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超晶格储氢合金的结构由[AB5]和[A2B4]亚单元按不同的比例和周期堆垛而成,兼具AB5型合金的高倍率放电性能与AB2型合金的高容量优势,稀土-镁-镍基超晶格合金因此发展成为第三代镍氢电池负极材料。以稀土Y代替Mg得到的La-Y-Ni基超晶格合金克服了低熔点Mg元素易挥发、制备过程存在较大安全隐患的问题,而被广泛关注与研究,但La-Y-Ni基超晶格合金的循环稳定性仍不能满足商业化应用的要求。此外,La-Y-Ni基合金容易形成复杂的多相、多晶型结构,因此合金成分、结构与电化学性能之间的构效关系难以准确研究,其容量衰退机理尚不明确。针对以上问题,本文通过合金化、优化退火或淬火工艺制备出单相A2B7型、A5B19型与AB4型La-Y-Ni基超晶格合金,系统研究了各物相的单相生成条件与超晶格结构特征,并探究Mn、Al、Zr元素取代对超晶格结构与循环稳定性的调控作用,揭示了超晶格结构在充放电过程中的变化规律及其对电化学性能的影响,为开发兼具高容量与长寿命的新型稀土超晶格负极合金提供了理论指导。主要结论如下:A2B7型超晶格结构由[AB5]和[A2B4]亚单元按照2:1的比例堆垛而成,存在三方3R-Gd2Co7与六方2H-Ce2Ni7两种晶型,这两种相的结构稳定性及电化学性能尚未被对比研究。通过逐步升高退火温度,在A2B7型La Y2Ni10.5合金中将3R-Gd2Co7与2H-Ce2Ni7两种相分离,分别在1000℃与1100℃退火得到3R-与2H-La Y2Ni10.5单相合金。3R相和2H相中的Y均择优占位于[A2B4]亚单元,[A2B4]亚单元体积V[A2B4]分别为90.04?~3与88.98?~3,两相的亚单元体积差(（35）Vs=V[A2B4]-V[AB5])分别为3.62?~3和2.36?~3。较小的V[A2B4]与（35）Vs使2H-La Y2Ni10.5合金具有更好的吸放氢结构稳定性,其最大吸氢量为1.49 wt.%,可逆放氢量为1.29 wt.%。但2H-La Y2Ni10.5合金的放电容量（219.9 m Ah/g）与循环稳定性(S100=52.9%)仍需进一步提高。为提高2H-La Y2Ni10.5合金的放电容量与循环稳定性,通过Mn、Al、Zr逐步取代制备了三个系列2H-Ce2Ni7型La Y2Ni10.5-xMnx（x=0.4,0.5,0.6）、La Y2Ni10-yMn0.5Aly（y=0.1,0.3,0.5）与La Y2-zZrzNi9.7Mn0.5Al0.3（z=0.1,0.2,0.25）单相合金。Mn、Al在[AB5]亚单元中的择优占位减小了[A2B4]和[AB5]亚单元体积差（35）Vs,从而提高了循环稳定性。其中La Y2Ni9.7Mn0.5Al0.3的最大放电容量为384.1 m Ah/g,容量保持率S200达76.1%。原子半径较小的Zr择优占位于[A2B4]亚单元,使La Y1.75Zr0.25Ni9.7Mn0.5Al0.3的亚单元体积差为零,但却显著降低了合金的放电容量和循环稳定性(S200=60.9%)。充放电过程中的结构分析表明,Zr取代合金的超晶格结构中[A2B4]和[AB5]亚单元在底面（a轴）上出现异常膨胀,引起更大的晶胞体积膨胀率,从而导致更大的晶格应变。对比Mn、Al取代合金,亚单元非同步吸氢导致的体积膨胀主要发生在c轴方向。因此,减小亚单元体积差并非改善超晶格结构稳定性的唯一考虑因素。A5B19型超晶格结构由[AB5]和[A2B4]亚单元按照3:1的比例堆垛而成,且La5Ni19相为亚稳相。目前文献报道的A5B19型La-Y-Ni基合金的主相为三方3R-Ce5Co19相,为提高其循环稳性,本文采用淬火工艺制备了六方2H-Pr5Co19结构的(La0.33Y0.67)5Ni17.6Mn0.9Al0.5单相合金。研究发现,升高淬火温度可抑制六方2H-Ce2Ni7相的结晶,并促进3R-Ce5Co19相转变为2H-Pr5Co19相,在1100℃淬火得到单相2H-Pr5Co19结构。随淬火温度的升高,合金电极的结构稳定性逐渐增强,循环稳定性提高。与多相合金相比,单相合金呈现出更佳的电化学储氢性能,其最大放电容量Cmax=368.8 m Ah/g、循环稳定性S200=73.4%、高倍率性能HRD1500=58.6%。充电过程中,2H-Pr5Co19超晶格结构中[AB5]亚单元分为[AB5]-1与[AB5]-2两种类型,吸氢过程的晶格应变主要来自[A2B4]与非近邻[AB5]-2亚单元的不同步吸氢,最大晶格应变出现在充电深度50%时形成的?氢化物相。AB4型超晶格结构由[AB5]和[A2B4]亚单元按照4:1的比例堆垛而成,目前尚未有AB4型La-Y-Ni基合金的报道。本文采用淬火工艺制备AB4型La-Y-Ni基超晶格合金。发现了三方结构的3R-La Ni4二元相,该相由La Ni5与La5Ni19通过包晶反应生成,但未发现其六方相。3R-La Ni4相的空间群为R—3m,晶胞参数为a=5.0435?,c=60.895?,V=1341.483?~3。La0.4Y0.6Ni4单相合金的最大吸氢量为1.54 wt.%,但氢致非晶化导致其可逆放氢量只有0.95 wt.%,电化学容量只有45.8 m Ah/g。Al元素的加入抑制了3R-La Ni4相的生成,而Mn元素的加入可抑制3R-La Ni4相的氢致非晶化。1125℃淬火制备了以3R-La Ni4相为主相（91.4 wt.%）的La1.2Y1.8Ni11Mn合金,其放电容量提高至310.1 m Ah/g。