鎳氫電池與鋰離子電池相比,具有高安全�、高性價比、大倍率放電等特�(diǎn),是混合動力汽車首選電池。二次鎳氫電池的�(fā)展在很大程度上依賴于其負(fù)極材料貯氫合金的�(fā)展。稀土鎂基La-Mg-Ni系合金因具有高容量和良好活化性能,成為鎳氫電池負(fù)極材料的研究熱點(diǎn)之一。隨著節(jié)能環(huán)保的要求越來越高,高性能稀土鎂基La-Mg-Ni系合金儲氫材料的研發(fā)日益受到重視�
雖然La-Mg-Ni合金在室溫下具有良好的吸氫性能,但由于其氫化物�(wěn)定性強(qiáng)而放氫性能較差,經(jīng)過改�(jìn)�,該系列合金的循�(huán)壽命仍不能令人滿�。為了提高La-Mg-Ni系合金性能,尤其是其循序穩(wěn)定�,研�(fā)工作在成分調(diào)整與制備工藝方面采取了以下一些優(yōu)化措��
一、合金成分調(diào)��
元素替代是提高La-Mg-Ni系合金性能非常有效的方�,用Ce、Pr或Nd等原子半徑較小的稀土元素部分取代La,合金晶胞體積減小,吸氫時造成的體積變化變�,可以減輕合金充放電循環(huán)過程中的粉化。實(shí)�(yàn)表明,用Ce,Pr和Nd分別替代La,其循環(huán)�(wěn)定性均有所增加,Ce和Pr的取代同時提高了其高倍率放電性和低溫放電�。許多研究結(jié)果還表明,采用合適的元素對材料�(jìn)行多元替�,是改善合金綜合性能非常有效的途徑之一。另�,研究還表明,通過�(diào)節(jié)化學(xué)計量�,使合金出現(xiàn)恰當(dāng)比例的多相組�,也可以改變合金的吸氫性能。另�(jù)報道,將兩個或多個貯氫合�,或一個貯氫合金和一個金屬間化合�,通過一定的制備工藝,形成復(fù)合材�,有利于性能提高,其中主要合金組分提供良好的貯氫性能,而少量組分則主要為提高其活性和動力�(xué)性能提供催化作用。例如,將La0.7Mg0.3Ni3.5和Ti0.17Zr0.8V0.35Cr0.1Ni0.3�(jīng)球磨形成一種新型復(fù)合合�,可以提高合金在堿液中的抗腐蝕氧化能力,從而使合金的循�(huán)�(wěn)定性提��
�、制備工藝優(yōu)化�
試驗(yàn)證明,采取合適的退火處理可以減少由鑄態(tài)凝固時引入的晶格�(yīng)變和缺陷,減少偏析相,使組織變得均勻,并使內(nèi)�(yīng)力減小,從而使得合金放電容量有較大幅度的增�,并可減少合金吸放氫過程中由于晶格體積膨脹收縮引起的粉化,增�(qiáng)了合金在堿液中的抗氧化腐蝕能力,從而改善合金電極的循環(huán)�(wěn)定�。另外,采取快淬處理能細(xì)化晶�,合金中大量的晶界可作為充放電時氫的�(kuò)散通道,同時緩解了合金吸氫過程膨脹所�(chǎn)生的壓力,因�,快淬態(tài)合金的循�(huán)�(wěn)定性得以提�。同�,快淬能促�(jìn)形成一定的非晶�,使其抗粉化及抗腐蝕氧化能力均增�,從而可以提高貯氫合金電極的循環(huán)�(wěn)定�。由于合金表面化�(xué)狀�(tài)影響氫原子的吸附、氫在晶體間隙中的擴(kuò)散及氫化物的形成,所以恰�(dāng)?shù)谋砻嫣幚砟苡行У奶岣哔A氫性能�