低成本稀土系贮氢合金的成分设计及性能研究

• 作 者: 李克杰
• 机 构: 河南科技大学
• 出 处: 河南科技大学
• 发表日期: 2006年期
• 关键词: Ni-MH电池 低钴贮氢合金 多元合金化 电化学性能 放电容量

成分是决定AB5型贮氢合金性能的基本因素，多元合金化方法是提高合金的综合电化学性能的重要手段。当今典型的商品化合金是MlNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3，在所有元素中，Co的含量约占10％(wt)，但价格却占合金成本的40％～50％，为了降低贮氢合金的成本，必须开发低Co或无Co的贮氢合金。通过合金成分优化和采用较优的制备工艺可以获得高容量、长寿命、低价格的贮氢合金。
本文采用多元合金化的方法对AB5型贮氢合金进行了降Co研究。在合金MlNi3.55Al0.3Mn0.4Co0.75的基础上，A侧稀土组元采用富La混合稀土Ml，首次部分加入Dy，Sm元素；对B侧进行多元合金化，设计了3个系列的低Co贮氢合金。并对合金的相结构、组织和电化学性能进行了分析。
结果表明：加入稀土元素Dy不仅可以获得较高的放电容量，而且使充放电循环稳定性得到明显改善。加入稀土元素Sm可以获得较高的放电容量及较少的活化次数，但使充放电循环稳定性略有下降。随Dy元素含量的增加，放电容量逐渐降低，活化次数不变。具有Cu、Fe、Zn的合金放电容量较高，循环稳定性增加。具有Cu，Fe，Zn，Sn元素的合金最大放电容量稍低，但却有良好的的循环稳定性。加V低钴贮氢合金可以获得良好的综合电化学性能，但V的加入应严格控制。感应炉熔炼合金与电弧炉熔炼合金相比，最大放电容量有所下降，但仍保持较高水平，同时循环稳定性增加。快淬使合金的放电容量几乎不变的情况下显著改善了合金循环稳定性，活化次数增加。