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MH-Ni电池用AB_5型贮氢合金电化学行为的研究

AB_5型稀土镍系贮氢合金由于具有优良的性能价格比,是目前MH-Ni电池生产中实际应用最为广泛的负极材料,其近年来的发展虽然已取得了很大的进展,但仍存在一定的不足。本论文兼顾基础理论研究和实用化研究两个方面,对AB_5型贮氢合金的电化学性能进行了系统的研究。在深入理解文献中用到的各种测量贮氢合金中氢的扩散系数的电化学方法的基本原理的基础上,通过用这些方法测量不同状态和不同温度下贮氢合金MlNi_(3.75)Co_(0.65)Mn_(0.4)Al_(0.2)中氢的扩散系数,从理论和实验两个方面对这些方法进行了比较和讨论,并对由美国南卡罗莱纳大学的White教授和Haran博士提出的、存在多解问题的、用扩散阻抗的过渡区求贮氢合金中氢的扩散系数的方法进行了修正。在-20~85℃的范围内系统地研究了温度对贮氢合金MlNi_(3.75)Co_(0.65)Mn_(0.4)Al_(0.2)的电化学动力学性能和氢扩散行为的影响。结果表明,随着温  (本文共130页) 本文目录 | 阅读全文>>

中南大学
中南大学

动力型贮氢合金的制备研究及其热电化学评价

本论文较系统地研究了动力型贮氢合金的配方与工艺技术。通过研究混合稀土的相对组成、化学计量比、热处理工艺、制粉工艺对贮氢合金电性能的影响,得到了基本满足动力型贮氢合金技术指标要求的低成本贮氢合金配方与工艺技术。同时,本文首次提出了评价动力型贮氢材料性能的“热电化学评价方法”。主要研究结果有:研究了贮氢合金中混合稀土La、Ce、Pr和Nd的相对组成对RE(NiCoMnAl)_5合金的电化学性能影响。得到能同时满足C_(0.2c)≥300mAh·g~(-1)、HRD≥0.70、活化次数≤5次、3C循环寿命≥400次和低温(-18℃,1C)放电效率≥88%五个条件的贮氢合金的混合稀土组成为La_(60) Ce_(20) Pr_5Nd_(15)、La_(55)Ce_(20)Pr_5Nd_(20)和La_(55)Ce_(25)Pr_5Nd_(15)。通过自编BP神经网络程序预测,得到了0.2C放电容量大于320 mAh·g~(-1)、5C放...  (本文共146页) 本文目录 | 阅读全文>>

四川大学
四川大学

无钕AB_5型贮氢合金成分与低温放电行为的研究

现已广泛应用的镍氢电池由于其低温性能较差,在军事装置和寒冷地区等领域的推广受限。影响镍氢电池低温性能的关键是贮氢合金。本文在分析评述国内外相关研究现状及存在问题的基础上,提出并重点研究了无钕AB_5型(LaCePr)(NiCoMnAl)_5贮氢合金成分对低温性能的影响规律及其作用机制,得到了如下重要的研究结果:1.系统研究了A侧成分和B侧成分及非化学计量比对贮氢合金在—40℃低温下0.2C和0.4C放电容量和常温0.2C和1C放电容量的影响规律。1) A侧成分影响规律:(1)单一稀土贮氢合金。CeB_5合金的低温放电容量远高于LaB_5和PrB_5合金,而LaB_5的低温放电容量比PrB_5稍高。(2)二元稀土贮氢合金。铈含量的增加有利于合金低温放电容量的提高,而镧和镨的增加不利于合金的低温放电。当合金中镧或镨的含量在20%—40%范围内时,合金的低温放电容量随镧和镨的变化而基本保持不变,且含镧合金的容量比含镨合金的容量高得多。...  (本文共246页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所)
中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所)

贮氢合金负极的动力学性能

贮氢合金负极的动力学性能与极片的制备方法、充放电制度有密切关系。采用湿法测得的高倍率放电容量、低温放电容量优于干法;在极片中加入Ni粉、Co_3Mo等具有良好电催化活性的粉末,提高负极片的成型压力、提高测试温度、降低极片厚度均有利于提高贮氢合金的动力学性能。贮氢合金的活化速度、放电容量与活化电流有关。小电流活化时合金活化需要的充放电次数少。放电容量和活化过程有关。未经0.2C活化直接进行1C充放,放电容量很低。Co影响合金的动力学性能。合金中的Co含量越低,合金的大电流放电性能越好。在合金中加入B元素,有利于提高合金的大电流放电能力,但是降低了合金的放电容量。雾化合金低温放电能力远远超过了铸态合金,这是由于雾化合金晶粒细小,颗粒内部存在着大量晶界引起的。熔体旋淬合金具有很好的循环稳定性,但是快速凝固降低了合金的放电容量和动力学性能,凝固速度越快,这一作用就越明显。贮氢合金的电化学性能与合金表面组成和结构有关。对贮氢合金进行适当的...  (本文共84页) 本文目录 | 阅读全文>>

兰州理工大学
兰州理工大学

La-Mg-Ni系La_2MgNi_(7.5)Co_(1.5)贮氢合金的结构和电化学性能研究

在综述国内外对La-Mg-Ni系贮氢合金的结构、贮氢行为及电化学性能研究现状的基础上,本文选择以La-Mg-Ni系La_2MgNi_(7.5)Co_(1.5)贮氢合金的结构和电化学性能作为研究对象。采用X射线衍射(XRD)、中子衍射(ND)和Rietveld全谱拟合方法研究了La_2MgNi_(7.5)CO_(1.5)合金及其氘化物的微结构特征,并探讨了改善La_2MgNi_(7.5)Co_(1.5)贮氢合金电化学性能的途径,即采用Al元素替代Ni优化合金成分;采用Al元素替代Mg优化合金成分;采用快速凝固方法制备贮氢合金;在贮氢合金电极表面电沉积金属Cu膜。采用XRD、EPMA、WDS、XPS、粒度分析和电化学性能测试等方法研究了合金及其氢化物的相结构、原子占位、相分布、合金颗粒和电极表面的形貌、合金表面氧化情况、合金颗粒粒径变化及综合电化学性能。La_2MgNi_(7.5)Co_(1.5)合金和La_2MgNi_(7.5)C...  (本文共150页) 本文目录 | 阅读全文>>

《冶金分析》2017年03期
冶金分析

电感耦合等离子体质谱法测定稀土系贮氢合金中镉和铅

随着人们对环境污染、地球资源危机的日趋重视,可再生能源的应用及其在能源需求中的比例不断提高。我国可再生能源发展规划指出,到2020年,国内可再生能源消费将占15%。镍氢电池作为“绿色电池”,受到人们的广泛青眯[1-2]。稀土系贮氢合金具有常温低压下高密度贮存氢、常温放氢的性能,在能源、化工、电子、宇航、军事和民用等方面都应用广泛,科研工作者对稀土系贮氢合金作为镍氢电池的氢源做了广泛研究[3-5]。而镉和铅作为对人体有害的典型元素,准确测定其在稀土系贮氢合金中的含量具有重要意义。欧盟在2003年颁布的《关于在电子和电子设备中限制使用某些有害物质指令》(RoHS指令)中要求电池、电子设备、电子部件的原材料和产品中强制管制物质中镉和铅质量分数不得高于0.010%和0.10%。刘丽静等[6]用盐酸-硝酸溶解样品,采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)对La15Fe77B8型储氢合金中镧、铁、硼、铝、镍、锰进行了测定,但未测...  (本文共5页) 阅读全文>>