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La–Mg–Ni基储氢合金作为镍/金属氢化物（Ni/MH）电池新型负极材料，最大放电容量可以达到410mAg–1，高于目前已商品化的AB5型储氢合金近30％，被认为是最具有发展潜力的一类Ni/MH电池负极材料。该类合金目前存在的主要问题是循环稳定性不够理想。而La–Mg–Ni基储氢合金的电化学性能与合金的相组成和相结构密切相关，由于La–Mg–Ni基合金中合金相具有严格的组成范围和生成温度范围，合金极易生成多相结构。为了充分认识La–Mg–Ni基合金中各合金相的电化学性能特点，并揭示合金相组成和电化学性能的关系，本文首先制备了单相AB3型、A2B7型和A5B19型超堆垛La–Mg–Ni基储氢合金，研究了不同合金相的形成机制和电化学特性，在此基础上，探讨了堆垛结构和非堆垛结构合金相、稀土元素和过渡金属等对La–Mg–Ni基储氢合金相结构和电化学性能的影响及机理。 根据La–Ni相图和包晶反应原理，通过严格控制反应条件，制备了单相AB3型La2MgNi9合金、单相A2B7型La3MgNi14合金和单相A5B19型La4MgNi19合金，并研究了各合金相的生成机制、结构特征和电化学特性。研究表明，(La,Mg)Ni3相是在约1065K下，由LaNi5固相和LaMgNi4熔融后的液相包晶反应得到；(La,Mg)2Ni7相是在约1150K下，由LaNi5固相和(La,Mg)Ni3相熔融的液相包晶反应得到；而(La,Mg)5Ni19合金是在约1203K下，由LaNi5固相和(La,Mg)2Ni7相熔融后的液相包晶反应得到；La2MgNi9、La3MgNi14和La4MgNi19合金分别是由[LaNi5]和[LaMgNi4]亚单元以1:1、2:1和3:1的比例沿c轴方向堆垛而成。它们的放电容量分别为392mAg-1、386mAg-1和367mAg-1，随着[LaNi5]和[LaMgNi4]亚单元比例的升高而降低。三个合金电极的高倍率放电性能和100周循环稳定性分别为41.7%、49.5%、66.4%和70.1%、83.0%、85.7%，均随着[LaNi5]和[LaMgNi4]亚单元比例的升高而增大。从综合电化学性能来讲，La3MgNi14单相合金的表现较为均衡。进一步研究发现，La3MgNi14单相合金在充/放电过程中，[LaMgNi4]亚单元和[LaNi5]亚单元体积膨胀/收缩表现出了不同步现象，从而引发合金内部严重的应力。相比而言，含有[LaNi5]/[LaMgNi4]比例较高的单相合金在充/放电不同阶段内部应力较小，结构比较稳定，粉化和氧化程度较轻，具有较好的循环稳定性。 研究了LaNi5非堆垛结构和(La,Mg)5Ni19超堆垛结构对A2B7型La3MgNi14合金电化学性能的影响。研究发现，虽然LaNi5相可以在一定程度上提高La3MgNi14合金电极的放电容量和倍率性能，但是，LaNi5非堆垛相和(La,Mg)2Ni7超堆垛相的吸氢膨胀率存在很大的差异，LaNi5相充分吸氢后晶胞体积只膨胀4.2%，而(La,Mg)2Ni7相充分吸氢后晶胞体积膨胀率达到7.2%。这种差异使合金内部产生严重的应力，导致合金粉化严重，粉化产生的小合金颗粒又极易被碱性电解液氧化，最终造成容量损失。与LaNi5非堆垛相不同，具有堆垛结构的(La,Mg)5Ni19相能够以网状形态分布于La3MgNi14合金中，而(La,Mg)5Ni19相在吸/放氢过程中具有较好的结构稳定性，其网状分布增强了合金整体的抗非晶和抗粉化的能力，提高了合金的循环稳定性。 研究了堆垛相与非堆垛相的含量以及微观结构对La–Mg–Ni储氢合金电化学性能的影响。研究发现，在La0.85-x(Sm0.75Mg0.25)xMg0.15Ni3.65合金中，Sm有利于合金晶粒的细化，从而提高合金的循环稳定性和倍率放电性能；而Mg的加入明显增加了合金中(La,Mg)2Ni7和(La,Mg)5Ni19堆垛相的含量，有利于提高合金的高倍率放电性能。La0.65-x(Sm0.75Mg0.25)xMg0.15Ni3.65合金在x=0.2时的循环寿命（即容量下降为最大放电容量60%的循环周数）达到了280周，是x=0时合金的两倍；而且，合金在x=0.2时1500mAg–1放电电流密度下的高倍率放电性能比x=0时提高了12.3%，同时，合金电极的最大放电容量也有提高。另外，研究了La0.80Mg0.20Ni2.95Co0.70-xAlx合金的相结构和电化学性能。研究发现，虽然Al的加入不利于超堆垛相的生成，但由于Al的原子半径较大，加入后减小了合金吸氢膨胀率，降低了合金粉化程度；而且，含Al合金抗腐蚀和氧化能力强于无Al合金。以上效果不但减小了合金的容量衰减，而且大大降低了合金电极大电流放电性能的衰减。 研究了La3MgNi14合金的相转变和电化学性能。研究发现，对于只含有(La,Mg)2Ni7和(La,Mg)5Ni19相的La3MgNi14合金，当(La,Mg)5Ni19与(La,Mg)2Ni7的相丰度的比例由0.65升高到1.1时，合金电极的倍率性能由35.8%提高到55.4%，循环稳定性也有所提高，但是最大放电容量有所降低。而当合金中少量的(La,Mg)2Ni7相转变为LaNi5相时，合金的循环稳定性和放电容量均有所衰减，放电容量的衰减是由于LaNi5相较低的容量所致，而循环稳定性的衰减是由于LaNi5相的非堆垛结构与(La,Mg)2Ni7和(La,Mg)5Ni19相的堆垛结构在吸/放氢过程中的不同步加速了合金的粉化。