论文部分内容阅读
本文采用球磨法在AB5型储氢合金表面包覆Ni,从而实现提高AB5型储氢合金电化学性能的目的。通过XRD(X-ray diffraction)、SEM(Scanninng electronmicroscope)、EDS(Energy dispersed spectrometer)、多通道电池测试仪和电化学工作站研究了Ni处理对AB5型储氢合金的晶体结构、表面形貌和电化学性能的影响。得出的结论如下:
(1)包覆处理前后合金的晶体结构不变,Ni以单质形式存在。包覆处理后的大部分合金的表面变得凸凹不平。Ni10%包覆处理合金的放电容量最大,放电电位比原始合金降低。包覆处理后合金的活化次数由原来的10次减少到4次,交换电流密度由76.64mA/g增加到103.00mA/g,电化学反应活性明显提高,但氢在合金内扩散系数略有下降。
(2)随着球磨时间和转速的增加,合金的颗粒尺寸逐渐减小。球磨时间的改变没有改变合金的晶格结构,但合金的晶粒尺寸不断减小。在球磨时间短、转速较低时,堆积密度较高,有利于电化学性能提高;在球磨时间较长、转速较高时,颗粒尺寸较小,表面积增加,氧化程度加剧,电化学性能下降。
(3)球磨后原始合金的放电容量和交换电流密度有所提高,但没有Ni包覆的作用大。球磨后原始合金的氢在合金中的扩散系数明显下降。随着充放电循环进行,合金晶格不断膨胀、收缩,从而在合金内部产生微观疲劳裂纹。随着疲劳裂纹不断扩展,合金粉末将从裂纹处断开,最终导致储氢合金电池失效。与常规手工混合相比,采用球磨混合制备的电极放电容量、交换电流密度等电化学性能都有所提高。随着放电深度的增加,交换电流密度先增加后减小。