热处理工艺对La12Ce3Fe10Ni63Mn5Al6B储氢合金结构与电化学性能的影响

论文摘要

储氢合金是一类能在常温常压下与氢反应,将大量氢储存在晶体空隙中的合金材料。这类合金可以通过加热或减压将储存的氢释放出来,通过冷却或加压又可以将氢再次吸入合金之中。近年来为了获得具有高功率、低成本的储氢合金,La-Fe-B系储氢合金受到广泛关注。本文采用熔炼-快淬工艺制备La12Ce3Fe10Ni63Mn5Al6B储氢合金,通过XRD、SEM、EDS以及电化学测试等手段,系统地研究了不同热处理方法对合金结构和电化学性能的影响。结构测试表明：所有合金由LaNi5相和（Fe, Ni）相组成。电化学测试表明：同等条件下,稀醋酸淬火介质比浓碱淬火介质更加有利于改善La12Ce3Fe10Ni63Mn5Al6B储氢合金的性能。适当的淬火处理条件（温度和保温时间）能够改善合金的平台性能和储氢性能,提高合金电极的放电容量、活化性能和高倍率性能,但合金电极的循环稳定性有所下降。对淬火合金进行保温退火处理,成分更加均匀。退火处理使合金电极的活化性能提高,倍率性能得到改善,但最大放电容量和循环寿命以及平台性能降低。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 引言
• 1.1 氢能源与储氢合金
• 1.1.1 储氢合金的类型
• 1.1.2 储氢合金的储氢机理
• 1.1.3 储氢合金的条件
• 1.1.4 储氢合金的制备方法
• 1.1.5 储氢合金的应用
• 1.2 MH/Ni电池的工作原理
• 1.3 MH/Ni电池负极储氢合金的改性
• 1.3.1 元素替代
• 1.3.2 表面处理
• 1.4 MH/Ni电池的发展
• 1.5 本文选题的依据
• 1.5.1 本课题的来源
• 1.5.2 本文的研究意义
• 1.5.3 本文的研究内容
• 1.5.4 本课题的创新点及难点
• 参考文献
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验设备及材料
• 2.2 储氢合金样品的制备
• 2.2.1 合金成分的设计
• 2.2.2 合金的制备
• 2.2.3 合金的淬火处理
• 2.2.4 合金的退火处理
• 2.3 合金的显微结构表征
• 2.3.1 合金的X-射线衍射分析（XRD）
• 2.3.2 合金的的扫描电子显微镜分析（SEM）
• 2.4 合金的电化学性能测试
• 2.4.1 合金电极的制备
• 2.4.2 合金电极的电化学性能测试
• 参考文献
• 12Ce₃Fe₁₀Ni_63Mn₅Al₆B储氢合金结构和性能的影响'>第三章 不同淬火介质对La₁₂Ce₃Fe₁₀Ni_63Mn₅Al₆B储氢合金结构和性能的影响
• 3.1 实验方法
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 合金的XRD分析
• 3.2.2 合金的SEM和EDS分析
• 3.2.3 合金的P-C-T曲线
• 3.2.4 合金电极的活化性能及放电容量
• 3.2.5 合金电极的倍率放电能力
• 3.2.6 合金电极的循环稳定性
• 3.3 本章小结
• 参考文献
• 12Ce₃Fe₁₀Ni₆₃Mn₅Al₆B储氢合金结构和性能的影响'>第四章 不同淬火条件对La₁₂Ce₃Fe₁₀Ni₆₃Mn₅Al₆B储氢合金结构和性能的影响
• 4.1 实验方法
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 合金的XRD分析
• 4.2.2 合金的SEM及EDS分析
• 4.2.3 合金的P-C-T曲线
• 4.2.4 合金电极的活化性能及放电容量
• 4.2.5 合金电极的倍率放电能力
• 4.2.6 合金电极的循环稳定性
• 4.3 本章小结
• 参考文献
• 12Ce)3Fe₁₀Ni₆₃Mn₅Al₆B合金结构和性能的影响'>第五章 退火工艺对淬火La₁₂Ce)3Fe₁₀Ni₆₃Mn₅Al₆B合金结构和性能的影响
• 5.1 实验方法
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 合金的XRD分析
• 5.2.2 合金的SEM及EDS分析
• 5.2.3 合金的P-C-T曲线
• 5.2.4 合金电极的活化性能及放电容量
• 5.2.5 合金电极的倍率放电能力
• 5.2.6 合金电极的循环稳定性
• 5.3 本章小结
• 参考文献
• 第六章 结论
• 攻读硕士期间发表的论文
• 致谢