快速凝固AB,5型低Co及无Co贮氢电极合金的相结构与电化学性能

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1、浙江大学硕士学位论文摘要本文在全面综述AB5型低Co及无Co储氢电极合金国内外研究状况的基础上，确定了以提高ABs型低co及无co储氢电极合金的综合性能作为研究目标，采用XRD、EDS以及电化学测试等手段，比较系统的研究了的快速凝固制备工艺(快速凝固速度1-15m／s)对三种含Co量分别为6wt％，35wt％及0的低co及无co台金的相结构和电化学性能的影响规律与机制，并力求通过对合金快凝制备工艺的优化，进一步提高低Co及无Co储氢合金的综合电化学性能。对铸态和快凝MINi4oCoo3Mno4A103低Co合金(含co量6wt％)的研

2、究表明，上述合金均为CaCus型单相结构。但快凝处理使合金的结晶度及成分均匀性得到明显改善，并使合金的吸氢体积膨胀率(AV／V)可由铸态合金的182％减小到快凝合金(15m／s)的161％。电化学测试表明，随着快凝速度的提高，合金的放电容量及高倍率放电性能有所降低，但合金的循环稳定性随着冷却速度的提高而得到明显改善。在所研究的合金中，快凝速度为10m／s的MINi4oCoo3Mno4甜o3合金具有良好的综合性能，其最大放电容量为31430mAh／g，活化次数为2次，在600mA／g放电电流条件下的高倍率放电性能HRD600为7620％

3、，经300次冲放电循环后的容量保持率($300)为75．37％。对铸态和快凝MINi4oCoo2Mno瑚AIo30CuoIo低co合金(含Co量3．5wt％)的研究表明，上述合金仍为CaCu5型单相结构。快凝处理使合金衍射峰的半高宽(FWHM)随着快凝速度的增加而减小，合金的吸氢体积膨胀率(△∥矿)可由铸态合金的174％减小到快凝合金(15ra／s)的144％。电化学测试表明，与铸态合金相比，快凝合金的放电容量略有降低，高倍率放电性能也随冷却速度的提高而有所降低，但合金的循环稳定性随着冷却速度的提高而得到明显改善。在所研究的合金中，快

4、凝速度为10re／s的MINi4oCoo2Mno40AIo30Cuolo合金具有良好的综合性能，其最大放电容量为310．42mAh／g，活化次数为2次，600mA／g放电电流条件下的高倍率放电性能HRD600为68．92％，经300次冲放电循环后的容量保持率(S300)为74．91％。对过计量比Ml(N讥oAlo06S讥2Feo．12)52无Co合金的研究表明，上述合金仍然均为CaCus型单相结构。铸态合金经快凝处理后，其组织形貌由粗大的树枝晶变为细小的胞状晶，合金的吸氢体积膨胀率(AV／V)可由铸态合金的17,9％减小到快凝合金(1

5、5m／s)的12．5％。电化学测试表明，合金的放电容量及高倍率放电性能有所降低，但合金的循环稳定性随着冷却速度的提高而得到明显改善。在所研究的合金中，快凝速度为5m／s的MI(Nio80A1006Sio02Feo12)52合金具有良好的综合性能，其最大放电容量为302．51mAh／g，活化次数为2次，600mA／g浙江大学硕士学位论文放电电流条件下的高倍率放电性能HRD600为65．37％，经300次冲放电循环后的容量保持率($300)为7561％。研究发现，快速凝固处理使低co及无co合金循环稳定性得到明显改善，主要与快凝合金较低的

6、吸氢体积膨胀性质和成分均匀化密切相关，而快凝合金高倍率放电性能的有所降低则主要归结于快凝合金电极的电催化活性和氢在合金中的扩散速率的降低。关键词：AB5型贮氢电极合金，低Co及无Co合金，快速凝固，相结构，电化学性能丌浙江大学硕士学位论文AbstractInthisthesis，basedonthereviewoftheresearchanddevelopmentofAB5typelow—CoandCo—fleehydrogenstorageelectrodealloys，somewaysforimprovingtheoverallp

7、ropertiesofAB5typelowCoandCo—freeelectrodealloywithdifferentCocontents(6wt％，35wt％ando)wereproposedastheobjectsofthisstudyBymeansofXRD，EDSanalysesandelectrochemicalmeasurements，theeffectsofthealloypreparationmethods(melt—spinningwithdifferentcoolingrates：1，3，5，10and15m／s

8、)onthephasestructureandelectrochemicalpropertiesofsomelow—CoandCo—fleealloyswerestudiedsystemicallyForthelow-C