【摘 要】
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MgNi贮氢合金以其比容量大、成本低和资源丰富等优点而倍受关注,但常温下动力学性能不好和碱液中循环寿命差是制约其在氢镍电池领域应用的两大关键问题.为了克服以上缺点,本文研究了MgNi合金的制备工艺,并系统研究了元素替代(MgM(M=Mg,Al,Ti)Ni)、表面处理(镀Cu、镀Ni、镀Ni-Co和F化处理)、球磨处理(球磨MgNi、球磨MgNi-10wt﹪Ni和球磨MgNi-10wt﹪Co)和它们
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Mg<,2>Ni贮氢合金以其比容量大、成本低和资源丰富等优点而倍受关注,但常温下动力学性能不好和碱液中循环寿命差是制约其在氢镍电池领域应用的两大关键问题.为了克服以上缺点,本文研究了Mg<,2>Ni合金的制备工艺,并系统研究了元素替代(Mg<,1.7>M<,0.3>(M=Mg,Al,Ti)Ni)、表面处理(镀Cu、镀Ni、镀Ni-Co和F化处理)、球磨处理(球磨Mg<,2>Ni、球磨Mg<,2>Ni-10wt﹪Ni和球磨Mg<,2>Ni-10wt﹪Co)和它们之间的协同作用对Mg<,2>Ni贮氢合金电极的电化学性能的影响,采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)分析它们对Mg<,2>Ni贮氢合金相结构和表面结构的影响,并用循环伏安法(CV)和电化学阻抗谱法(EIS)研究了它们对Mg<,2>Ni贮氢合金电化学性能的影响机制.研究结果表明:1.烧结温度是影响Mg<,2>Ni合金化程度的关键因素,在600℃下,Mg与Ni合金化相当完全.2.Al单独或Al、Ti联合取代部分Mg时,除Mg<,2>Ni相外,还生成呈立方晶体结构的新相;Al、Ti均能提高合金的放电容量和循环寿命.3.表面处理改善了合金表面结构,大大提高了Mg<,2>Ni合金的放电容量和高倍率放电能力,对合金的循环寿命(镀Cu处理外)也有所增强.4.球磨处理使Mg<,2>Ni合金衍射峰变宽,颗粒变细,放电容量大大增大(约为未球磨Mg<,2>Ni合金的8-9倍),循环性能和高倍率放电能力也有所增强,相对而言,添加10wt﹪Ni和10wt﹪Co的球磨方法性能要好一点.5.元素替代与表面处理和球磨处理两者之间的协同作用,可使合金的性能进一步提高.6.循环伏安法(CV)和电化学阻抗谱法(EIS)研究表明,元素替代、表面处理和球磨处理降低了电极表面的电子转移阻抗和H原子的扩散阻抗,增强了电极表面的电催化性能,因而改善了Mg<,2>Ni合金电极的各项电化学性能.
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