论文部分内容阅读
稀土系PuNi3型储氢合金以其高容量、易活化等优势受到人们的广泛关注，具有良好的开发应用前景，但是该类合金电极的循环稳定性较差，因此，如何提高合金电极的循环稳定性是当前研究的关键问题。本文以提高合金的电化学性能为目的，通过优化合金成分和退火处理等途径，运用XRD、电化学等材料分析方法及性能测试手段，对稀土系PuNi3型合金的相结构、储氢性能及电化学性能进行了系统的研究，结果显示：
1，对La0.6CexNd0.4-xNi3.0Co0.2Al0.3(x=0-0.4)合金的研究表明，合金具有良好的充放电动力学性能及活化性能，合金在Ce=0时具有最大放电容量284mAh/g及最大储氢量0.93wt％，随着Ce取代量的增加，合金的循环稳定性能提高，但最大放电容量下降。
2，对(La1-xNdx)2Mg(Ni0.8Co0.15Mn0.05)9(x=0-0.3)合金的研究表明，合金由具有六方CaCu5结构的LaNi5相、立方MgCu2结构的LaNi2相及LaMg3相构成。随Nd取代量的增加，合金的循环稳定性得到改善，但是储氢量及放电容量均下降，合金的最大储氢量从x=0时的1.39wt％降至x=0.3时的1.04wt％，同时吸放氢平台压升高；合金电极的最大放电容量从x=0时的362mAh/g降至x=0.3时的353mAh/g。
3，(La0.8Nd0.2)2Mg(Ni0.9-xCo0.1Mnx)9(x=0，0.05，0.1，0.15)合金的研究表明，合金主要由具有六方CaCu5结构的(La，Nd)Ni5相组成，并存在具有立方MgCu2结构的(La，Nd)Ni2相以及少量的LaMg2Ni9相、(La，Nd)2Ni7相。退火后合金的(La，Nd)2Ni7相消失。随着Mn含量的增加及退火处理方法的应用，合金主相晶胞参数及晶胞体积均增大。
随着Mn含量的增加，合金的储氢量及最大放电容量均是先增大后减小，在x=0.1时达到最佳，此时合金最大储氢量达到1.79wt％，最大放电容量达到371mAh/g(铸态)。同时，Mn元素的添加能改善合金的循环稳定性能，80次充放电循环的放电容量保持率由x=0的48％增加至x=0.15的61％(铸态)。
退火后合金的活化性能降低，但合金储氢量及放电容量增加，循环稳定性能也得到改善。当x=0.1时，合金的最大放电容量的371mAh/g增加至退火后的388mAh/g，合金前80次循环的放电容量保持率由57％增加至退火后的66％。