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亚博网页版登陆_镍氢电池用稀土镁基合金的研发

本文摘要:镍氢电池与锂离子电池相比,具备低安全性、高性价比、大倍率静电等特征,是为混合动力汽车选择电池。

镍氢电池与锂离子电池相比,具备低安全性、高性价比、大倍率静电等特征,是为混合动力汽车选择电池。二次镍氢电池的发展很大程度上依赖于其负极材料储氢合金的发展。稀土镁基La-Mg-Ni系合金因为高容量且活性化性能优异,所以成为镍氢电池负极材料的研究热点之一。

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随着拒绝节能环境保护的进一步降低,高性能稀土镁基La-Mg-Ni系合金储氢材料的开发越来越受到重视。La-Mg-Ni合金在室温下具有良好的储氢性能,但由于氢化物的稳定性强,因此氢释放性能好,改良后该系列合金的循环寿命也不够长。为了提高La-Mg-Ni系合金的性能,特别是为了其逐步稳定性,研究开发工作在成分调整和制造工艺中采取了以下优化措施。一、合金成分的调整。

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元素替代是提高La-Mg-Ni系合金性能非常有效的方法,通过使用Ce、Pr、Nd等原子半径小的稀土类元素部分来代替La,合金结晶池的体积增大,吸氢时的体积变化变大,合金充放电循环中实验表明,使用Ce、Pr、Nd代替La可以提高循环稳定性,同时提高高倍率静电性和低温静电性代替Ce和Pr。许多研究结果还指出,用适当的元素在材料中展开多变量替代是提高合金综合性能非常有效的方法之一。另外,也有人指出,通过调节化学计量比,使合金经常出现合理比例的静电成分,可以改变合金的储氢性能。

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另外,有报告称,通过一定的制造工艺将2个以上的储氢合金或1个储氢合金和1个金属间化合物构成复合材料,不利于性能提高,其中主要合金成分获得良好的储氢性能,少量成分主要是其活性和活动例如,通过球垫将La0.7Mg0.3Ni3.5和Ti0.17Zr0.8V0.35Cr0.1Ni0.3构成新的填充合金,可以提高合金在碱液中的耐腐蚀性水解能力,提高合金的循环稳定性。二、优化制取工艺。

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实验表明,进行适当的热处理会增加铸坯冷凝时引入的晶格突发事件和缺损,增加偏析,使组织均匀分布,增大内部应力,大幅减少合金的静电容量,增加合金储氢过程中晶格体积收缩膨胀引起的粉化另外,通过进行缓淬火处理,可以使晶粒微细化,合金中的大量晶界成为充放电时氢扩散的地下通路,同时减轻合金贮氢过程收缩引起的压力,因此缓淬火合金的循环稳定性可以提高。同时,缓淬火可以增进一定的非晶相互作用,同时减少其外用粉化和耐腐蚀水解能力,提高储氢合金电极的循环稳定性。

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合金表面的化学状态影响氢原子的导电、氢向晶体间隙的扩散及氢化物的构成,因此合理的表面处理可以有效地提高储氢性能。

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