【摘 要】
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稀土元素对超点阵结构RE-Mg(Y)-Ni系AB3.0-4.0型合金的储氢和电化学性能具有重要的影响.制备了新型A5B19型 La-Y-Ni系退火合金La0.4-xNdxY0.6Ni3.52Mn0.18Al0.1(x=0～0.4),利用XRD,SEM,XPS,气-固反应储氢及电化学方法系统研究了Nd对合金相组成、储氢性能和电化学性能的影响规律和作用,并观察分析了电极表面的腐蚀形貌与产物组成.结果表明:随Nd元素增加,合金中A5B19型主相丰度逐渐提高,其中3R-Ce5Co19型相丰度达到70％.该合金具有
【机 构】
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兰州理工大学材料学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学材料学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学有色金属先进加工与再利用省部共建国家重点实验室,甘肃兰州730050
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稀土元素对超点阵结构RE-Mg(Y)-Ni系AB3.0-4.0型合金的储氢和电化学性能具有重要的影响.制备了新型A5B19型 La-Y-Ni系退火合金La0.4-xNdxY0.6Ni3.52Mn0.18Al0.1(x=0～0.4),利用XRD,SEM,XPS,气-固反应储氢及电化学方法系统研究了Nd对合金相组成、储氢性能和电化学性能的影响规律和作用,并观察分析了电极表面的腐蚀形貌与产物组成.结果表明:随Nd元素增加,合金中A5B19型主相丰度逐渐提高,其中3R-Ce5Co19型相丰度达到70％.该合金具有良好的气体吸氢动力学和储氢PCT曲线平台特性.随Nd元素增加,合金最大储氢量达到1.38％～1.46％(质量分数),吸氢平台压从0.02 MPa逐渐升高至0.064 MPa.电化学分析表明:含Nd合金电极具有良好的循环稳定性和高倍率性能,最大放电容量为342.5～382.8 mAh·g-1,经100次充放电后其容量保持率S100由82.9％(x=0)提升至93.7％(x=0.4),高倍率性能HRD900由48.7％(x=0)提升至87.8％(x=0.4).添加Nd后,循环后的合金电极表面形成了细小而致密的稀土氧化物/氢氧化物,这在一定程度上阻止了Y,Mn和Al元素的氧化和溶出,进而提高了合金电极的循环稳定性.
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