釩基合金-稀土A-,2-B-,7-型合金復(fù)合電極材料的儲氫和電化學(xué)性能研究.pdf

1、在鎳氫二次電池負極用儲氫合金的研究和開發(fā)中，由于釩基合金具有高的儲氫量以及吸放氫溫度適中和抗粉化能力強等優(yōu)點，因而用其作為高能鎳氫電池的后選負極材料備受人們的關(guān)注，但由于現(xiàn)有釩基固溶體合金在電化學(xué)儲放氫反應(yīng)時，由于釩在電解液中的氧化和溶解一直難于克服，所以循環(huán)壽命欠佳，從而阻礙了其在Ni/MH電池中的實際應(yīng)用。為了進一步改善釩基儲氫合金的電化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)和電極循環(huán)壽命，本文以釩基合金Ti0.28Cr0.277V0.42Fe0.083為基

2、體，通過添加30％(wt)稀土系A(chǔ)2B7型合金La0.63Gd0.2Mg0.17Ni3.1Co0.3Al0.1為電催化活性材料，采用機械球磨改性制備了儲氫合金復(fù)合電極材料，系統(tǒng)研究了球磨時間對其儲氫特性和電化學(xué)性能，得出以下研究結(jié)論：
　　 釩基儲氫合金Ti0.28Cr0.217V0.42Fe0.083氣態(tài)儲氫量可達到3.1％(wt)，因而應(yīng)具有比較高的理論電化學(xué)容量(946mAh/g)，但其電催化活性很差，所測得的I0值僅為1

3、0.5mA/g，在常溫條件下幾乎沒有電化學(xué)吸放氫容量。而鑭-鎂-鎳系合金La0.63Gd0.2Mg0.17Ni3.1Co0.3Al0.1電催化活性比較好，其交換電流I0可達到260.2mA/g，常溫下的最大放電容量達到390mAh/g，經(jīng)100個循環(huán)后的放電容量保持率為94％，這說明用鑭-鎂-鎳系合金La0.63Gd0.2Mg0.17Ni3.1Co0.3Al0.1作為釩基合金的表面改性材料是可行的。
　　 X射線衍射(XRD)和

4、電子顯微鏡(SEM，TEM)分析結(jié)果表明，隨球磨時間增加(t=0-10h)，復(fù)合材料顆粒逐漸細化，A2B7型合金顆粒分散并包覆在釩基合金表面上；當(dāng)球磨時間t=5h后，復(fù)合材料形成明顯的復(fù)合納米晶組織并伴有部分非晶化傾向，同時釩基合金B(yǎng)CC相結(jié)構(gòu)的晶胞參數(shù)a和晶胞體積v均明顯減小。合金儲氫特性及電化學(xué)性能分析測試結(jié)果表明，球磨后鑄態(tài)純釩基合金的吸氫量有所減小，而球磨復(fù)合材料的儲氫量隨球磨時間增加呈先增大后減小的規(guī)律，其最大儲氫量為2.5％