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本文在全面综述非AB5型La-Ni系贮氢合金的国内外研究进展的基础上,确定了以AB3型(A=稀土元素、Mg、Ca及Y元素,M=Ni、Co、Al、Cu、Zn元素)贮氢合金作为研究对象,采用XRD和电化学分析测试等手段,研究元素替代对AB3型贮氢合金结构和电化学性能的影响,力求通过稀土成分优化及多元合金化的途径进一步改善AB3型贮氢合金的综合电化学性能。 对Mg替代La时贮氢电极合金La1-xMgxNi2.875Mn0.1Co0.525(x=0-0.7)的结构和电化学性能进行了系统的研究。结果表明:所有合金均主要由斜六面体PuNi3型的La(La,Mg)2Ni9相和六方CaCu5型的LaNi5相所组成。合金中Mg替代量的增加导致了La(La,Mg)2Ni9相含量增加和LaNi5相含量先增加后下降;合金的吸放氢平台压力不断升高,合金的最大储氢量[H/M]max不断下降;电化学性能测试指出,合金的最大放电容量先增加然后减小,合金的高倍率放电能力、交换电流密度、极限电流密度、电化学反应阻抗的研究表明,合金电极的电化学动力学性能先提高后降低。综合比较发现,当Mg替代量x=0.3时,合金的综合电化学性能最好。其最大放电容量为371.2mAh/g,活化次数为2次,合金经80次循环后的放电容量衰退率为D60,c为2.85mAh/g·cycle,1000mA/g放电电流密度下的高倍率放电能力为65%,交换电流密度为301.7mA/g,极限电流密度为2313.4mA/g。 对Ce部分替代La对合金La0.7-xCexMg0.3Ni2.875Mn0.1Co0.525(x=0-0.5)的结构和电化学性能的影响的研究表明:所有合金均主要由斜六面体PuNi3型的La(La,Mg)2Ni9相和六方CaCu5型的LaNi5相所组成。随着Ce替代量的增加,La(La,Mg)2Ni9相和LaNi5相的晶胞体积均不断的减小,La(La,Mg)2Ni9相含量增加和LaNi5相含量下降;合金的吸放氢平台压力不断升高,合金的最大储氢量[H/M]max不断下降;合金的最大放电容量不断降低,合金的循环稳定性得到显著增加;合金电极的电化学动力学性能先提高后降低。综合比较发现,当Ce替代量X=0.2时合金的综合电化学性能较好。其最大放电容量为295.6mAh/g,活化次数为3次,80次充放电后容量衰退率为D60,c为1.49mAh/g·cycle,1000mA/g放电电流密度下的高倍率放电能力为61.4%,交换电流密度为358.61mA/g,极限电流密度为2702.69mA/g。 对Ce和Mn分别部分替代A侧La和B侧Ni对贮氢电极合金La0.7-xCexMg0.3Ni2.975-yMnyCo0.525(x,y=0-0.4)的结构和电化学性能的影响研究表明:所有合金均主要由斜六面体PuNi3型的La(La,Mg)2Ni9相和六方CaCu5型的浙江大学硕士学位论文LaNis相所组成。当Ce不变,随着Mn的增加,La(La,Mg)剑19相和LaNis相晶胞体积均不断的增加,合金中的La(La,Mg)剑19相含量减小和LaNi;相含量增加,合金的吸放氢平台压力不断降低,但合金的最大储氢量[H/M』max基本不变,合金的循环稳定性降低,而当Mn不变,随着Ce的增加,规律与之相反;分别随着Ce、Mn替代量的增加,合金电极的电化学动力学性能先提高后降低。综合比较发现,当 x,y=0.3,0.3时合金的综合电化学性能较好。其最大放电容量为296.7mA树g,活化次数为2次,100次充放电后容量衰退率D60,。为1 .39mA可g’cycle,1000mA/g放电电流密度下的高倍率放电能力为74.9%,交换电流密度为526.9mA/g,极限电流密度为3389.3n1A/g。