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本文在V-Ti-Ni三元V基贮氢合金电极的基础上,选择V含量较低的V2.1TiNi0.3为基础合金,优化设计实验方案,采用真空电弧炉制备合金,分别研究了添加Cr、Zr元素对该电极合金的结构及电化学性能的影响,应用XRD、显微镜、SEM等材料分析仪器及恒电流充放电、高倍率放电、线性极化和恒电位阶跃等电化学测试技术对电极合金的结构和性能进行表征。选取具有最高放电容量的V2.1TiNi0.3Zr0.006贮氢合金,探究Cr取代Ti对该合金结构及电化学性能的影响。通过研究Cr添加量对V2.1TiNi0.3Crx(x=0,0.2,0.4,0.6)贮氢合金的结构和电化学性能的影响。结果表明:所有合金均由V基固溶体主相和TiNi基第二相组成,且第二相呈网状分布在晶界上,部分呈颗粒状分布于合金主相之中。随着Cr含量增多,合金主相的晶胞体积与合金电极的最大放电容量均逐渐减小,而循环稳定性逐渐增加,同时合金电极的动力学性能有所改善。在合金中添加Cr使合金电极的活化性能变差,但添加量的进一步增多对其活化性能影响不大。综合考虑,V2.1TiNi0.3Cr0.4合金的电化学性能最好,最大放电容量可达442.2mAh/g,20次充放电循环后容量保持率高达81.91%。对V2.1TiNi0.3Zrx(x=0～0.12)贮氢合金的相结构和电化学性能进行系统研究。显微组织及XRD分析表明:无Zr合金由体心立方结构的V基固溶体主相和TiNi基第二相组成,当加入Zr后,合金的第二相变为具有六方结构的C14型Laves相而主相不变,所有第二相均呈网状分布于主相晶界附近;随着Zr添加量的增加,合金主相的晶胞参数和晶胞体积呈增大趋势。研究结果表明:添加一定量的Zr既可以提高其活化性能,又能提高最大放电容量:同时,随着Zr添加量的增加,合金电极的高倍率放电能力及交换电流密度均有所提高,但其循环稳定性有所降低。通过比较发现,V2.1TiNi0.3Zr0.06合金电极具有相对较好的综合电化学性能。选取上述研究中具有最大放电容量,而循环稳定性差的V2.1Ni0.3Zr0.06为基础合金,系统研究V2.1Ni0.3Zr0.06Ti1-xCrx(x=0～0.2)贮氢合金的结构及电化学性能。结果表明:合金均由体心立方结构的V基固溶体主相及三维网状结构的C14型Laves组成,主相和第二相的晶胞体积随Cr含量的增加逐渐减小;随着Cr取代量的增加,合金电极的容量保持率、高倍率放电性能及交换电流密度均增大,但会降低其最大放电容量和活化性能,在x=0.2时,合金电极具有最大的容量保持率和交换电流密度,其大小分别为75.39%、152.81mA/g,四次活化后最大放电容量为382mA/g。