La_(15-x)Nd_xFe_(14)Ni_(64)Mn_5B_2(x=0-6)贮氢合金的结构和电化学性能研究

题名:La_(15-x)Nd_xFe_(14)Ni_(64)Mn_5B_2(x=0-6)贮氢合金的结构和电化学性能研究
作者:张秀飞
学位授予单位:内蒙古科技大学
关键词:La-Fe-B系贮氢合金;;相结构;;电化学性能;;镍氢电池;;稀土功能材料
摘要:

 新型La-Fe-B系贮氢合金是一种“绿色”环保的稀土功能材料,具有较好的贮氢特性和较低的成本,综合电化学性能与传统LaNi_5型合金相当,可以不用价值较高的Co,同时含有价值低廉的Fe元素,成本比商品LaNi_5型贮氢合金低10-40%,可以开发出满足电池不同需求的各种贮氢电极材料。La-Fe-B系贮氢电极材料有着广阔的市场前景和Neodymium magnets显著的经济社会效益预期,具有重大的开发价值。

 元素替代法是改善贮氢合金性能的主要途径之一。本文研究了Nd部分替代La15Fe14Ni64Mn5B2合金中的La对材料结构和性能的影响。

 采用中频感应熔炼-快淬法制备了La_(15-x)Nd_xFe_(14)Ni_(64)Mn_5B_2(x=0、2、4、6)贮氢合金,在一定的温度和压力下退火处理。X射线衍射(XRD)分析表明,合金由LaNi_5相、(Fe,Ni)相和La_3Ni_(13)B_2相组成。Nd替代La没有改变相组成,但衍射峰略向高角度方向位移。扫描电镜(SEM)及能谱(EDS)分析结果与XRD分析的相组成结果一致。适量的Nd替代La能够改善P-C-T的平台性能。电化学测试表明,La_(15-x)Nd_xFe_(14)Ni_(64)Mn_5B_2 (x=0、2、4、6)贮氢合金的放电容量、高倍率放http://www.chinamagnets.biz/Neodymium/Ball-Neodymium-Magnets.php电能力(HRD)随x值的增大先增加后减小,x=2合金电极的放电容量最大(302 mAh·g~(-1)),HRD也最大(65.6%)。Nd替代La对合金的循环性能有所改善。

 退火热处理改善了La_(15-x)Nd_xFe_(14)Ni_(64)Mn_5B_2(x=0、2、4、6)贮氢合金电极的活化性能,提高了放电容量和高倍率放电性能,但电极循环稳定性下降。
学位年度:2010