶粒尺寸，以及反映热处理工艺前后相结构、晶粒形貌、晶界的变化情况。在贮氢合金吸放氢机理方面，通过将贮氢合金粉制作成微电极，采用恒电位阶跃、交流阻抗、循环伏安电化学测试技术，研究稀土贮氢合金电极反应的动力学性能，计算合金电极的交换电流密度、氢扩散系数及固／液界面电荷传递电阻等参数；采用PCT测试仪，研究贮氢合金的储氢量、平衡氢压等性能。在贮氢合金电化学性能方面，通过采用模拟电池测试技术，研究贮氢合金的活化、放电容量、放电平台、循环等性能。     

测试技术在稀土贮氢合金研究中的应用

本文较为详细地介绍了研究稀土贮氢合金性能过程中几种常用的测试技术.在贮氢合金组织结构方面,应用XRD、SEM和金相测试技术,研究贮氢合金的相结构,通过有关公式计算合金晶粒尺寸,以及反映热处理工艺前后相结构、晶粒形貌、晶界的变化情况.在贮氢合金吸放氢机理方面,通过将贮氢合金粉制作成微电极,采用恒电位阶跃、交流阻抗、循环伏安电化学测试技术,研究稀土贮氢合金电极反应的动力学性能,计算合金电极的交换电流密度、氢扩散系数及固/液界面电荷传递电阻等参数;采用PCT测试仪,研究贮氢合金的储氢量、平衡氢压等性能.在贮氢合金电化学性能方面,通过采用模拟电池测试技术,研究贮氢合金的活化、放电容量、放电平台、循环等性能.     

硼掺杂对稀土贮氢合金相结构和电化学性能的影响

研究了用B掺杂替代A1对AB5型稀土贮氢合金相结构和电化学性能的影响.对M1Ni3.55Co0.75Mn0.4Al0.3-xBx(x=0,0.1,0.2,0.3)合金的研究结果表明:掺B后贮氢合金出现了CeCo4B第二相,导致贮氢合金的电化学容量下降;随B含量的增加和A1含量的减少,氢的扩散系数明显上升,合金的极化电阻减小,合金的高倍率放电性能和低温性能得到明显改善.     

硼掺杂对稀土贮氢合金相结构和电化学性能的影响

研究了用B掺杂替代Al对AB5型稀土贮氢合金相结构和电化学性能的影响。对M1Ni3．55Co0．75Mn0.4Al0．3-xBx（x=0，0．1，0．2，0．3）合金的研究结果表明：掺B后贮氢合金出现了CeCo4B第二相，导致贮氢合金的电化学容量下降；随B含量的增加和Al含量的减少，氢的扩散系数明显上升，合金的极化电阻减小，合金的高倍率放电性能和低温性能得到明显改善。     

Mg-Cu-Nd贮氢合金的微观组织结构及贮氢性能研究

采用熔体快淬法制备了(Mg72.2Cu27.8)90Nd10的非晶贮氢合金带,用DSC差热分析仪测定了非晶合金带的热稳定性和非晶形成能力,采用透射电镜TEM和X射线衍射仪表征了不同结晶程度的贮氢合金带的微观组织结构.结果表明:非晶(Mg72.2Cu27.8)90Nd10贮氢合金的晶化过程分为3个步骤:首先在170℃生成平均晶粒尺寸为5～10nm Mg2Cu相;当回火处理温度升高至210℃时,非晶(Mg72.2Cu27.8)90Nd10贮氢合金发生了第二步晶化反应,生成了α-Mg相;当回火处理温度升高到335℃以后,非晶贮氢合金已经完全晶化,生成了稳定的Mg2Cu,α-Mg和Cu5Nd相,晶化后的颗粒尺寸有50～80nm.对不同组织结构的(Mg72.2Cu27.8)90Nd10合金的贮氢性能测试表明:完全非晶状态的(Mg72.2Cu27.8)90Nd10合金具有最快的吸氢速率和最高的贮氢量(3.2%(质量分数)).     

研究金属合金在α相区溶解氢的热力学行为的一种简易装置

近十年来,对合金贮氢材料的研究在国内外都引起了人们很大的兴趣。贮氢过程的热力学行为是研究内容之一,但主要集中在对α和β共存的两相区,而对具有重要理论意义的α单相区的热力学研究,却尚少见报道。由于大多数合金-氢体系在α相区的平衡氢压都低于1个大气压,且在吸氢前后压力变化甚微,所以要     

电解液添加成份对贮氢电极性能影响的初步研究

电解液添加成份对贮氢电极性能影响的初步研究蔡称心，黄翠虹（南京大学化学系，南京，２１０００８）王宝忱（中国科学院长春应用化学研究所，长春１３００２２）关键词：贮氢电极，ＭＨ／Ｎｉ电池，添加剂自从Ｊｕｓｔｉ和Ｅｗｅ￣［１，２］发现贮氢合金能够用电化学方...     

热缓冲剂对稀土贮氢合金吸氢动力学的影响

以铜粉作为热缓冲剂添加到稀土贮氢合金粉中,应用动力学机理函数计算机拟合的方法,研究了ML(NiCoMnAlCu)5和Mm(NiCoMnAlCu)5(ML为富镧混合稀土金属,Mm为富铈混合稀土金属)在α+β相区恒温吸氢动力学.研究结果表明,当铜粉与贮氢合金粉达到一定比例时,能够消除热传导对吸氢动力学的影响.富铈稀土合金和富镧稀土合金吸氢均受氢在β相的内扩散控制,合金中随La/Ce比例的减小,吸氢速度加快.     

缺陷对混合稀土贮氢合金性能的影响

贮氢合金是一种重要的功能材料。在多种贮氢合金中,AB~5型稀土系贮氢合金的应用最为广泛。本文用正电子湮没技术(PAT)对AB~5型混合稀土贮氢合金的缺陷进行了研究,并结合X射线衍射(XRD)测试、循环伏安(CV)测试以及合金容量的测定,对合金的结构及性能进行了研究。结果表明,合金微观缺陷的存在能大幅度提高金的性能。     

MnNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3合金吸氢过程动力学研究

在２２－６０℃范围内研究了贮氢合金ＭｎＮｉ３．５５Ｃｏ０．７５Ｍｎ０．４４Ａｌ０．３（Ｍｎ为富铈混合稀土金属）在ａ和α＋β相区恒温吸氢动力学过程。研究结果表明，合金在α相区吸氢受化学反应控速，动力学规律不受氢初压的影响，在整个α＋β相区吸氢过程中，受氢在合金氢物中的扩散控速，得到相应的速率方程和表观活化能。     

含锡AB_5型非化学计量贮氢合金Ⅰ.合金的结构

采用X射线衍射法研究了LaNi5 .1 5 ,La(NiSn) 5 .1 4 ,La(NiSnCo) 5 .1 2 ,La(NiSnMn) 5 .1 2 ,La(NiSnCoMnAl) 5 .1 0 5种AB5 型非化学计量贮氢合金的结构。发现主物相中并未产生第二物相 ,AB5 型贮氢合金中B原子数发生正偏移时 ,晶胞体积减小 ,当B侧含有取代元素时 ,这种变化更加明显。对于非化学计量贮氢合金而言 ,少量Sn取代Ni后 ,晶胞体积大大提高。Mn ,Co和Al的加入也会影响晶胞常数。Sn ,Co ,Mn ,Al均会降低贮氢合金放氢平台压力。     

离子束溅射法制备非晶态和晶态Ti-Nj贮氢薄膜合金

粉末贮氢合金作为一种功能材料在许多领域已有广泛应用。而薄膜贮氢合金是80年代国外新开发的功能材料。目前国外制备薄膜贮氢合金的方法主要有热蒸发法(包括闪蒸)和磁控溅射法。最近我们采用一种新颖的制备方法——离子束溅射法研制非晶态、晶态Ti-Ni薄膜合金。     

MmNi_（3．55）Co_（0．75）Mn_（0．4）Al_（0．3）合金吸

在２２～６０℃范围内研究了贮氢合金ＭｍＮｉ＿（３．５５）Ｃｏ（０．７５）Ｍｎ＿（０．４）Ａｌ＿（０．３）（Ｍｍ为富铈混合稀土金属）在ａ和。ａ＋β相区恒温吸氢动力学过程。研究结果表明，合金在ａ相区吸氢受化学反应控速，动力学规律不受氢初压的影响。在整个ａ＋β相区吸氢过程中，受氢在合金氢化物中的扩散控速。得到相应的速率方程和表观活化能。     

镍氢动力电池用AB5型贮氢合金热处理工艺的研究

本文对镍氢动力电池用AB5型纳米晶贮氢合金热处理工艺进行了研究.分别采用X射线衍射、金相、PCI测试手段分析热处理后贮氢合金的微观结构与吸放氢动力学性能.贮氢合金的电性能测试结果表明,经过950℃×6 h热处理的贮氢合金,10C放电比容量可以达到241mAh/g,循环寿命大于500次,分别以7C,10C放电,高倍率放电率(HRD)为92.5%,85.2%.将贮氢合金粉组装成电池进行测试,2min后,放电平台电压为1.143V,以10C放电,300次循环后,电池容量衰减率较小.     

La0.5Mg0.5(Ni1-xCox)2.28(x=0.0～0.2)储氢合金的相结构和电化学性能

用冷坩埚磁悬浮熔炼方法制备La0.5Mg0.5(Ni1-xCox)2.28(x=0.0～0.2)贮氢电极合金,采用SEM,EDS,XRD,P-C-T测试及三电极电化学性能测试研究合金的相成分、相结构、P-C-T曲线和电化学性能.EDS结合XRD分析表明,La0.5Mg0.5Ni2.28及La0.5Mg0.5(Ni0.85Co0.15)2.28合金主相均为MgSnCu4型的LaMgNi4相,还包括LaNi5和(La,Mg)Ni3相.P-C-T曲线显示,合金均有双放氢平台,合金的贮氢量由Co替代量x=0.0时的1.24%增大至极大值x=0.15时的1.27%.电化学性能测试表明,随Co含量增加,最大放电容量从329.0mAh·g-1(x=0.0)增大到337.5 mAh·g-1(x=0.15),合金活化性能及高倍率放电性能明显改善;循环稳定性无明显变化.     

《化学通报》网络版(Chemistry Online)2003年第11期论文摘要

[W 1 0 1 ]化学计量学在贮氢合金研究中的应用进展ProgressoftheApplicationofChemometricsinHydrogenStorageAlloyResearchandDevelopment唐有根　卢周广　申建斌 (中南大学化学化工学院化学电源与材料研究所　长沙　 4 1 0 0 83)详细论述了化学计量学在贮氢合金的基础研究与开发中的应用。内容主要涉及贮氢合金的热力学、动力学研究、合金材料的结构表征、合金电极的反应机理、合金成分设计以及合金材料性能综合评价等五个方面。Theapplicationofchemometricsmethodsinhydrogenstoragealloyfundamentalresearchanddevelopmentwasprese…     

AB2型La1-xMgxNi2．28（X=0．0—0．6）贮氢合金相结构和电化学性能的研究

用冷坩埚磁悬浮熔炼方法制备La1-xMgxNi2.28(x=0.0～0.6)贮氢电极合金,采用FESEM,EDS,XRD,p-c-t测试及三电极电化学性能测试研究合金的相成分、相结构、p-c-t曲线和电化学性能.EDS结合XRD分析表明,LaNi2.28合金主相为四方结构的La7Ni16相;Mg替代量x为0.3时合金主相为MgSnCu4型的LaMgNi4相,还含有LaNi5和(La,Mg)Ni3相.p-c-t曲线显示,当Mg替代量x不超过0.2时,合金无放氢平台;x为0.3时合金出现明显平台;x为0.5时合金出现两个放氢平台,相应贮氢量达到1.24%(质量分数).电化学性能测试表明,最大放电容量从100.2 mAh·g-1(x=0.0)增大到329.0 mAh·g-1(x=0.5),然后减小到207.8 mAh·g-1(x=0.6);活化性能改善;高倍率放电性能先降低后提高;循环稳定性S100从84.8%(x=0.0)提高到91.5%(x=0.2),然后降低到63.3%(x=0.5).     

Fe部分替代Cu对低钴AB_5型贮氢合金相结构和电化学性能的影响

为了获得既具有较高电化学容量又具有良好循环稳定性的低钴AB5型贮氢合金,研究了Fe部分替代Cu对低钴AB5型贮氢合金相结构和电化学性能的影响.采用真空感应熔炼方法,制备了一系列含Cu和Fe的低钴AB5型贮氢合金LaNi3.55Mn0.35Co0.20Al0.20Cu0.85-xFex(x=0.10,0.20,0.25,0.40,0.60).粉末X射线衍射(XRD)分析表明,合金含有单一CaCu5型六方结构的LaNi5相,Fe部分替代Cu并没有改变合金的本体相结构,但随着Fe含量的增大,晶格参数a,c和晶胞体积V增大.电化学性能测试表明,随着x增加,合金的放电容量和高倍率放电能力降低,但是循环稳定性得到了显著提高.当x从0.10增加到0.60时,合金的200周循环稳定性(S200)从77.6%提高到89.9%.Fe替代Cu有利于提高合金的循环稳定性,这主要是随着Fe替代量增大,晶胞体积增大,晶格体积膨胀率明显减小,合金的抗粉化能力增强.     

贮氢合金LaNi_（3．8）Co_（0．5）Mn_（0．4）Al_（0．3）表面

贮氢合金ＬａＮｉ_（３．８）Ｃｏ_（０．５）Ｍｎ_（０．４）Ａｌ_（０．３）表面化学镀镍的研究张允什，陈军（南开大学新能源材料化学研究所，天津，３０００７１）关键词贮氢合金，化学镀镍，镍／氢电池目前，稀土系贮氢合金应用于镍／金属氢化物（镍／氢）电池存在的...     

微包覆钴贮氢合金电极电化学性能的研究

以化学镀钴方法微包覆处理贮氢合金,用交流阻抗、循环伏安以及模拟电池充放电实验研究了该贮氢合金电极的电化学性能.结果表明,贮氢合金经包覆钴后,即可减小电极表面的电化学反应阻抗,提高其催化活性,并降低充放电过程的极化,从而增大了电极的放电容量和充电效率.相关的电极过程为扩散控制.