La-Ni-Mn贮氢合金的结构和电化学性能的研究

发布时间：2017-09-14 04:31

  本文关键词：La-Ni-Mn贮氢合金的结构和电化学性能的研究

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【摘要】：本文以La-Ni-Mn体系贮氢合金作为研究对象,研究内容包括:La-Ni-Mn基准合金化学计量比的确定;稀土元素Nd、Ce、Pr、Gd、Er和Y对La-Ni-Mn合金的结构和电化学性能的影响;硼元素对La-Ni-Mn合金的结构和电化学性能的影响。研究了添加不同Mn含量的La1.0Ni4.0Mnx(x=0.05~0.5)合金体系。结果表明,系列合金体系均是由La Ni5相、La Ni3相和La2Ni7相三相组成。随着Mn元素含量的增加,合金电极的最大放电容量增大、高倍率性能、循环稳定性和高温放电性能均得到改善。当Mn元素添加量x=0.5时,La-Ni-Mn合金体系综合性能最佳。因此依此合金La1.0Ni4.0Mn0.5为基准合金。研究了稀土元素Nd和Ce对La1.0Ni4.0Mn0.5合金结构和电化学性能的影响。结果表明,La1.0Ni4.0Mn0.5Ndx(x=0.005~0.05)和La1.0Ni4.0Mn0.5Cex(x=0.005~0.05)系列中,当Nd元素和Ce元素添加量为x=0.01时,合金体系综合性能最佳。以稀土元素添加量x=0.01为基础,对La1.0Ni4.0Mn0.5M0.01(x=Pr,Gd,Er,Y)进行了研究,结果表明:系列稀土合金的电化学性能均较基准合金有所改善,且系列合金的综合电化学性能的优良对比结果:合金Gd合金Pr合金Er合金Y。研究了硼元素的不同添加量对基准合金体系的影响La1.0Ni4.0Mn0.5-Bx(x=0.3~0.9)。结果表明,硼元素添加量为x=0.3的La-Ni-Mn合金体系的综合电化学性能最佳。
【关键词】：镍氢电池 La-Ni-Mn 电化学性能 稀土元素 硼
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG139.7
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 镍氢电池概述9
• 1.2 镍氢电池的工作原理9-11
• 1.2.1 镍氢电池的正极材料简要介绍9
• 1.2.2 镍氢电池的负极材料简要介绍9-10
• 1.2.3 镍氢电池的电化学机理10-11
• 1.3 贮氢合金的反应原理的介绍11-12
• 1.3.1 贮氢合金的贮氢原因11
• 1.3.2 贮氢合金电极的失效原因11-12
• 1.4 贮氢合金的发展12-15
• 1.4.1 贮氢合金作为负极材料应具备的条件12
• 1.4.2 贮氢合金的分类12-15
• 1.5 贮氢合金性能改进的方法15
• 1.6 本文的选题和研究内容15-17
• 第2章 实验部分17-21
• 2.1 实验流程和仪器17-18
• 2.2 合金成分设计及样品制备18
• 2.2.1 合金成分设计18
• 2.2.2 合金样品制备18
• 2.3 贮氢合金的结构分析18
• 2.3.1 XRD分析18
• 2.3.2 SEM分析18
• 2.4 贮氢合金的电化学性能18-21
• 2.4.1 合金电极的制备18-19
• 2.4.2 合金的电化学性能的测试19-21
• 第3章 La_(1.0)Ni_(4.0)Mn_x(x=0.05~0.5)贮氢合金电极结构和电化学性能的研究21-29
• 3.1 引言21
• 3.2 合金的组织和相结构21-23
• 3.3 活化性能和最大放电容量23-24
• 3.4 循环稳定性24-25
• 3.5 高倍率放电性能25-26
• 3.6 高温放电性能26
• 3.7 自放电性能26-27
• 3.8 本章小结27-29
• 第4章 添加稀土元素对La-Ni-Mn贮氢合金电极体系的性能的影响29-46
• 4.1 引言29
• 4.2 La_(1.0)Ni_(4.0)Mn_(0.5)Nd_x(x=0.005~0.05)合金电极的性能的研究29-35
• 4.2.1 合金的组织和相结构29-31
• 4.2.2 活化性能和最大放电容量31-32
• 4.2.3 循环稳定性32-33
• 4.2.4 高倍率放电性能和动力学性能33-34
• 4.2.5 高温放电性能34
• 4.2.6 自放电性能34-35
• 4.3 La_(1.0)Ni_(4.0)Mn_(0.5)Ce_x(x=0.005~0.05)合金电极的性能的研究35-41
• 4.3.1 合金的组织和相结构35-36
• 4.3.2 活化性能和最大放电容量36-38
• 4.3.3 循环稳定性38
• 4.3.4 高倍率放电性能和动力学性能38-39
• 4.3.5 高温放电性能39-40
• 4.3.6 自放电性能40-41
• 4.4 La_(1.0)Ni_(4.0)Mn_(0.5)M_(0.01)(M=Pr,Gd,Er,Y)合金电极的研究41-44
• 4.4.1 合金的组织和相结构41-42
• 4.4.2 活化性能和最大放电容量42
• 4.4.3 循环稳定性能42-43
• 4.4.4 高倍率放电性能和动力学性能43-44
• 4.4.5 高温放电性能44
• 4.5 本章小结44-46
• 第5章 添加B对La-Ni-Mn贮氢合金电极体系的性能的影响46-54
• 5.1 引言46
• 5.2 合金的组织和相结构46-48
• 5.3 活化性能和最大放电容量48-49
• 5.4 循环稳定性49-50
• 5.5 高倍率放电性能和动力学性能50-51
• 5.6 高温放电性能51-52
• 5.7 自放电性能52-53
• 5.8 本章小结53-54
• 结论54-55
• 参考文献55-60
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果60-61
• 致谢61-62
• 作者简介62

【参考文献】

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