金属氢化物电极的化学活化

通过对Mm（NiMnCoAl）5电极的化学活化处理提高了金属氢化物电极的容量、电催化活性、活化性能和快速放电能力；讨论了化学活化处理对金属氢化物电极电化学性能的影响；在活化剂KBH4作用下，金属氢化物表面的氧化物技还原，在活化过程中一部分氢原子贮入合金之中，增加了电极的比表面，文中试验了这种活化方法对Ni／MH电池封口化成的作用，测试结果表明封口化成的AA型Ni-MH电池性能与开口化成电池的性能相当，其容量达到1050～1150mAh，1C、3C、SC信率下放电容量分别达到0．2C下的96．7％、89．0％、83．8％     

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.     

MH—Ni电池封口化成及其性能

在硼氢化钾碱性溶液中对金属氢化物（ＭＨ）电极的表面进行化学还原处理，提高了ＭＨ电极的放电容量、活化性能和电催化活性．用其为负极组装的ＡＡ型ＭＨ－Ｎｉ电池进行了封口化成，电池放电容量达到１１５０ｍＡｈ，５Ｃ下电池的放电容量达到０．２Ｃ下容量的８０％以上，电池在１Ｃ１００％ＤＯＤ（放电深度）充放电条件下，循环寿命由原来的１００次左右提高到２００次以上     

贮氢合金表面分析和金属氢化物电极电催化活性

贮氢合金表面状态和组成是影响金属氢化物(MH)电极电催化活性的重要因素, MH电极的表面改性处理是改善电极性能的有效方法。用XPS, ICP, BET方法分析了处理后贮氢合金表面组成和状态的变化。讨论了化学还原处理对MH电极电催化活性的影响, 结果表明: 化学还原处理大大提高了MH电极反应的交换电流密度和减低了电极反应活化能。     

Mg-Ni-Nd非晶电极合金充放电过程中的组织结构变化及对其放电容量的影响

采用熔体快淬法制备了(Mg70.6 Ni29.4)90Nd10的非晶贮氢合金带,用X射线衍射仪和高分辨电镜对该合金在充放电循环过程中的组织结构演变进行了动态跟踪.结果表明:(Mg70.6Ni29.4)90Nd10贮氢合金在充放电循环过程中由非晶态慢慢晶化为纳米晶,初生相NdMg2 Ni9在循环过程中逐渐转化为Mg2 Ni,α-Mg和Nd2H5相.电化学性能测试表明,由于微观结构的变化对其放电容量的影响过程分为3个阶段:首先是前两个循环的活化过程,在第3个循环达到放电容量最高值(580.5 mAh·g-1);接下来是放电容量显著降低的4～10个循环阶段;最后是放电容量保持稳定的11 ～20个循环.研究发现NdMg2 Ni9相的存在和保持合金的非晶结构是提高镁基电极合金循环稳定性的重要因素.     

球磨La2Mg17+x％Ni(x=50,100,150,200)复合贮氢合金的电化学性能研究

研究了球磨制备的La2 Mg17+x％Ni(x =50,100,150,200)复合贮氢合金的电化学性能.XRD分析表明:随着Ni含量的增加,复合合金的晶体结构逐渐转变为非晶结构.电化学测试显示:球磨制备的La2Mg17+x％Ni复合贮氢合金在首次循环后即可达最大放电比容量,合金具有较好的活化性能;复合合金的放电比容量也随Ni粉加入量的增加而增大.在经过60h球磨后制得的非晶态的La2 Mg17+ 200％ Ni复合贮氢合金,其303 K下放电比容量为353.1 mAh·g-1.电化学放电比容量的提高应归因于非晶结构的形成以及Ni粉对表面状态的改变.     

电解液浓度对氢化物电极性能的影响

镍/氢化物(Ni/MH)电池以其洁净、安全、高容量、大功率、长寿命而受到人们的极大关注。贮氢电极材料的研究是开发Ni/MH电池的中心,已有较多报道。Boonstra等研究了氧化、粉末的处理等对LaNi_5电极性能的影响。本文探讨电解液浓度对MLNi_(3.5)MnCO_(0.4)Al_(0.1)(ML代表富镧混合稀土)电极放电性能的影响,并对其循环伏安性能进行了研究。 贮氢合金是在氩气保护下,将计量比的各组成元素ML、Ni、Mn、Co、Al混合物在高频感应     

Cr对V2.1TiNi0.3贮氢合金结构和电化学性能的影响

研究了Cr添加量对V_(2.1)Ti Ni_(0.3)Crx(x=0,0.2,0.4,0.6)贮氢合金的结构和电化学性能的影响。结果表明,所有合金均由V基固溶体主相和Ti Ni基第二相组成,且第二相呈网状分布在晶界上,部分呈颗粒状分布于合金主相之中。随着Cr含量增大,合金主相的晶胞体积与合金电极的最大放电容量逐渐减小,而循环稳定性逐渐增加,同时合金电极的动力学性能得到改善。在合金中添加Cr使合金电极的活化性能变差,但添加量的进一步增多对其活化性能影响不大。综合考虑,V_(2.1)Ti Ni_(0.3)Cr_(0.4)合金的电化学性能最好,最大放电容量可达442.20 m Ah·g~(-1),20次充放电循环后容量保持率达81.91%。     

不同碱溶液表面处理对稀土镁镍基储氢合金的影响（英文）

采用相同浓度即6 mol·L-1 LiOH、NaOH和KOH对稀土镁镍基储氢合金进行表面处理,研究了不同碱溶液和不同处理时间对合金表面形貌、组成和电极电化学性能的影响。研究表明,合金经6 mol·L-1 NaOH溶液处理10 min后具有最好的综合电化学性能。但随着处理时间的延长,采用6 mol·L-1 NaOH溶液处理的合金放电容量衰减明显,实验证明这是由合金表面稀土元素和Al元素的大量溶解进入碱溶液造成的。3种碱溶液比较,Li OH溶液能有效去除合金表面镁元素减少合金在碱溶液处理过程中的氧化,虽然形成的表面不利于H在合金表面的吸脱附,却能有效提高合金在碱溶液中的抗腐蚀能力,提高合金的循环稳定性。     

MH/Ni电池用稀土系储氢合金的失效及回收研究

探讨了深度过放电对MH／Ni电池负极储氢合金的影响。发现在过放电后，负极储氢合金的XRD结构图中，除了储氢合金的主相外，还出现了十分明显的Al(OH3),La(OH)3的衍射峰。结合各种情况下储氢合金失效的,原因利用化学处理及再熔炼的方法对失效MH／Ni电池的负极粉进行了回收实验，并对比了回收合金与原合金的结构及电化学性能。XRD测试结果表明回收合金与原合金的结构相同，均为CaCu5型。恒电流充放电实验发现，回收合金与原合金粉相比，放电容量接近，放电电位高。不寿命测试结果表明，回收合金较原合金容量衰减更缓慢。     

Self-discharge behavior of LaNi5-based hydrogen storage electrodes in different electrolytes

Nickel–metal hydride (Ni–MH) batteries using hydrogen storage alloys as negative electrode materials have been developed and commercialized because of their high energy density, high rate capability and long cycle life, without causing environmental pollution (Song et al. J Alloys Comp 298:254, 2000; Jang et al. J Alloys Comp 268:290, 1998). However, the self-discharge rate is relatively higher than that of the Ni–Cd batteries, which would certainly be disadvantageous in practical applications. The capacity loss of a battery during storage is often related to self-discharge in the cells. Self-discharge takes place from a highly charged state of a cell to a lower state of charge (SOC) and is typically caused by the highly oxidizing or reducing characteristic of one or both of the electrodes in the cell. This self-discharge behavior may be affected by various factors such as gases, impurities, temperature, type of alloy electrode, electrolytes, or charge/discharge methods. The loss of capacity can be permanent or recoverable, depending on the nature of the mechanism (chemical or electrochemical) and aging condition. In this paper, the effects of electrolyte composition and temperature on self-discharge behavior of LaNi₅-based hydrogen storage alloy electrodes for Ni–MH batteries have been investigated. It was found that both reversible and irreversible capacity loss of MH electrode tested at 333 K were higher than that at 298 K. When tested at 298 K and 333 K, reversible capacity loss was mainly affected by the electrolyte, while the irreversible capacity loss was not affected. The dissolution of Al from the electrode can be reduced more effectively in an electrolyte with Al addition, compared with that in normal electrolyte. This resulted in a lower reversible capacity loss for the electrode exposed in the Al³⁺-rich electrolyte. SEM analysis has shown that some needle shape and hexagonal corrosion products were formed on the surface of the alloy electrodes, especially after storage at high temperature.     

贮氢合金电极的活化方法和作用机理研究

比较研究了采用电化学方法、ＫＢＨ４还原，ＫＯＨ刻蚀及ＫＯＨ＋ＫＢＨ４联合作用对Ｍｍ（ＮｉＣｏＭｎＡｌ）５型贮氢电极的活化作用，发现采用浓热ＫＯＨ处理的电极可以实现快速充分的活化，且具有放电电压低、稳定容量高及操作简便的特点．对活化过程的作用机理研究表明，ＫＯＨ活化主要是通过溶解反应使稀土和镍元素富集生成有利于吸氢反应的表面组成．ＫＢＨ４及电化学活化方法则是利用反应产生的活性氢裂解合金颗粒，生成高活性的新鲜表面和晶体缺陷     

在充放电循环过程中Ni/MH电池正负极的结构和性能变化

本文对在连续进行充放电循环过程中Ni/MH电池的放电容量、中值电压与循环周期的关系以及电池正负极结构和性能的变化进行了研究。结果表明：电池在循环过程中正极活性物质基本构型未变化，而负极储氢合金表面逐渐生成了La(OH)₃、Al(OH)₃、LiMnO₂，正负极活性物质随循环次数的增加不断发生粉化，这些都是导致Ni/MH电池放电性能下降的主要因素。     

退火处理对新型无镁Y0.7La0.3Ni3.25Al0.1Mn0.15储氢合金结构和电化学性能的影响

通过电弧熔炼制备了无镁La-Y-Ni系A₂B₇型Y_0.7La_0.3Ni_3.25Al_0.1Mn_0.15合金, 并在高纯0.2 MPa Ar气氛下分别对合金进行850~1050 ℃真空24 h退火热处理. 通过X射线衍射(XRD)、 中子衍射(ND)、 扫描电子显微镜/能量分散谱(SEM/EDS)和电化学测试方法研究了退火温度对合金结构和性能的影响. 结构分析表明, 铸态合金由CaCu₅, Ce₅Co₁₉, Gd₂Co₇, Ce₂Ni₇多相构成, 随着退火温度升高, CaCu₅, Ce₅Co₁₉, Gd₂Co₇相逐步减少直至消失, Ce₂Ni₇主相相丰度逐步增加. 900~950 ℃退火时, 合金为单相Ce₂Ni₇结构. 退火温度继续升高, 合金中出现少量PuNi₃相. 合金电极的最大放电容量随着退火温度的升高先增加后降低. 从铸态的307.6 mA·h/g增加到900 ℃退火时的最大值393.1 mA·h/g, 后又降到1050 ℃退火时的366.4 mA·h/g. 合金电极的电化学循环稳定性随退火温度的升高而升高, 循环100次后电化学容量保持率(S₁₀₀)从铸态的66%上升到1050 ℃退火后的88.5%, 900~950 ℃退火时, 合金电极具有较好的综合电化学性能.     

La1-x-y-zCexPryNdzB5电极材料组成的优化与设计

利用正交设计方法对ＡＢ５型混合稀土镍系合金电极材料Ｌａ１－ｘ－ｙ－ｚＣｅｘＰｒｙＮｄｚＢ５的容量、高倍率放电性能、循环寿命和电压平台等性能进行了实验测定，以进一步优化电极材料的Ａ组元，提高电极性能。通过模式识别对实验数据进行分类并据此设计了新的样本。利用人工神经网络方法对新样本的电性能进行了预报，结果与实验值基本一致，新设计的样本点具有比较好的电性能。     

Kinetic and thermodynamic studies of hydrogen storage alloys as negative electrode materials for Ni/MH batteries: a review

This paper reviews the present performances of intermetallic compound families as materials for negative electrodes of rechargeable Ni/MH batteries. The performance of the metal-hydride electrode is determined by both the kinetics of the processes occurring at the metal/solution interface and the rate of hydrogen diffusion within the bulk of the alloy. Thermodynamic and electrochemical properties for each hydride compound family will be reported. The steps of hydrogen absorption/desorption such as charge-transfer and hydrogen diffusion for evaluating the electrochemical properties of hydrogen storage alloys are discussed. Exchange current density (I ₀) and hydrogen diffusion coefficient (D _H) are the two most important parameters for evaluating the electrochemical properties of metal hydride electrode. The values of the two parameters for a number of hydrogen storage alloys are compared. The relationship between alloy composition and electrochemical properties is noted and evaluated.     

含稀土钇电极材料的声化学制备及电化学性能

通过超声浸渍法以不同浓度的Y(NO3)3溶液成功地制得几种声化学改性锌粉, 以期改善碱性电池锌电极的电化学性能. 利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及电化学测试等方法考察了改性锌粉上Y(OH)3/Y2O3的形成及相应锌电极的耐腐蚀和循环性能. 结果表明, Y(NO3)3浓度为0.036 mol·L-1时, 声化学改性锌粉表面均匀分布着颗粒状的Y(OH)3/Y2O3, 且这些钇化合物优先生长在锌粉表面的缺陷位置, 阻挡了电化学过程中锌酸根离子向碱性电解液中的溶解与扩散, 使得相应锌电极的缓蚀效率达79.6%, 且20次循环伏安曲线的阴、阳极峰电位差比空白样减小了285 mV. 将这种改性锌粉和空白锌粉组装成模拟锌银电池, 在250 mA·cm-2的高放电电流密度下测试发现, 声化学改性锌粉的锌电极从1次到30次循环的放电容量损失仅为62.7 mAh·g-1; 且放电容量在50周期时达到322.6 mAh·g-1, 说明声化学改性锌粉可明显提高电极的放电容量和循环寿命.     

A Ti-V-based bcc phase alloy for use as metal hydride electrode with high discharge capacity

The electrochemical characteristics of single bcc phase Ti-30V-15Cr-15Mn alloy were investigated. It was demonstrated that the single bcc phase alloy has high electrochemical discharge performance at high temperature. Its discharge capacity is closely related with temperature and discharge current. The first discharge capacities of 580-814 mAh g(-1) of the alloy powder were obtained at discharge current of 45-10 mA g(-1) in 6 M KOH solution at 353 K. Although the electrochemical cycle life of the alloy is unsatisfactory at present, it opens up prospects for developing a new hydrogen storage alloy with high hydrogen capacity for use as high performance metal hydride electrodes in rechargeable Ni-MH battery.     

Cr对V2.1TiNi0.3贮氢合金结构和电化学性能的影响

研究了Cr添加量对V_2.1TiNi_0.3Cr_x(x=0,0.2,0.4,0.6)贮氢合金的结构和电化学性能的影响。结果表明,所有合金均由V基固溶体主相和TiNi基第二相组成,且第二相呈网状分布在晶界上,部分呈颗粒状分布于合金主相之中。随着Cr含量增大,合金主相的晶胞体积与合金电极的最大放电容量逐渐减小,而循环稳定性逐渐增加,同时合金电极的动力学性能得到改善。在合金中添加Cr使合金电极的活化性能变差,但添加量的进一步增多对其活化性能影响不大。综合考虑,V_2.1TiNi_0.3Cr_0.4合金的电化学性能最好,最大放电容量可达442.20 mAh·g^-1,20次充放电循环后容量保持率达81.91%。