论文部分内容阅读
镁基非晶合金具有优良的吸氢动力学性能和储氢性能，受到了Ni/MH研究者们的广泛关注。本次研究在国内国外镁镍基非晶合金储氢性能的研究进展的基础上，运用实验室自行研制的铜模喷注设备制备了Mg-Ni-La块体非晶合金。采用XRD、SEM、DSC等仪器设备对Mg-Ni-La非晶合金的微观组织结构进行了测试分析，采用Land测试系统和P-C-T测试系统对Mg-Ni-La非晶合金的电化学性能进行了详细的研究。研究了添加稀土元素Y对Mg-Ni-La非晶合金的非晶形成能力和电化学储氢性能的影响。 本文采用球磨的方法来细化合金的颗粒，研究了球磨时间对Mg-Ni-La非晶合金电极电化学性能的影响。当球磨6h之后非晶合金的放电容量可以达到395.7 mAh/g，并且在经过20次的循环充放电后其放电容量的保持率可以达到90.25％，是所测试的数据之中综合性能最好的。在经过球磨机球磨之后非晶合金颗粒得到了明显的细化，并且随着球磨时间的延长非晶合金的颗粒越发细小，而且非晶合金颗粒的棱角也逐步地被磨平，其形态也变的均匀，同时有成为球状料的趋势。 采用电化学方法测定了非晶合金储氢材料的P-C-T曲线，研究了Mg60Ni23.6La16.4非晶合金电极的电化学储氢性能，结果表明Mg60Ni23.6La16.4非晶合金电极充电的电压介于了-0.9～-1.1V之间，随着充电容量的不断增加，其充电电压也在不断上升。其放电电压则介于-0.86～-1.0V之间，而且在0～300 mAh/g中间存在一个比较明显的放电平台。电极在298K下放氢平台介于0.01MPa和0.1MPa之间，其最大放氢量可以达到1.5938％。 通过研究发现，元素Y的添加降低了Mg-Ni-La合金的过冷液相区△Tx，通过对比发现Mg60Ni23.6La15.9Y0.5合金对应的过冷液相区△Tx是最大的，升温速率由10 K/min上升到80 K/min的过程中，Mg60Ni23.6La15.9Y0.5非晶合金的5个特征温度也都移到了高温区域，同时，其过冷液相区△Tx也逐渐增加。 实验研究了Mg60Ni23.6La15.9Y0.5非晶合金电极的电化学性能，研究结果发现Mg60Ni23.6La15.9Y0.5非晶合金电极在充放电的过程中其非晶态的结构在缓慢的被晶化，同时在循环的过程中产生了Mg2NiH4和Mg2Ni等晶体相，并且随着充放电循环的进行在合金电极的表面也出现了被电极液腐蚀氧化所形成的Mg(OH)2相。稀土元素Y的添加使非晶合金电极最大放电容量和容量保持率均呈现先增大后减小的规律，其高倍率放电性能也有所提高。Mg60Ni23.6La15.9Y0.5非晶合金电极非晶结构的晶化是其电极放电容量衰退的一个重要原因，同时非晶合金电极在电解液中的氧化腐蚀也是其放电容量衰退的原因。