本文对国内外储氢电极合金进行了全面详细的综述，确定以理论容量远高于商业用稀土系合金的Ti-Al合金作为研究对象。　　本文首先通过悬浮熔炼法制备得到晶态的Ti3Al1-Nix(x=0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.45)合金;然后采用球磨法将Ti3Al合金与过渡族金属Ni粉或者Co、Fe粉进行机械球磨，制备得到非晶态合金;最后通过将Ti3Al0.55Ni0.45与金属Ni粉进行球磨，制备得到非晶合金，改善合金的性能。通过采用XRD、SEM等分析方法以及恒电流充放电、电化学阻抗谱、线性极化和阳极极化等电化学测试方法，比较系统地研究了:(1)Ni替代Al元素对Ti3Al1-xNix铸态合金相结构以及电化学性能的影响;(2)Ni粉添加量和球磨时间对Ti3Al+x wt％ Ni复合合金微结构和电化学性能的影响，Co或Fe的添加对Ti3Al+200 wt％ M(M=Co、Fe)结构和电化学性能的影响;(3)Ni粉添加量和球磨时间对Ti3Al0.55Ni0.45+x wt％ Ni复合合金微结构和电化学性能的影响，添加少量氧化物TiO2、MnO2对Ti3Al0.55Ni0.45+200 wt％ Ni合金微结构和电化学性能的影响。　　首先研究了Ni替代Al元素对悬浮熔炼法制备的Ti3Al1-xNix(x=0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.45)合金相结构和电化学性能的影响。研究发现，利用Ni替代Al元素后，合金的放电容量显著提高，当x=0.45时合金的放电容量达到最大222mAh/g。同时，随着Ni替代量的增加，合金的电荷转移反应电阻Rct逐渐减小，交换电流密度I0以及极限电流密度IL逐渐增加，Rct最小为1.156Ω，I0和IL最大分别达到64.9mA/g和1090mA/g。经过分析发现，Ni替代Al元素后，合金中产生了二次相Ti2Ni，Ti2Ni相本身具有催化活性，同时二次相的产生伴随产生了很多晶界，使得H的扩散通道增多。这两方面因素共同作用使得合金的放电容量增加，并且合金的动力学性能提高。　　对机械球磨Ti3Al-Ni复合体系的微结构和电化学性能的研究表明:未添加Ni粉球磨后，Ti3Al合金不发生非晶态转变，而添加Ni粉球磨后，Ti3Al合金由晶态转变为非晶态。电化学测试表明未添加Ni粉的Ti3Al合金最大放电容量仅为100.7 mAh/g;当添加Ni粉与合金进行球磨之后，随着Ni粉添加量的增加，合金最大放电容量先增加后减小;当Ni粉添加量为200 wt％时，合金最大放电容量达到最大值476.7 mAh/g。对Ti3Al+200 wt％ Ni合金的进一步研究表明，随着球磨时间的增加，其最大放电容量先增加后减小。总之，Ni促进了Ti-Al合金的非晶转变，改善了合金的电化学性能，Ni粉的添加量和球磨时间对合金的电化学性能有显著影响。Ti3Al+200 wt％ Co/Fe粉球磨90 h后，合金非晶化程度较低，其最大放电容量以及动力学性能均低于添加200 wt％ Ni球磨后的合金。　　对机械球磨Ti3Al0.55Ni0.45-Ni复合体系的微结构和电化学性能的研究分析表明:未添加Ni球磨时，合金仍然是由Ti3Al和Ti2Ni相组成。当添加Ni球磨后，Ti3Al和Ti2Ni的衍射峰全部消失，合金发生了非晶化转变。电化学测试表明随着Ni粉添加量的增加，合金的最大放电容量逐渐增加，当Ni添加量为250 wt％时，合金放电容量达到最大498.7mAh/g。但添加250 wt％ Ni时，合金的放电容量衰退较快，添加200 wt％ Ni球磨后合金的循环稳定性较好。动力学性能分析表明，添加200 wt％ Ni球磨后合金的高倍率放电性能最好，说明合金表面的电荷转移反应速率以及H在合金内的扩散速率最快。　　综合放电容量和动力学性能，Ti3Al0.55Ni0.45+200 wt％ Ni球磨90 h后的合金性能最优。当添加少量氧化物TiO2或MnO2球磨后，合金中仍然存在比较明显的Ti3Al和Ti2Ni峰，合金未发生非晶化转变，合金的放电容量提高较少。