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本文在国内外AB5型贮氢合金研究进展的基础上,确定以MmNi5-x(CoMn)x贮氢电极合金作为研究对象,采用XRD、SEM和PCT等材料分析方法以及恒电流充放电、循环伏安法和恒电位阶跃等电化学测试技术,系统研究了MmNi5-x(CoMn)x合金的宽温(238K、273K、303K及323K)电化学性能,以及273K下电解液成份及快凝速度(5m/s、10m/s、15m/s和20m/s)对MmNi5-x(CoMn)x合金的相结构及其电化学性能的影响,以期开发出一种低温下满足实际需要的MH/Ni电池材料。 MmNi5-x(CoMn)x合金是由 CaCu5型单相组成,随着测试温度的升高,贮氢合金的吸放氢平台压力升高、贮氢量呈下降趋势、吸放氢滞后效应减小。电化学性能测试表明,随着测试温度的升高,合金的活化性能增强,但合金的最大放电容量和循环稳定性能均有所降低。循环伏安法及恒电位阶跃法测试结果表明,当温度升高时,合金电极中的氢扩散系数有所增加,从而使得合金的高倍率放电性能增强。同时自放电研究结果表明,合金的自放电量均随着温度的升高而增加。综合而言,273K下合金的综合性能最佳,其活化次数为5次,最大放电容量为341.61mAh/g,在300mA/g放电电流密度下的高倍率放电性能HRD300为85.95％,经50次充放电循环后的容量保持率S50为83.60%。 电解液成份对 MmNi5-x(CoMn)x合金273K电化学性能的影响研究表明,添加少量的LiOH降低了合金的活化性能及最大放电容量,但却极大地提高了合金的循环稳定性能。循环伏安法测试结果表明,少量的LiOH添加量可降低合金电极中的氢扩散系数,从而导致合金的高倍率放电性能有所降低。EL2电解液中合金的综合电化学性能最好,其活化次数为4次,最大放电容量为340.5 mAh/g,在300mA/g放电电流密度下的高倍率放电性能 HRD300为86.91%,经50次充放电循环后的容量保持率 S50为94.07%。 快凝速度对 MmNi5-x(CoMn)x贮氢合金电极相结构和273K电化学性能的影响研究表明,快凝MmNi5-x(CoMn)x合金仍保持CaCu5型单相结构。快凝处理使得合金的结晶度及成份均匀性得到明显的改善。随着快凝速度的增加,合金的晶胞参数及晶胞体积均增加。电化学测试表明,随着快凝速度的增加,合金的放电容量和高倍率放电性能均有所降低,但合金的循环稳定性却得到明显的改善。其中,快凝速度为10m/s的合金的综合性能最佳,其活化次数为4次,最大放电容量为336.72mAh/g,在300mA/g放电电流密度下的高倍率放电性能HRD300为85.19%,经50次充放电循环后的容量保持率S50为89.86%。