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不同处理方法对La-Mg-Ni基贮氢合金的改性研究

2020-12-04阅读(387)

不同处理方法对La-Mg-Ni基贮氢合金的改性研究

论文摘要

为了获得高容量、易活化和循环性能稳定的La-Mg-Ni基贮氢合金,本文采用高能球磨、高温烧结和冷压成型等处理工艺对La0.67Mg0.33Ni2.77和La0.88Mg0.12Ni2.94Mn0.12Co0.56Al0.2贮氢合金进行改性处理,并通过XRD、PPMS、金相显微镜和电化学性能测试等手段研究了不同工艺条件和添加剂含量对La-Mg-Ni基贮氢合金的相结构、显微组织、电阻率和电化学性能的影响。XRD分析结果表明,高能球磨使La0.67Mg0.33Ni2.77+x（wt.）%AB5（x=10, 30, 50）贮氢合金发生非晶化,合金中的La2Ni7相晶格常数减小,从而导致合金的贮氢容量下降。高温烧结后,贮氢合金的衍射峰明显尖化,未处理、700℃处理和800℃处理的贮氢合金中La2Ni7相（116）晶面的衍射峰的半高宽分别为0.366、0.256、0.196。同时,高温烧结后贮氢合金中La2Ni7相含量减少,但其晶胞体积从处理时的544.34?3增加到800℃处理后的568.85?3。电化学测试表明,球磨处理改善了La0.67Mg0.33Ni2.77+x（wt.）%AB5（x=10, 30, 50）贮氢合金的活化性能,所有经过球磨的合金均在首次循环达到完全活化。高温烧结处理降低了La0.67Mg0.33Ni2.77+30（wt.）%AB5合金的最大放电容量。但随着处理温度的升高,合金电极高倍率放电性能提高。冷压成型实验表明:随着成型压力的增加,La0.88Mg0.12Ni2.94Mn0.12Co0.56Al0.2+10%Co贮氢合金电极的交换电流密度I0从300MPa成型时的524.00mA/g减小到1000MPa成型时的356.85mA/g。,极限电流密度IL值先增大后减小,电阻率逐渐减小。金相显微组织分析和PPMMS测试表明,800MPa压力下成型的La0.88Mg0.12Ni2.94Mn0.12Co0.56Al0.2+10（wt.）%Co合金电极片内部颗粒分布相对均匀,颗粒发生塑性变形并且开始互相粘结。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 选题背景和科学意义
  • 1.2 MH/Ni 电池的发展概述
  • 1.3 MH/Ni 电池的工作原理和结构
  • 1.3.1 MH/Ni 电池的工作原理
  • 1.3.2 MH/Ni 电池的结构
  • 1.4 贮氢合金和贮氢电极合金的基本性质与分类
  • 1.4.1 贮氢合金的基本性质与分类
  • 1.4.2 贮氢电极合金的基本性质
  • 1.5 贮氢电极合金分类和研究现状
  • 5 型稀土镍系贮氢合金'>1.5.1 AB5型稀土镍系贮氢合金
  • 1.5.2 AB-3 型贮氢合金
  • 1.5.3 La-Mg-Ni 基贮氢合金的研究现状
  • 1.6 机械合金化（MA）在贮氢合金中的应用
  • 1.6.1 机械合金化简介
  • 1.6.2 机械合金化在贮氢合金中的应用现状
  • 1.6.3 机械合金化对贮氢合金的作用
  • 1.7 烧结处理在贮氢合金中的应用
  • 1.7.1 烧结处理技术简介
  • 1.7.2 烧结处理的应用
  • 1.8 贮氢合金电极制备过程中的冷压制片工艺
  • 1.9 本文的研究内容
  • 第2章 实验设备及过程
  • 2.1 实验设备和样品
  • 2.1.1 实验设备
  • 2.1.2 实验样品
  • 2.2 实验过程
  • 2.2.1 贮氢合金粉的高能球磨处理
  • 2.2.2 贮氢合金粉的高温烧结处理
  • 2.2.3 贮氢合金的冷压成型处理
  • 2.2.4 贮氢合金电极片的制备
  • 2.2.5 合金的相结构和金相分析
  • 2.2.6 电化学性能的测试方法
  • 0.67Mg0.33Ni2.77+x（wt.）%AB5（x=10, 30, 50）合金球磨后的相结构和电化学性能'>第3章 La0.67Mg0.33Ni2.77+x（wt.）%AB5（x=10, 30, 50）合金球磨后的相结构和电化学性能
  • 3.1 引言
  • 0.67Mg0.33Ni2.77+30wt%AB5 贮氢合金相结构和电化学性能的影响'>3.2 球磨时间对La0.67Mg0.33Ni2.77+30wt%AB5 贮氢合金相结构和电化学性能的影响
  • 3.2.1 合金的相结构
  • 3.2.2 初始活化性能和最大放电容量
  • 3.2.3 高倍率放电性能
  • 3.2.4 自放电性能
  • 3.2.5 循环寿命
  • 0.67Mg0.33Ni2.77+x（wt.）%AB5（x=10, 30, 50）贮氢合金的相结构和电化学性能'>3.3 La0.67Mg0.33Ni2.77+x（wt.）%AB5（x=10, 30, 50）贮氢合金的相结构和电化学性能
  • 3.3.1 合金的相结构
  • 3.3.2 初始活化性能和最大放电容量
  • 3.3.3 高倍率放电性能
  • 3.3.4 自放电性能
  • 3.3.5 循环寿命
  • 3.4 本章小结
  • 3.4.1 不同球磨时间对La-Mg-Ni 基合金结构和性能影响总结
  • 3.4.2 添加剂含量对La-Mg-Ni 基合金结构和性能影响总结
  • 第4章 烧结处理对La-Mg-Ni 基合金结构和电化学性能的影响
  • 4.1 引言
  • 0.67Mg0.33Ni2.77+30（wt.）%的AB5 合金的相结构'>4.2 不同烧结温度下 La0.67Mg0.33Ni2.77+30（wt.）%的AB5合金的相结构
  • 0.67Mg0.33Ni2.77+30（wt.）% AB5 合金的电化学性能'>4.3 不同烧结温度下La0.67Mg0.33Ni2.77+30（wt.）% AB5合金的电化学性能
  • 4.3.1 初始活化性能和最大放电容量
  • 4.3.2 高倍率放电性能
  • 4.3.3 循环寿命
  • 4.4 本章小结
  • 第5章 制片压力对La-Mg-Ni 基贮氢合金微结构电化学性能的影响
  • 5.1 引言
  • 0.88Mg0.12Ni2.94Mn0.12Co0.56Al0.2+10（wt.）% Co 合金电极不同压力成型后的电阻率'>5.2 La0.88Mg0.12Ni2.94Mn0.12Co0.56Al0.2+10（wt.）% Co 合金电极不同压力成型后的电阻率
  • 0.88Mg0.12Ni2.94Mn0.12Co0.56Al0.2+10（wt.）% Co 合金电极不同压力成型后的显微结构'>5.3 La0.88Mg0.12Ni2.94Mn0.12Co0.56Al0.2+10（wt.）% Co 合金电极不同压力成型后的显微结构
  • 0.88Mg0.12Ni2.94Mn0.12Co0.56Al0.2+10（wt.）% Co 合金电极不同成型压力后的电化学性能'>5.4 La0.88Mg0.12Ni2.94Mn0.12Co0.56Al0.2+10（wt.）% Co 合金电极不同成型压力后的电化学性能
  • 5.4.1 初始活化性能和最大放电容量
  • 5.4.2 高倍率放电性能
  • 5.4.3 交换电流密度
  • 5.4.4 极限电流密度
  • 5.4.5 自放电性能
  • 5.4.6 循环寿命
  • 5.5 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简介

    • 相关论文文献

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