在对国内外稀土系非AB₅型贮氢合金的研究进展进行全面综述的基础上,本文确定以La-Mg-Ni-Co系贮氢电极合金作为研究对象,采用XRD分析及恒电流充放电、线性极化、恒电位阶跃放电等电化学测试技术系统地研究了La₂Mg(Ni_0.85Co_0.15)_x（x=9.0-10.5）合金的相结构、电化学性能,并从中筛选出一种综合性能较好的AB_3.2型La₂Mg(Ni_0.85Co_0.15)_9.6合金。通过采用Co元素对AB_3.2型合金中的Ni进行部分替代,研究了La₂Mg(Ni_1-xCo_x)_9.6（x=0.1-0.5）合金的相结构和电化学性能。在此基础上,进一步系统地研究了Co和Al对Ni的联合替代对AB_3.2型的La₂Mg(Ni_0.8-xCo_0.2Al_x)_9.6（x=0.01-0.03）合金以及La_2.2Mg_0.8(Ni_0.8-xCo_0.2Al_x)_9.6（x=0.01-0.03）合金的相结构和电化学性能的影响规律与机制,力求进一步提高合金的综合电化学性能。 首先系统地研究了La₂Mg(Ni_0.85Co_0.15)_x（x=9.0-10.5）合金B侧的化学计量比对合金相结构和电化学性能的影响。结果表明,上述合金及其氢化物均保持PuNi₃型结构,但合金的吸氢体积膨胀率较大（ΔV/V=24.9%-23.0%）。随着x值的增加,合金的放氢平台压力逐渐升高,最大放电容量则随之有所降低。在50mA/g电流放电的条件下,合金的最大放电容量从x=9.0时的422mAh/g,降低到x=10.5时的323.1mAh/g。研究发现,合金电极的高倍率放电性能（HRD）随x值的增加而提高,当x=10.5时的HRD₈₀₀为91.5%。经100次充放电循环后,上述合金的容量保持率(S₁₀₀)为45.2-68.5%,循环稳定性有待进一步改善。 为了提高合金的循环稳定性,采用Co元素对上述合金中的Ni进行部分替代。对La₂Mg(Ni_1-xCo_x)9.6（x=0.1-0.5）合金的研究表明,上述四元合金及其氢化物仍保持PuNi₃型结构,增大Co对Ni的替代量可使合金的吸氢体积膨胀率（ΔV/V）从x=0.1时的24.6%降低到x=0.5时的15.0%。随着x值的增大,合金的最大放电容量从x=0.1时的406.3mAh/g,降低到x=0.5时的364.5mAh/g。合金电极的高倍率性能（HRD）则随着x值的增加而提高,并在x=0.4时出现最大值(HRD₈₀₀=84.8%),然后又随x的增加下降到x=0.5时的75.1%。随着x值的增加,上述合金的循环稳定性有所提高,合金经100次充放电循环后的容量保持率S₁₀₀由x=0.1时的64.1%提高到x=0.5时的69.5%。合金循环稳定性的改善与Co含量的增加导致合金吸氢体积膨胀率的减小密切相关。 为了进一步提高合金的综合性能,从上述研究的合金中选择了一种综合性能较好的La₂Mg(Ni_0.8Co_0.2)_9.6合金为基础,进一步研究了在含Co合金中Al对Ni的部分替代对La₂Mg(Ni_0.8-xCo_0.2Al_x)_9.6（x=0.01-0.03）五元合金相结构和电化学性能的影响。结果表明,Al对Ni的上述替代进一步增大了合金的晶胞体积,并使合金的吸氢体积膨胀率有所降低。随Al含量（x）的增加,合金的最大放电容量略有降低（由x=0.01时的397.2mAh/g降低到x=0.03时的370.8mAh/g）,但合金的高倍率放电性能的降低比较显著(HRD₄₀₀从x=0.01时的50.5%降低到x=0.03时的15.1%)。另一方面,上述合金电极的循环稳定性随着Al含量的增加而有所改善,S₁₀₀从x=0.01时的57.6%提高到x=0.03时的59.7%。但合金的高倍率放电性能和循环稳定性都有待进一步改善。浙江大学硕」学位论文 为进一步提高合金的综合性能,以La22Mg08伽108一xCo02Alx)0.6（x=0.01一0.03）合金为对象,研究合金A侧L留Mg比例增大的情况下,Co和Al对Ni的联合替代对合金相结构和电化学性能的影响。结果表明,Al对Ni的上述替代进一步增大了合金的晶胞体积,并使合金的吸氢体积膨胀率有所降低。随Al含量（x）的增加,合金的最大放电容量有所降低（由x=0.ol时的394mAh/g降低到x=0.03时的373mAUg）,而合金的高倍率放电性能的降低比较显著（HRDs。。从x二0时的38.2%降低到x=0 .03时的8.3%）。在x一0.01一0.02的范围内,合金的循环稳定性随着x值的增加而得到改善, （S,。。可由x=0.01时的72.3%提高到x=0.02时的75.6%）,但当Al含量进一步增加到x=0.03时,合金的循环稳定性又有所降低（5100二62.7%）。在所研究的合金中,La22Mgo:困i0v9Co02A1001万6合金电化学综合性能相对较好,其最大放电容量喘ax=394.6mAhjg,经100次充放电循环后的容量保持率为5100=72.3%,在放电电流为4O0mA/g条件下的HRD400=67.8%,但合金的高倍率放电性能有待进一步改善。关霆添贮氢电极合金La一Mg一i一Co系合金元素替代晶体结构吸氢体积膨胀率电化学性能