元素替代對Zr基AB-,2-型貯氫合金相結(jié)構(gòu)與電化學性能的影響.pdf

1、Zr基AB2型貯氫合金具有放電容量高、循環(huán)壽命長等優(yōu)點，具有較好的應用前景，作為Ni/MH電池的負極材料一直受到廣泛的關注。本文首先對貯氫合金的貯氫原理以及對Zr基AB2型貯氫合金貯氫性能的影響因素做了較為全面的綜述。并在此基礎上確定以多元合金化為技術路線，利用XRD、SEM、EDX和電化學測試等手段研究替代元素對合金電化學性能的影響及其作用機理。 采用元素Ti替代合金ZrCr0.4Mn0.4Ni1.2中的Zr時發(fā)現(xiàn)，合金的相結(jié)

2、構(gòu)為C15型Laves相和C14型Laves相以及少量Zr9Ni11相組成的多相結(jié)構(gòu)。當x=0.1時，合金中C15相的含量達到最大，并隨著Ti的摻雜量的增加，C15相逐漸向C14相轉(zhuǎn)變，合金中的非Laves相逐漸減少，并在x=0.4時消失。Ti的摻入有利于C15型Laves相向C14型Laves相轉(zhuǎn)變，并且抑制非Layes相的產(chǎn)生。電化學測試結(jié)果表明，加入少量Ti有利于合金活化性能和放電容量的提高，當x=0.1和0.2時，合金電極的活化

3、性能最好，當x=0.1時，合金具有最大放電容量為274mAh/g，并且Ti的摻入有利于合金循環(huán)穩(wěn)定的提高。線性極化、陽極極化、恒電位階躍和交流阻抗測試表明，隨著Ti的摻入量的增加，合金電極的交換電流密度與極限電流密度都是先增加后減小，x=0.1時，合金電極具有最大的交換電流密度和極限電流密度，同時交流阻抗測試也表明，在x=0.1時，合金電極的電化學反應阻抗最小，說明少量Ti的加入有利于合金電極動力性能的提高。 在上述研究的基礎上

4、，選擇綜合電化學性能最好的Zr0.9Ti0.1Cr0.4Mn0.4Ni1.2為研究對象，采用元素V替代合金中的Cr，系統(tǒng)研究了V的替代對合金Zr0.9Ti0.1VxCr0.4-xMn0.4Ni1.2(x=0～0.3)的電化學性能的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著V的替代量的增加，合金的活化性能逐漸降低，合金的放電容量則逐漸提高，當x=0.3時，合金具有最大放電容量為314.8 mAh/g。V替代Cr提高了合金的循環(huán)穩(wěn)定性，同時降低了合金的高倍率放電性