球磨Ti 1.1-x Fe 0.6 Ni 0.3 Zr 0.1 Mn 0.2 Pr x （x=0～0.08）+10wt.

发布时间：2021-05-20 00:07

　　随着混合动力汽车的普及速度越来越快,对其使用的电池提出的要求也越来越高。而钛铁系贮氢合金作为镍氢电池负极材料,因其理论放电容量高（放电容量是512 mAh·g-1）和原料廉价等特点受到极大关注。然而钛铁系贮氢合金在碱性电解液中的放电性能极差。本文在前人的研究基础上,通过机械球磨法和元素替换法,以Ti1.1-xFe0.6Ni0.3Zr0.1Mn0.2Prx（x=0～0.08）+10 wt.%Ni 贮氢合金为研究对象,系统地研究了放电容量和放电电压特性等电化学性能,并且探究了高倍率放电性能及开路电位,电荷转移阻抗Rct,极限电流密度IL,氢扩散系数D等动力学性能。本文实验所用的Ti1.1-xFe0.6Ni0.3Zr0.1Mn0.2Prx（x=0～0.08）合金采用真空感应熔炼的方法制备,然后分别进行球磨和添加10 wt.%Ni后球磨。通过XRD及SEM结合EDS分析了合金的相组成和微观结构。发现铸态Ti1.1-xFeo.6Ni0.3Zr0.1Mn0.2Prx（x=0～0.08）合金的相有TiFe相,NiTi2相和FeZr2相。球磨后发现只有TiFe相。添加Ni球磨后发现除TiFe相外还有少... 

【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
    1.1 贮氢合金
        1.1.1 贮氢合金的分类及研究现状
    1.2 Ni-MH电池
        1.2.1 Ni-MH电池的发展现状
        1.2.2 Ni-MH电池的原理
    1.3 Ti-Fe系贮氢合金
        1.3.1 Ti-Fe系贮氢合金发展历程
        1.3.2 改善Ti-Fe系贮氢合金电化学性能的方法
    1.4 本文研究背景、主要内容和现实意义
2 实验方法
    2.1 合金的成分设计与制备方法
        2.1.1 合金的成分设计
        2.1.2 合金的制备方法
    2.2 合金相结构及形貌分析
        2.2.1 X射线衍射分析(XRD)
        2.2.2 扫描电镜(SEM)及能谱(EDS)分析
    2.3 电化学性能的测试
        2.3.1 电极片的制备及碱液参数
        2.3.2 电化学性能测试仪器
        2.3.3 电化学及动力学性能的测试方法
3 Pr部分替代Ti对Ti_(1.1-x)Fe_(0.6)Ni_(0.3)Zr_(0.1)Mn_(0.2)Pr_x(x=0~0.08)系列合金的相结构及电化学贮氢性能的影响
    3.1 铸态合金的相结构及组成
        3.1.1 合金XRD图谱分析
        3.1.2 合金扫描电镜(SEM)及能谱(EDS)分析
    3.2 合金的电化学性能
    3.3 铸态合金的动力学性能
        3.3.1 合金高倍率放电性能
        3.3.2 合金的交流阻抗(EIS)
        3.3.3 合金电极的开路电位
        3.3.4 合金的动电位极化及极限电流密度(I_L)
        3.3.5 合金恒电位阶跃及扩散系数(D)
    3.4 本章小结
4 球磨时间对Ti_(1.04)Fe_(0.6)Ni_(0.3)Zr_(0.1)Mn_(0.2)Pr_(0.06)合金微观结构及电化学性能的影响
    4.1 球磨时间对Ti_(1.04)Fe_(0.6)Ni_(0.3)Zr_(0.1)Mn_(0.2)Pr_(0.06)合金微观结构及相组成的影响
        4.1.1 合金的XRD图谱及分析
        4.1.2 合金的扫描电镜(SEM)分析
    4.2 球磨时间对Ti_(1.04)Fe_(0.6)Ni_(0.3)Zr_(0.1)Mn_(0.2)Pr_(0.06)合金的电化学性能的影响
        4.2.1 合金的放电平台压特性
        4.2.2 合金的循环稳定性
    4.3 球磨时间对Ti_(1.04)Fe_(0.6)Ni_(0.3)Zr_(0.1)Mn_(0.2)Pr_(0.06)合金的动力学性能的影响
        4.3.1 合金的高倍率性能
        4.3.2 合金的交流阻抗(EIS)
        4.3.3 合金电极的开路电位
        4.3.4 合金的动电位极化及极限电流密度(I_L)
        4.3.5 合金恒电位阶跃及扩散系数(D)
    4.4 本章小结
5 球磨时间对Ti_(1.04)Fe_(0.6)Ni_(0.3)Zr_(0.1)Mn_(0.2)Pr_(0.06)+10 wt.% Ni合金微观结构及电化学性能的影响
    5.1 球磨时间对Ti_(1.04)Fe_(0.6)Ni_(0.3)Zr_(0.1)Mn_(0.2)Pr_(0.06)+10 wt.% Ni合金微观结构及相组成的影响
        5.1.1 合金的XRD图谱及分析
        5.1.2 合金的扫描电镜(SEM)分析
    5.2 球磨时间对Ti_(1.04)Fe_(0.6)Ni_(0.3)Zr_(0.1)Mn_(0.2)Pr_(0.06)+10 wt.% Ni合金电化学性能的影响
        5.2.1 合金的放电平台压特性
        5.2.2 合金的循环稳定性
    5.3 球磨时间对Ti_(1.04)Fe_(0.6)Ni_(0.3)Zr_(0.1)Mn_(0.2)Pr_(0.06)+10 wt.% Ni合金动力学性能的影响
        5.3.1 合金的高倍率性能
        5.3.2 合金的交流阻抗(EIS)
        5.3.3 合金电极的开路电位
        5.3.4 合金的动电位极化及极限电流密度(I_L)
        5.3.5 合金恒电位阶跃及扩散系数(D)
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]TiFe系贮氢合金制备方法的研究进展[J]. 刘妍,吴一,邹正光,龙飞.  材料导报. 2008(11)
[2]TiFe储氢合金的电化学性能研究[J]. 刘玉萍,柴志刚,吴耀明,孙长英,赵敏寿.  稀有金属. 2001(06)

博士论文
[1]球磨La2Mg17-x wt.%Ni-y wt.%CeO2复合材料的储氢性能研究[D]. 李霞.钢铁研究总院 2013
[2]Ti-Zr-V-Mn-Ni固溶体贮氢合金结构和电化学性能研究[D]. 李书存.燕山大学 2009

硕士论文
[1]La–Mg–Ni系AB2型贮氢合金相结构及性能的研究[D]. 杨泰.内蒙古科技大学 2013
[2]La-Mg-Ni基A2B7型贮氢合金的微观结构和电化学性能研究[D]. 陈莉翠.内蒙古科技大学 2013
[3]Mg2Ni型贮氢合金结构与动力学性能的研究[D]. 雍辉.内蒙古科技大学 2010
[4]AB型贮氢合金电子结构及电化学性能的研究[D]. 李榜全.广西大学 2004



本文编号：3196692