储氢合金Mm(NiCoAlMn)_5粒度分布对其电化学性能的影响

储氢合金Mm(NiCoAlMn)_5粒度分布对其电化学性能的影响

一、贮氢合金Mm(NiCoAlMn)_5粒径分布对其电化学性能的影响(论文文献综述)

吴瑞香[1](2021)在《Sm-Mg-Ni系贮氢合金的相结构与储氢性能》文中研究指明新型Sm-Mg-Ni系贮氢合金因为具有较大的贮氢容量、吸放氢循环稳定性和较高的吸氢平台而得到了众多研究人员的广泛关注,但是目前对于高压型Sm-Mg-Ni系合金的研究进展报道少之又少,提高贮氢合金的吸/放氢循环稳定性不仅有利于合金贮氢性能的提升,也会显着改善贮氢材料的应用范围,从而推动贮氢材料快速走向实际生产和应用。本文通过粉末烧结法制备了AB3和A2B7型Sm-Mg-Ni基贮氢合金,系统研究了两种堆垛类型合金的相结构以及储氢特性,并通过感应熔炼法进一步获得了具有A5B19型相结构的Sm-Mg-Ni-Co-Al基贮氢合金,并对合金的相结构、储氢性能和吸/放氢循环等性能进行了研究。通过粉末烧结法制备了PuNi3型Sm0.68Mg0.32Ni2.53和Gd2Co7型Sm0.80Mg0.20Ni2.95超堆垛型贮氢合金。研究发现,两种单相合金在298 K、3 MPa的H2氛围下均在第一圈达到完全活化,Pu Ni3型Sm0.68Mg0.32Ni2.53经25 min可吸收1.41 wt.%H2,Gd2Co7型Sm0.80Mg0.20Ni2.95合金经35 min可吸收1.53 wt.%的H2;在第五圈吸放氢过程中,两种单相合金均可在4 min内达到最大吸氢量。两种单相合金在经历20圈吸放氢循环之后合金的吸氢容量保持率分别为96.2%和99.2%。Gd2Co7型Sm0.80Mg0.20Ni2.95合金在吸/放氢过程中的反应焓变分别为-18.86 k J/mol和23.66 k J/mol,远远小于单相Pu Ni3型Sm0.68Mg0.32Ni2.53合金的吸/放氢反应过程焓变,分别为-10.92 k J/mol和6.02k J/mol。通过感应熔炼法结合退火处理得到了Sm0.8Mg0.2Ni3.7Co0.11Al0.06合金,这种合金不但具有优良的活化性能以及较好的贮氢性能,还具有优良的吸放氢循环稳定性。研究发现,合金中主要含有Ce5Co19、Ce2Ni7以及Gd2Co7三种相结构,在298 K、8 MPa条件下经10 min便能达到活化状态,活化最大吸氢量为1.60 wt.%;经过25周吸放氢循环后,合金的吸氢速率明显增快,同样条件下只需1.5 min便能达到1.29 wt.%的吸氢量;合金在经历50周吸/放氢循环后,合金的吸氢容量保持率仍然可以达到87.8%。

郭威[2](2020)在《新型电极材料球形α-Ni(OH)2的制备及电化学性能研究》文中研究表明Ni(OH)2作为正极材料被广泛用于镍氢、镍镉和镍锌等二次电池中。目前商用的Ni(OH)2为β型,经过数十年的基础与实际应用研究,性能已经被开发到了极致,接近其理论比容量。但是随着电动汽车和混动汽车的普及,现有β-Ni(OH)2的性能难以满足市场对电池性能的需求,迫切需要一种更高容量的材料来代替现有的β-Ni(OH)2,因此α-Ni(OH)2映入了研究者的视线。相比于β-Ni(OH)2,α-Ni(OH)2用作氢镍等二次电池正极材料具有下列优势:α-Ni(OH)2与γ-NiOOH的晶体密度接近,在充放电循环中不会引起电极明显膨胀,有利于延长电池的循环寿命;α-Ni(OH)2的理论比容量达482 mAh/g,高于β-Ni(OH)2的289 mAh/g;α-Ni(OH)2的放电平台高、放电曲线平坦、可逆性和大电流充放电性能好;α-Ni(OH)2中Ni元素含量比β-Ni(OH)2低10%~20%(质量分数),可有效降低原料成本。因此,α-Ni(OH)2极具商业价值和前景,亟待研究开发。本研究主要采用水热合成法,以硝酸镍和尿素为原料,聚乙二醇(PEG)作为活性剂,在高压反应釜中合成球型α-Ni(OH)2。通过多种表征手段对合成的样品进行物相和形貌分析,测试结果表明,合成的样品为具有较好的球形形貌的α-Ni(OH)2。电化学性能的测试表明,在常温下其放电容量为330 mAh/g(0.2C),比目前商用β-Ni(OH)2放电容量高出50 mAh/g。另外,通过对合成材料进行热重分析,分析结果显示合成相同质量的产品,本实验所用Ni元素质量比目前商用产品少了约10%,大大节约了合成原料,降低了商业化生产的成本。在以上研究基础上,为了提高合成α-Ni(OH)2稳定性以及进一步提高产品的电化学性能,使用相似的合成方法,引入正三价或正二价的金属阳离子(Co、Al、Zn等),掺杂到α-Ni(OH)2晶格缺陷中。研究发现,金属阳离子的引入,不仅可以增加α-Ni(OH)2的结晶度,使其在强碱液中相结构更加稳定,经过长时间的电化学循环后,不易转变为β-Ni(OH)2,而且还可以提高样品的放电容量和倍率性能,其中掺杂5%Co和1%Zn的样品性能最为优异,常温0.2C下的最大放电容量高到410 mAh/g,接近α-Ni(OH)2理论容量;此外,掺杂后α-Ni(OH)2材料易活化,充放电循环稳定性好,寿命长,表现出巨大的商业化应用潜力。

翟晓杰[3](2019)在《渗锂及复相材料改善Ti基准晶储氢性能的研究》文中指出Ti基正二十面体准晶的特殊结构使其在理论上具有较高的储氢容量,但在放电容量和循环稳定性方面有待于进一步提高。本论文的研究工作中,以包含正二十面体准晶相Ti-V-Ni和Ti-Zr-Ni合金为主合金材料,通过准晶空隙中渗锂、添加过渡金属氢化物以及元素替代方式制备Ti基准晶复合材料并讨论其电化学储氢性能。主要研究内容及结果如下:1.利用电弧熔炼和急冷技术制备Ti55V10Ni35和Ti1.4V0.6Ni准晶薄带,通过熔盐电渗方法将金属锂渗入到准晶空隙中,可逆的化学反应Li++H-←→LiH可使氢吸附解吸附(电荷转移)反应速率提高。渗锂电流密度分别为0.3 A/mg、0.6 A/mg、0.9 A/mg时制得Ti55V10Ni35-Li复合材料合金电极在放电电流密度为30 mA/g时最大放电容量分别为257.7 mAh/g(0.3 A/mg)、301.8 mAh/g(0.6 A/mg)和238.7 mAh/g(0.9 A/mg)较无添加时Ti55V10Ni35的219.8 mAh/g有大幅度提升,由此确定最佳渗锂电流密度为0.6 A/mg。同时研究发现Ti1.4V0.6Ni-Li(0.6 A/mg)复合材料合金电极在放电电流密度为30 mA/g时最大放电容量较无添加时Ti1.4V0.6Ni的276.8 mAh/g提升到307.1 mAh/g。2.熔盐电渗方法可提高准晶电极电化学性能但实验方法较复杂,过渡金属氢化物在电化学反应过程中可起到催化和协同作用,因此考虑在Ti1.4V0.6Ni准晶合金中适量添加TiH和ZrH2。研究表明TiH和ZrH2的最适添加量分别为15 wt.%和10 wt.%时复合材料表现出良好的循环稳定性和高倍率放电能力。Ti1.4V0.6Ni和Ti1.4V0.6Ni+15 wt.%TiH电极最大放电容量分别为278.6 mAh/g和339.8 mAh/g,循环30次后容量保持率分别为75.6%和86.7%,高倍率放电能力由75.0%提升到85.6%;同样Ti1.4V0.6Ni+10wt.%ZrH2复合材料合金电极较无添加时的Ti1.4V0.6Ni合金电极电化学性能明显改善。3.LiH含有极高的氢重量密度,锂离子位于准晶晶格的空隙中可产生羟基离子并生成LiOH沉积在孔洞中以防止碱液腐蚀合金电极,准晶合金中添加LiH可提高材料电化学性能。Ti55V10Ni35和Ti55V10Ni35+6 wt.%LiH电极最大放电容量分别为220.1mAh/g和292.3 mAh/g,复合材料循环容量保持率较无添加时相比由73.9%提高到87.1%,合金电极的高倍率放电性能由78.1%增加到87.8%;放电电流密度为30 mA/g时Ti41.5Zr41.5Ni17与Ti41.5Zr41.5Ni17+10 wt.%LiH最大放电容量分别为96.5 mAh/g和146.6 mAh/g,添加LiH后电极的高倍率放电性能由62.7%提升到76.3%。4.Pd具有良好的电催化能力,多壁碳纳米管(MWCNTs)具有较大的比表面积和较高的导电性,Pd和/或MWCNTs的协同作用可提高准晶合金电极的储氢能力。采用机械合金化和退火工艺合成Ti49Zr26Ni25准晶,采用机械球磨法将不同比例Pd和/或MWCNTs的混合物加入合金粉末中,Ti49Zr26Ni25+a MWCNTs+b Pd(a+b=5%)复合电极显示出优异的电化学性能;Ti-V-Ni合金中适当添加Fe可有效提高合金电极的活化性能,降低成本,改善电化学性能。Fe和V的电化学协同作用比纯V效果好且Fe的氧化层会最大程度的保护合金电极不受腐蚀。

吕玮[4](2018)在《Ce添加A2B7型La-Mg-Ni储氢合金的组织结构演变及其电化学性能改善》文中认为A2B7型La-Mg-Ni储氢合金具备易活化、放电容量高、动力学性能良好等优异的电化学性能,在混合电动车镍氢动力电池负极材料应用领域中具有非常好的发展前景。但是该合金的充放电循环寿命低,特别是低温电化学性能尚不能满足其实际应用。目前,通常采用元素替代,组织结构调整如退火处理、高能球磨、表面包覆、快淬等方法来改善储氢合金的充放电循环稳定性。大量的研究表明,元素替代和快淬是其中的有效方法。迄今为止,添加元素Ce尚没有做系统的研究。鉴于上述问题,本文主要研究了添加合金元素、微观组织细化来改善合金的电化学性能。在此基础上,研究了268K、258K和248K低温下的电化学性能,最后获得电化学性能优异的Ce添加A2B7型La-Mg-Ni储氢合金,为其在混合电动车上应用奠定科学实验和理论基础。本文采用中频感应熔炼法,在氩气保护环境制备了A2B7型La-Mg-Ni储氢合金,铸态合金锭1173 K保温8小时退火处理得到退火态合金,铸态合金锭采用单辊快淬(10m/s、20m/s、30m/s)法得到薄片状快淬样品;利用电感耦合等离子体发射光谱法分析样品成分及含量;利用X射线衍射法分析样品微观结构及相组成;采用场发射扫描电子显微镜分析样品的微观形貌;利用蓝电测量仪测试合金电极的活化次数(Na)、最大放电容量(Cmax)、第100次充放电循环寿命(S100)和容量(C100)、高倍率(HRD)等电化学性能;利用电化学工作站测量仪测试合金电极的腐蚀电流密度(Icorr),并计算出交换电流密度(Io)和氢扩散系数(D0)。本文首先在298K下研究了Co替代Ni对退火态La0.75Mg0.25Ni3.5合金结构及性能的影响。当Co含量为0.5 at.%时,La0.75Mg0.25Ni3Co0.5合金的Cmax为380.2mAh/g,S100接近62.39%,且能量密度也达最佳值。在此实验基础上又研究了298K下Ce替代La对退火态La0.75-xCexMg0.25Ni3Co0.5(x=0,0.05,0.1,0.15,0.20 at.%)合金结构及电化学性能的影响,La0.75-xCexMg0.25Ni3Co0.5合金主要含有(La,Mg)Ni3、(La,Mg)2Ni7和LaNi5相,当Ce含量增加时,(La,Mg)Ni3、(La,Mg)2Ni7相丰度减少,LaNi5相丰度增加,同时晶格参数和晶胞体积也随之减小,该合金2次循环即可完成活化且S100随着Ce含量增加从62.39%增加到84.94%,Ce含量为0.1at.%时,C100达最大值259mAh/g,且i=300,600,900,1200,1500,3000mA/g对应的HRD性能最优(分别为98.33%,94.90%,88.45%,82.87%,70.71%,58.95%),因此Ce含量为0.1 at.%时合金的综合电化学性能最优。本文重点研究了298K下快淬态La0.65Ce0.1Mg0.25Ni3Co0.5合金微观组织结构对其电化学性能的影响。分析可知快淬态合金主要含有(La,Mg)Ni3、(La,Mg)2Ni7和LaNi5相,快淬速度由0m/s(铸态定义为快淬速度0m/s)提高至30m/s时,LaNi5相的含量升高,而(La,Mg)Ni3和(La,Mg)2Ni7相的含量降低;电化学性能测试结果表明,合金的S100随着快淬速度的增加而提高,当快淬速度为10m/s时,合金第100次循环的放电容量达最大值268.3 mAh/g,同时HRD也达到最优值。本文进一步研究探索了La0.65Ce0.1Mg0.25Ni3Co0.5合金在268K、258K、248K下的低温电化学性能。结果显示,合金在快淬速度为30m/s时的S100达最大值87.88%(268K)、90.14%(258K)、92.04%(248K);合金在快淬速度为10m/s时的C100达最大值265.1mAh/g(268K)、253.4mAh/g(258K)、245.9mAh/g(248K),且活化性能和HRD性能最佳。因此,以10m/s快淬速度制备的La0.65Ce0.1Mg0.25Ni3Co0.5合金具备最佳的综合电化学性能。

张璐[5](2016)在《高容量型RE-Mg-Ni系贮氢合金的相结构和电化学性能》文中指出AB3和A2B7型RE–Mg–Ni系贮氢合金具有高容量的优点,被认为是理想的镍/金属氢化物(Ni/MH)电池负极材料。但此类合金目前存在的主要问题是循环稳定性不够理想。其中主要原因在于RE–Mg–Ni系合金中各超晶格相结构的组成和生成温度相近,合金易生成多相结构,造成合金相结构与电化学性能之间的关系还不够清楚。因此为了充分认识RE–Mg–Ni系合金中相结构和电化学性能的关系,本文研究了单相AB3和A2B7型超晶格La–Mg–Ni贮氢合金的形成机制和电化学特性;并在此基础上,研究了稀土元素Nd和Sm添加以及金属元素Mg含量变化对RE–Mg–Ni系贮氢合金相结构形成和电化学性能的影响及机理;同时制备了一种新型Sm–Mg–Ni合金并研究了其相结构和储氢特性。通过感应熔炼并退火的方法制备了单相PuNi3型La0.67Mg0.33Ni3和Ce2Ni7型La1.5Mg0.5Ni7合金,研究了两种单相合金的生成机制和电化学特性。研究发现,两种铸态合金主相分别为PuNi3和Ce2Ni7型相,次要相均含有CaCu5、Ce5Co19、Gd2Co7和MgCu4Sn型相。两合金中非超晶格CaCu5和MgCu4Sn型相均在较低温度下即可完全转化为超晶格结构相,而Ce5Co19型相在900??C可通过包晶反应转化为主相。La0.67Mg0.33Ni3合金中Gd2Co7型相在950??C通过包晶反应直接转化为主相;而La1.5Mg0.5Ni7合金中Gd2Co7型相则先在925–935??C分解为Ce5Co19型相,新形成的Ce5Co19型相在950??C时再通过包晶反应完全转变为Ce2Ni7型相。单相La0.67Mg0.33Ni3和La1.5Mg0.5Ni7合金具有较高的放电容量,分别为401和394 mAh/g,但La1.5Mg0.5Ni7合金的循环寿命高于La0.67Mg0.33Ni3合金,分别为83.7%和76.3%(第100周)。另外,单相La1.5Mg0.5Ni7合金电化学容量衰减主要是由合金中La和Mg活性物质先后被氧化并损失引起的。其中,La(OH)3先后生长成纳米针状、纳米棒状和非规则六边形的薄片状结构;而Mg(OH)2则生长成既具有规则和不规则六边形的薄片状结构。研究了稀土元素Nd和Sm添加分别对AB3和A2B7型La–Mg–Ni系合金相结构形成和电化学性能的影响。研究发现,Nd添加到La0.67Mg0.33Ni3有利于合金中Gd2Co7型相形成。Nd主要进入La0.55Nd0.12Mg0.33Ni3合金PuNi3型结构[AB5]亚单元中,使得[AB5]亚单元体积收缩率比[A2B4]亚单元大近十倍,增加了[A2B4]亚单元在单元中的体积比,降低了其在吸/放氢过程中体积变化,从而提高了合金的循环稳定性。Nd添加同时提高了合金的高倍率放电性能。研究发现,Sm添加到La1.5Mg0.5Ni7合金中有利于Gd2Co7型相形成,其含量随着退火时间的增加可达到73.2 wt.%。La0.60Sm0.15Mg0.25Ni3.4合金表现出较好的放电容量和高倍率放电性能(HRD),分别为382 m Ah/g和40%(1500 mA/g放电电流密度);特别地,其循环稳定性提高到了87.7%(第100周),这主要是由于在充/放电过程中,合金内部应力增长较小,增强了合金的抗粉化和抗非晶化能力并降低了合金的氧化程度。研究了Mg在AB3型Nd1-xMgxNi3(x=0.10–0.50)合金中的固溶度以及Mg含量变化对A2B7型La2-xMgxNi7(x=0.40–0.60)合金相结构和电化学性能的影响。研究发现,在1198 K条件下,Mg在Nd1-xMgxNi3合金中的固溶度为0.36;合金为PuNi3型单相结构。随着Mg含量的增加,合金更倾向于形成具有更多[A2B4]亚单元的超晶格结构,即当Mg含量低于和高于固溶度值时,Nd1-xMgxNi3合金中分别含有Ce2Ni7型和MgNi2次要相。单相Nd0.67Mg0.33Ni3合金具有较好的综合电化学性能,其最大放电容量分别为341 mAh/g;1500 mA/g下的HRD值为62.2%;100周循环寿命为84.5%。在La2-xMgxNi7合金中,当Mg含量在0.48–0.50时,合金均由2H型和3R型(La,Mg)2Ni7相组成,且Mg原子更倾向于进入3R型结构。增加和减少合金中Mg含量分别促使合金中形成PuNi3型和CaCu5型次要相。A2B7型单相合金具有较高的放电容量(384–386 m Ah/g)和循环稳定性(78%,第100周),但当合金中出现PuNi3型相或CaCu5型相时,合金的循环稳定性均明显下降,但CaCu5型相可显着提高合金的HRD。研究了Gd2Co7型Sm1.6Mg0.4Ni7合金储氢和电化学特性。在298 K、10 MPa下,Sm1.6Mg0.4Ni7合金经17 min可吸收1.88 wt.%H2。同时,经过20周吸/放氢后,合金吸氢速率显着加快,在298 K、3 MPa下仅需要3.4 min即可吸收1.44 wt.%H2。合金经过100周吸/放氢循环后,吸氢容量保持率可达99.3%。合金吸/放过程经过两个相变平衡阶段:较低氢浓度时,氢在氢固溶相和氢化物相之间转变的阶段,并伴随较低速率和较高焓变;较高浓度氢时,氢在氢分子和氢化物相之间转变的阶段,且伴随较高速率和较低焓变。两步吸/放氢过程降低了合金在吸/放氢过程中的内部应力和亚单元结构的不匹配性,使其具有较好的结构稳定性和循环稳定性。

刘元刚[6](2007)在《高性能镍氢电池及其新型正极材料的研究》文中提出本论文的工作重点集中于高性能镍氢电池及其新型正极材料的研究。对于高性能镍氢电池,本文以球型β-Ni(OH)2、AB5型贮氢合金作为正、负极活性材料,成功研制出AA2300mAh高容量镍氢电池,其放电容量2330mAh,具有较高的充放电循环寿命;对比了6种隔膜的物理性能,深入分析了隔膜特性对动力型镍氢电池电化学性能的影响,对镍氢电池用隔膜的评价方法也进行了总结、归纳;研究了LiOH、NaOH、Na2WO4等电解液添加剂对镍氢电池电化学性能的影响,发现5wt%Na2WO4能够在短期内有效地提高镍氢电池70℃时的放电性能;根据电池爆炸后钢壳的表面及断口形貌,初步探讨了高容量镍氢电池的钢壳爆炸问题,认为钢壳表面镍镀层中的微裂纹、氢脆、充电时H+的迁移以及充电内压p的协同作用是产生电池爆炸的原因。对于新型Ni(OH)2正极材料,本文采用沉淀转化法制备出微尺度球型Ni(OH)2,并将其与普通球型Ni(OH)2以3wt%比例混合后可使镍电极的充电电位降低、放电比容量提高20mAh/g;升高加热温度,以尿素热解产生的NH3·H2O作为沉淀剂,采用均相沉淀法制备的非掺杂及Al3+、Zn2+、Mn2+、Fe3+、Co2+、Mg2+、Cr3+单元掺杂Ni(OH)2均属于紊态α-Ni(OH)2结构,晶粒尺寸较小、晶格缺陷较多,均具有较高的电化学循环稳定性;相对而言,Al3+掺杂α-Ni(OH)2的放电平台较高、循环稳定性较好,具有最高的放电容量和充放电效率,其微观结构由纳米级Ni(OH)2纤维束团聚组成,化学式为Ni0.70Al0.18(OH)1.6(CO3)0.1(SO4)0.07·(H2O)0.6 ;与25℃相比, 60℃时Al3+掺杂α-Ni(OH)2的放电比容量降低10mAh/g,晶型结构稳定性较好,电化学循环95次后仍是晶态α型结构,且具有较高的倍率放电性能。本文首次对固相球磨法制备Ni(OH)2电极材料进行了全面系统的研究,对比测试了非掺杂及Al3+、Zn2+、Mn2+、Fe3+、Co2+、Mg2+、Cr3+单元掺杂球磨Ni(OH)2的相结构、电化学性能,考察了初始原料中的Ni:Al比例、球磨转速、球磨时间、球料比等工艺因素对Al3+掺杂球磨Ni(OH)2的结构及电化学性能的影响,分析了优化球磨Al3+Zn2+、Al3+Zn2+Co2+多元掺杂Ni(OH)2的相结构、热稳定性及其电化学性能。结果表明,采用行星式球磨机对苛性碱、镍盐、金属阳离子添加剂和阴离子稳定剂等直接进行固相球磨,所得产物经去离子水洗涤、离心分离、真空干燥后即可获得在碱液中稳定存在的Ni(OH)2电极材料;Fe3+、Al3+掺杂球磨Ni(OH)2属于紊态α-Ni(OH)2,空白球磨、Zn2+、Mn2+、Co2+、Mg2+、Cr3+掺杂球磨Ni(OH)2属于β-Ni(OH)2或以β-Ni(OH)2结构为主;固相球磨Ni(OH)2电极材料晶粒尺寸较小、结晶度较低、存在较多的晶型缺陷,具有较高的电化学循环寿命和结构稳定性;其中,Al3+掺杂球磨α-Ni(OH)2微观结构由纳米晶纤维束构成,表面团聚现象显着,具有较高的室温电化学性能和60℃放电循环稳定性;与Y2O3相比,Na2WO4显着提高了60℃时Al3+掺杂球磨α-Ni(OH)2的倍率放电性能;随着初始原料中Al3+含量的降低, Al3+掺杂球磨Ni(OH)2经历了α-Ni(OH)2→α/β-Ni(OH)2→β-Ni(OH)2的晶型结构变化,而改变球磨转速、球磨时间、球料比则不会影响Al3+掺杂球磨α-Ni(OH)2的晶型结构;在实验所考察的范围内,Al3+掺杂球磨Ni(OH)2的最佳工艺参数为:初始原料Ni:Al比例5:1、球磨转速200r/min、球磨时间90min、球料比30:1;Al3+Zn2+、Al3+Zn2+Co2+多元掺杂球磨Ni(OH)2属于紊态α-Ni(OH)2结构,与Al3+掺杂球磨α-Ni(OH)2相比,Al3+Zn2+、Al3+Zn2+Co2+多元掺杂的放电容量降低,循环稳定性提高,活化性能增强。

魏范松[7](2006)在《La-Ni-Sn系AB5+x型无Co贮氢电极合金的研究》文中指出在全面综述AB5型低Co及无Co贮氢电极合金国内外研究进展的基础上,本文选择了La-Ni-Sn系AB5+x型无Co贮氢合金为研究对象,采用XRD、SEM、XPS、AES、ICP以及电化学测试等手段,比较系统地研究了La(Ni, Sn)5+x等合金的制备方法(包括退火处理和快速凝固)、合金的化学计量比及元素替代对合金结构和电化学性能的影响规律与机制,力求通过对合金成分、化学计量比和合金制备工艺的改进,进一步提高无Co合金的综合电化学性能。通过对铸态与快凝(1~5m/s)LaNi4.92Sn0.33合金的对比研究发现,铸态合金由晶胞参数相近而含Sn量不同的两种CaCu5型主相和少量的单体Sn相组成,而快凝合金为单相CaCu5型结构。经快凝处理后,合金的显微组织由铸态时的粗大树枝晶转变为细小的胞状晶,合金的成分分布趋于均匀化。随凝固速度的增大,合金的循环稳定性则得到明显改善(S200从铸态合金的42.7%提高到快凝合金的62.5~78%),但合金的最大放电容量和高倍率放电性能有所降低。研究认为,快凝处理使合金的吸氢体积膨胀性质及抗粉化能力得到改善并使合金的成分更为均匀,是其循环稳定性得到提高的主要原因。而快凝合金的高倍率放电性能有所降低则是由于合金电极的电催化活性和氢在合金中的扩散系数降低所致。在所研究的快凝合金中,以3m/s合金的综合性能较好:其最大放电容量Cmax=310.7mAh/g,在600mA/g电流下放电的高倍率放电性能HRD600=77.2%,经200次循环后的容量保持率S200=71.1%。对不同化学计量比的退火态La(Ni, Sn)5+x(x=0.0~0.35)合金的研究表明,上述合金均为单相CaCus型结构。但在x>0的过计量比合金结构中,有部分1α位置的La原子被沿c轴定向排列的Ni-Ni“哑铃”对替代,且其替代La原子的分数(y)随x值的增加而增大,使合金的吸氢体积膨胀率明显降低,从而使合金的循环稳定性得到显着提高。但x值的增大,也使合金的放电容量及高倍率放电性能有所降低。在所研究的合金中,以LaNi4.92Sn0.33合金的综合性能较好,其Cmax=320.6mAh/g,HRD600=80.9%,S200=79.5%。对铸态、快凝和退火态LaNi4.92Sn0.33合金循环容量衰退机制的研究表明,在充放电循环过程中,吸氢元素La的氧化腐蚀以及合金的吸氢粉化是导致合金容量衰退的主要原因。上述合金表面的腐蚀产物均主要由La(OH)3及少量Ni(OH)2和SnO2组成,但与铸态合金相比,快凝和退火态合金的吸氢粉化程度和表面腐蚀层的厚度均有明显减小,说明快凝及退火处理使合金具有较低的吸氢体积膨胀率、并使成分分布趋于均匀化,从而使合金的抗粉化和抗腐蚀能力得到明显提高,导致合金的循环稳定性得到显着改善。为了进一步认识合金在充放电过程中的结构变化规律,采用原位XRD分析方法对铸态、快凝和退火LaNi4.92Sn0.33合金在充放电不同阶段的相组成、晶体结构及晶胞体积膨胀性质等进行了研究。结果表明,在充放电(充放氢)过程中,上述合金均进行α(?)(α+β)(?)β相的相变过程,但在α(?)β相变过程中伴随有较大的非连续性体积膨胀和收缩。与铸态合金相比,快凝及退火态合金的此种非连续性体积膨胀(收缩)率均有明显减小,其占合金总吸氢体积膨胀率的比例可由74%(铸态合金贫Sn相)依次减小为60%(快凝合金)和63%(退火态合金)。快凝及退火态合金在α(?)β相变期间较小的体积膨胀率是导致其抗粉化性质及循环稳定性得到改善的重要原因。研究还发现,在衍射畴范围内,合金α与β相基本晶粒大小的变化除受含氢量的影响外,还与合金内部的应力和位错有关。为了进一步提高合金的综合电化学性能,采用五种常规的合金元素对LaNi4.92Sn0.33合金中的Sn进行部分替代,通过对退火态LaNi4.92Sn0.23M0.1(M=Mn, Fe, Co, Cu, Al)四元合金的相结构和电化学性能的研究,基本查明了上述M元素的影响规律。结果表明,M=Fe, Co, Al合金均由CaCu5型结构的主相和少量第二相组成,而M=Mn,Cu合金则为单相CaCu5型结构。M元素对Sn的部分替代均使合金的放电容量及高倍率放电性能有不同程度提高,但只有M=Mn,Cu时可使循环稳定性得到明显改善。研究发现,Mn,Cu对Sn的部分替代可以降低循环过程中La、Sn元素的腐蚀及溶出量,提高合金的抗腐蚀能力,从而导致其循环稳定性得到改善。在所研究的合金中,M=Mn合金显示有较好的综合电化学性能:Cmax=329mAh/g,HRD600=89.1%,S200=83.8%。

邓超[8](2006)在《混合动力车用双极性镍氢电池及电池组管理系统的研究》文中研究说明随着汽车的迅速发展和大量普及,人类面临着它所带来的两大问题:环境的污染和能源的消耗。混合动力车的发展可以明显降低汽车尾气对环境所造成的污染。目前,影响混合动力车技术发展的主要因素之一是动力型电池的研发。MH-Ni电池是采用储氢合金材料作为负极的新型化学电源。它具有高比功率、高比能量、长循环寿命、安全性好、价格低、无污染等优点,被誉为混合动力车用动力型电池的首选。传统的MH/Ni电池组是由单体电池串联而成,在电池组中存在极耳、连接条、电池壳等连接体,增大了电池的质量和内阻。双极性MH/Ni电池是一种具有叠层结构的新型电池,这种电池内部没有专用连接体,具有结构紧凑、比能量高、比功率高等优点,因而更适合于混合动力车的使用。本文主要针对双极性MH/Ni电池设计及制造过程中存在的问题,改进了电池的结构和制作参数,制备了新型双极性MH/Ni电池。并且应用人工神经网络技术建立了电池的网络模型,并且对电池的性能进行了预测。设计了电池管理系统的硬件电路和控制软件,通过调试使其达到了合理管理电池的目的。首先,改进了双极性MH/Ni电池的结构和工艺参数,制备了新型多单体双极性MH/Ni电池。研究了正负电极制备工艺、容量配比、电解液、密封胶等参数对电池性能的影响,并且确定了双极性MH/Ni电池制作的基本工艺参数。针对双极性电池结构中存在的问题,提出了双极性电池的改进结构。应用改进结构制备了5单体双极性MH/Ni电池,并对电池的电化学性能进行了分析测试。测试结果表明,电池具有良好的大电流充放电性能和较低的欧姆内阻。在脉冲循环测试中电池性能稳定,多次循环后性能没有明显衰减。其次,应用电化学方法对MH/Ni电池内部的阻抗分布进行了分析研究,并且采用两种方法对贮氢合金负极进行了修饰。应用电流阶跃法、线性电位扫描法和交流阻抗法研究了MH/Ni电池的正负极阻抗分布。结果表明,在放电初期,负极欧姆阻抗是电池欧姆内阻的主要组成部分。随着放电深度的增加,正极的欧姆阻抗逐渐增大,最终接近甚至超过负极,对电池性能影响变大。负极的电化学阻抗在放电初期大于正极,但是随着反应的进行,负极电化学阻抗减少,在放电末期,正极电化学阻抗超过负极,成为主要影响因素。根据对MH/Ni电池阻抗分布的研究,发现负极阻抗对电池的性能影响很大,因此采用两种方法对负极进行修饰以降低电极的阻抗。首先,在含有HF的CuSO4

李克杰,李全安,李守英,张清,张兴渊,文九巴[9](2006)在《AB5型储氢合金的研究》文中指出从多元合金化降钴、合金制备工艺、热处理、表面处理等方面综述了AB5型储氢合金的研究进展,旨在使人们对其有一个全面的了解。

李克杰,李全安,李守英,张清,张兴渊,文九巴[10](2005)在《AB5型贮氢合金制备工艺综述》文中指出AB5贮氢合金的电化学性能是由合金的成分、微观结构和表面状态决定的。综述了熔炼及制粉工艺对其微观组织结构和电化学性能的影响,旨在使人们对其有一个全面的了解。

二、贮氢合金Mm(NiCoAlMn)_5粒径分布对其电化学性能的影响(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、贮氢合金Mm(NiCoAlMn)_5粒径分布对其电化学性能的影响(论文提纲范文)

(1)Sm-Mg-Ni系贮氢合金的相结构与储氢性能(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 贮氢合金材料理论背景
        1.2.1 贮氢合金的定义
        1.2.2 贮氢合金的储氢原理
        1.2.3 贮氢合金的热力学原理
        1.2.4 贮氢合金的分类及其研究现状
    1.3 超晶格稀土-镁-镍系贮氢合金及研究进展
        1.3.1 超晶格稀土-镁-镍系贮氢合金的相结构
        1.3.2 超晶格稀土-镁-镍系贮氢合金的储氢性能
    1.4 本文主要研究内容
第2章 实验部分
    2.1 实验设备及材料
    2.2 贮氢合金的制备
        2.2.1 感应熔炼法
        2.2.2 粉末烧结法
    2.3 合金样品的组分与结构测试
        2.3.1 合金组分测试
        2.3.2 XRD测试
        2.3.3 SEM测试
        2.3.4 粒径分布测试
    2.4 合金样品的气固储氢性能测试
        2.4.1 合金样品的P-C-T性能测试
        2.4.2 合金样品的储氢动力学测试
        2.4.3 合金样品的吸放氢循环性能测试
第3章 AB_3型和A_2B_7型单相Sm-Mg-Ni系贮氢合金的制备和气固储氢性能
    3.1 引言
    3.2 AB_3型单相Sm-Mg-Ni系贮氢合金的制备和气固储氢性能
        3.2.1 单相合金的制备和相结构
        3.2.2 合金的活化性能和最大储氢容量
        3.2.3 合金的气固P-C-T曲线
        3.2.4 合金的气固吸氢动力学性能和循环稳定性
        3.2.5 合金在吸放氢过程中相结构变化
    3.3 A_2B_7型单相Sm-Mg-Ni型贮氢合金的制备和气固储氢性能
        3.3.1 单相合金的制备和相结构
        3.3.2 合金的活化性能和最大储氢容量
        3.3.3 合金的气固P-C-T曲线
        3.3.4 合金的气固吸氢动力学性能和循环稳定性
        3.3.5 合金在吸放氢过程中相结构变化
    3.4 本章小结
第4章 A_5B_(19)型Sm-Mg-Ni基合金的相结构与储氢性能
    4.1 引言
    4.2 合金的制备与相结构
    4.3 合金的活化性能和最大储氢容量
    4.4 合金的气固P-C-T曲线
    4.5 合金的气固吸氢动力学性能和循环稳定性
    4.6 合金在吸/放氢后的相结构变化
    4.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢

(2)新型电极材料球形α-Ni(OH)2的制备及电化学性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 Ni(OH)_2材料结构特征的研究
        1.2.1 两种基本晶体形式
        1.2.2 Ni(OH)_2的水合特征
    1.3 Ni(OH)_2电极材料研究进展
        1.3.1 超级电容器应用的研究进展
        1.3.2 正极材料应用的研究进展
    1.4 α-Ni(OH)_2的制备方法
        1.4.1 化学共沉积法
        1.4.2 电渗析法
        1.4.3 溶胶-凝胶合成法
        1.4.4 溶剂热沉淀法
    1.5 本文的主要研究内容
第2章 实验方法和材料
    2.1 实验仪器
    2.2 样品的制备方法
        2.2.1 实验步骤
        2.2.2 实验药品
    2.3 样品的表征方法
        2.3.1 X射线衍射图(XRD)
        2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)
        2.3.3 透射电子显微镜(TEM)
        2.3.4 热重分析(TGA)
        2.3.5 X射线光电子能谱(XPS)
        2.3.6 比表面积测试(BET)
    2.4 电极材料制备及电化学性能测试
        2.4.1 镍氢电池正极的制备
        2.4.2 镍氢电池负极的制备
        2.4.3 电化学性能测试准备
        2.4.4 电化学性能测试
        2.4.5 动力学性能测试
第3章 球形α-Ni(OH)_2的合成及电化学性能
    3.1 球形α-Ni(OH)_2的合成
        3.1.1 合成的原理
        3.1.2 合成的工艺
    3.2 球形α-Ni(OH)_2的表证
        3.2.1 XRD测试分析
        3.2.2 SEM测试分析
        3.2.3 TEM测试分析
        3.2.4 TGA测试分析
        3.2.5 BET测试分析
    3.3 电化学性能测试
        3.3.1 最大放电容量
        3.3.2 材料高倍率性能(HRD)
        3.3.3 材料循环稳定性
    3.4 本章小结
第4章 α-Ni(OH)_2改性处理
    4.1 引言
    4.2 Al、Co单元素掺杂
        4.2.1 Al元素掺杂的作用机理
        4.2.2 Al元素掺杂合成方法
        4.2.3 Al元素掺杂α-Ni(OH)_2 的表征与电化学测试分析
        4.2.4 Co元素掺杂的作用机理
        4.2.5 掺杂Co元素α-Ni(OH)_2 的表征与电化学测试分析
    4.3 Co/Zn双元素掺杂
        4.3.1 Zn元素掺杂的作用机理
        4.3.2 Co/Zn双元素掺杂样品的XRD测试
        4.3.3 Co/Zn双元素掺杂样品的SEM测试
        4.3.4 Co/Zn双元素掺杂样品的热重(TGA)测试
        4.3.5 Co/Zn双元素掺杂样品的电化学性能测试
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢

(3)渗锂及复相材料改善Ti基准晶储氢性能的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 准晶
        1.1.1 准晶的分类
        1.1.2 准晶的制备方法
        1.1.3 准晶的基本性能及应用
    1.2 Ti基准晶制备及其性能研究
        1.2.1 Ti基准晶性质及制备方法
        1.2.2 Ti基准晶储氢性能
        1.2.3 Ti基准晶的电化学性能
    1.3 Ni-MH电池
    1.4 本论文研究的主要内容
        1.4.1 研究思路
        1.4.2 研究内容
第2章 实验方法
    2.1 实验药品及仪器
    2.2 样品制备
    2.3 材料表征
        2.3.1 X射线衍射(XRD)
        2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)
        2.3.3 透射电子显微镜(TEM)
    2.4 电化学性能表征
        2.4.1 循环稳定性
        2.4.2 自放电性能
        2.4.3 高倍率放电性能(HRD)
        2.4.4 阻抗与阶跃测试
        2.4.5 线性极化与动电位极化
第3章 渗锂改善Ti基准晶储氢性能
    3.1 概述
    3.2 实验部分
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 Ti_xV_(65-x)Ni_(35)(x=45,55)微观结构和电化学性能
        3.3.2 Ti_(55)V_(10)Ni_(35)-Li微观结构和电化学性能
        3.3.3 Ti_(1.6)V_(0.4)Ni-Li微观结构和电化学性能
    3.4 小结
第4章 复相材料TiH、ZrH_2 改善Ti基准晶储氢性能
    4.1 概述
    4.2 实验部分
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 Ti_(1.4)V_(0.6)Ni+TiH微观结构和电化学性能
        4.3.2 Ti_(1.4)V_(0.6)Ni+ZrH_2 微观结构和电化学性能
    4.4 小结
第5章 复相材料LiH改善Ti基准晶储氢性能
    5.1 概述
    5.2 实验部分
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 Ti_(55)V_(10)Ni_(35)+LiH微观结构和电化学性能
        5.3.2 Ti_(41.5)Zr_(41.5)Ni_(17)+LiH微观结构和电化学性能
    5.4 小结
第6章 复相材料Pd/MWCNTs、Fe改善Ti基准晶储氢性能
    6.1 概述
    6.2 实验部分
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 Ti_(49)Zr_(26)Ni_(25)+Pd/MWCNTs微观结构和电化学性能
        6.3.2 Ti_(49)Zr_(26)Ni_(25)+Pd/MWCNTs(不同掺杂量)微观结构和电化学性能
        6.3.3 TiV_((1-x))Ni Fe_x(x=0,0.1,0.2,0.3 和0.4)微观结构和电化学性能
    6.4 小结
结论与展望
参考文献
攻读博士学位期间发表文章目录
致谢

(4)Ce添加A2B7型La-Mg-Ni储氢合金的组织结构演变及其电化学性能改善(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 Ni/MH电池工作原理
    1.3 储氢合金电极的失效机理
    1.4 储氢合金的分类
        1.4.1 Mg系储氢合金
        1.4.2 Ti系储氢合金
        1.4.3 Zr系储氢合金
        1.4.4 V系储氢合金
        1.4.5 稀土系储氢合金
    1.5 储氢合金的主要制备方法
        1.5.1 熔炼法
        1.5.2 熔体快淬法
        1.5.3 气体雾化法
        1.5.4 机械合金化法
        1.5.5 氢化燃烧合成法
        1.5.6 粉末烧结法
        1.5.7 其他制备方法
    1.6 La-Mg-Ni系A_2B_7型储氢合金的研究进展
        1.6.1 La-Ni合金的相图
        1.6.2 La-Mg-Ni系A_2B_7型储氢合金的结构
        1.6.3 成分对La-Mg-Ni系A_2B_7型储氢合金性能的影响
        1.6.3.1 A端元素替代
        1.6.3.2 B端元素替代
        1.6.4 工艺对La-Mg-Ni系A_2B_7型储氢合金性能的影响
        1.6.4.1 退火工艺
        1.6.4.2 快淬工艺
        1.6.4.3 球磨工艺
    1.7 本课题的提出及研究内容
第二章 实验方法
    2.1 合金成分设计
    2.2 合金样品制备
    2.3 成分及结构分析
        2.3.1 ICP成分测试
        2.3.2 XRD结构分析
        2.3.3 微观形貌观察
    2.4 电化学性能测试分析
        2.4.1 测试原理及装置
        2.4.2 测试方法
第三章 Co替代Ni对La_(0.75)Mg_(0.25)Ni_(3.5)合金结构及电化学性能的影响
    3.1 引言
    3.2 合金结构分析
    3.3 合金电化学性能
        3.3.1 活化性能和放电容量
        3.3.2 循环稳定性
    3.4 本章小结
第四章 Ce替代La对La_(0.75)Mg_(0.25)Ni_3Co_(0.5)合金结构及电化学性能的影响
    4.1 引言
    4.2 合金结构分析
    4.3 合金电化学性能
        4.3.1 活化性能和放电容量
        4.3.2 循环稳定性
        4.3.3 高倍率性能
        4.3.4 动力学性能
    4.4 本章小结
第五章 微观组织结构对La_(0.65)Ce_(0.1)Mg_(0.25)Ni_3Co_(0.5)合金电化学性能的影响
    5.1 引言
    5.2 合金结构分析
    5.3 合金电化学性能
        5.3.1 活化性能和放电容量
        5.3.2 循环稳定性
        5.3.3 高倍率性能
        5.3.4 动力学性能
    5.4 本章小结
第六章 La_(0.65)Ce_(0.1)Mg_(0.25)Ni_3Co_(0.5)合金的低温电化学性能研究
    6.1 引言
    6.2 快淬对La_(0.65)Ce_(0.1)Mg_(0.25)Ni_3Co_(0.5)合金低温电化学性能的影响
        6.2.1 活化性能和放电容量
        6.2.2 循环稳定性
        6.2.3 高倍率性能
        6.2.4 动力学性能
    6.3 不同组织状态下La_(0.65)Ce_(0.1)Mg_(0.25)Ni_3Co_(0.5)合金的低温电化学性能对比
        6.3.1 活化性能和放电容量
        6.3.2 循环稳定性
        6.3.3 高倍率性能
        6.3.4 动力学性能
    6.4 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况
致谢

(5)高容量型RE-Mg-Ni系贮氢合金的相结构和电化学性能(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 镍/金属氢化物(Ni/MH)电池概述
        1.2.1 Ni/MH电池的发展概况
        1.2.2 Ni/MH电池的工作原理
        1.2.3 Ni/MH电池的电极反应
    1.3 用于Ni/MH电池负极材料贮氢合金
        1.3.1 贮氢合金的定义
        1.3.2 贮氢合金的储氢机理
        1.3.3 贮氢合金的热力学原理
        1.3.4 贮氢合金作为电极材料的条件
        1.3.5 贮氢合金的分类
    1.4 超晶格稀土–镁–镍系贮氢合金及其研究进展
        1.4.1 超晶格稀土–镁–镍系贮氢合金的相结构
        1.4.2 超晶格稀土–镁–镍系贮氢合金的储氢性能
        1.4.3 超晶格稀土–镁–镍系贮氢合金的电化学性能
    1.5 本文的主要研究内容
第2章 实验部分
    2.1 合金样品的制备方法
        2.1.1 感应熔炼法
        2.1.2 粉末烧结法
    2.2 合金样品的微观结构测试
        2.2.1 ICP测试
        2.2.2 XRD测试
        2.2.3 SEM测试
        2.2.4 TEM测试
        2.2.5 XPS测试
        2.2.6 DSC测试
        2.2.7 粒径分布测试
        2.2.8 氧化值测试
    2.3 合金样品的电化学性能测试
        2.3.1 合金电极的制备
        2.3.2 电化学测试装置
        2.3.3 恒流充/放电测试
        2.3.4 电化学动力学测试
    2.4 合金样品的P–C–T曲线测试
第3章 AB_3型和A_2B_7型单相La–Mg–Ni贮氢合金的生成机制和电化学特性
    3.1 AB_3型单相La–Mg–Ni合金的生成机制和电化学特性
        3.1.1 单相合金的生成机制
        3.1.2 合金电极的电化学P–C曲线
        3.1.3 合金电极的恒流充/放电性能
        3.1.4 合金电极的动力学性能
    3.2 A_2B_7型单相La–Mg–Ni合金的生成机制和电化学特性
        3.2.1 单相合金的生成机制
        3.2.2 合金的气固P–C–T曲线
        3.2.3 合金电极的恒流充/放电性能
        3.2.4 合金电极的动力学性能
        3.2.5 合金电极的放电容量衰减机制
    3.3 本章小结
第4章 稀土元素Nd和Sm对La–Mg–Ni系贮氢合金相结构和电化学性能的影响
    4.1 Nd元素对La–Mg–Ni合金相结构和电化学性能的影响
        4.1.1 合金的相结构
        4.1.2 合金电极的电化学P–C曲线
        4.1.3 合金电极的恒流充/放电性能
        4.1.4 合金电极的动力学性能
    4.2 Sm元素对La–Mg–Ni合金相结构和电化学性能的影响
        4.2.1 合金的相结构
        4.2.2 合金电极的电化学P–C曲线
        4.2.3 合金电极的恒流充/放电性能
        4.2.4 合金电极的放电容量衰减机制
    4.3 本章小结
第5章 Mg含量对RE–Mg–Ni贮氢合金相结构和电化学性能的影响
    5.1 Mg含量对AB_3型Nd–Mg–Ni合金相结构和电化学性能的影响
        5.1.1 合金的相结构
        5.1.2 合金电极的电化学P–C曲线
        5.1.3 合金电极的最大放电容量和循环稳定性
        5.1.4 合金电极的HRD性能
    5.2 Mg含量对A_2B_7型La–Mg–Ni合金相结构和电化学性能的影响
        5.2.1 合金的相结构
        5.2.2 合金电极的电化学P–C曲线
        5.2.3 合金电极的恒流充/放电性能
        5.2.4 合金电极的动力学性能
    5.3 本章小结
第6章 Gd_2Co_7型Sm–Mg–Ni贮氢合金的储氢性能
    6.1 合金的相结构
    6.2 合金的活化性能和最大储氢容量
    6.3 合金的吸/放氢动力学性能和循环稳定性
    6.4 合金在吸/放氢后的结构变化
    6.5 合金的气固P–C–T曲线
    6.6 合金的吸/放氢过程
    6.7 合金在吸/放氢过程中相结构变化
    6.8 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢

(6)高性能镍氢电池及其新型正极材料的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 镍氢电池概述
    1.2 镍氢电池的工作原理
    1.3 镍氢电池正极材料的研究进展
        1.3.1 镍电极活性物质的结构特性
        1.3.2 β-Ni(OH)_2的研究进展
        1.3.3 α-Ni(OH)_2的研究展望
    1.4 氢氧化镍电极的研究方法
    1.5 隔膜对镍氢电池性能的影响
    1.6 电解液对镍氢电池性能的影响
    1.7 球磨法制备粉体材料
    1.8 固相球磨法制备Ni(OH)_2电极材料的可行性
    1.9 论文的意义及研究内容
第二章 高性能镍氢电池的研究
    2.1 引言
    2.2 AA2300mAh高容量镍氢电池的研制
        2.2.1 实验方法
        2.2.1.1 电极材料性能测试
        2.2.1.2 实验电池的制备
        2.2.2 实验结果与讨论
        2.2.2.1 镍电极材料的性能表征
        2.2.2.2 贮氢合金材料的性能表征
        2.2.2.3 实验电池的电化学性能
        2.2.3 小结
    2.3 隔膜对镍氢电池性能的影响
        2.3.1 实验方法
        2.3.1.1 隔膜的物理性能测试
        2.3.1.2 实验电池的制备
        2.3.1.3 电池性能测试
        2.3.2 实验结果与讨论
        2.3.2.1 隔膜的物理性能
        2.3.2.2 实验电池的大电流放电性能
        2.3.2.3 实验电池的循环寿命
        2.3.2.4 实验电池的荷电保持率
        2.3.3 小结
    2.4 电解液对镍氢电池性能的影响
        2.4.1 实验方法
        2.4.1.1 实验电池的制备
        2.4.1.2 电化学性能测试
        2.4.2 实验结果及讨论
        2.4.2.1 充电及倍率放电性能
        2.4.2.2 充放电循环性能
        2.4.2.3 电解液对荷电保持率的影响
        2.4.2.4 实验电池的交流阻抗特性
        2.4.2.5 实验电池的高温性能
        2.4.3 小结
    2.5 镍氢电池的爆炸现象探讨
        2.5.1 实验方法
        2.5.2 实验结果与讨论
        2.5.2.1 爆炸钢壳的微观外貌
        2.5.2.2 钢壳的耐蚀性
        2.5.2.3 钢壳的断口分析
        2.5.3 小结
第三章 液相沉淀法制备Ni(OH)_2的研究
    3.1 引言
    3.2 沉淀转化法制备Ni(OH)_2的研究
        3.2.1 实验方法
        3.2.1.1 Ni(OH)_2活性物质的制备
        3.2.1.2 Ni(OH)_2的物理性能表征
        3.2.1.3 实验镍电极的充放电性能
        3.2.2 实验结果分析与讨论
        3.2.2.1 Ni(OH)_2的微观形貌
        3.2.2.2 Ni(OH)_2的XRD 衍射谱
        3.2.2.3 两种镍正极的充放电性能
        3.2.3 小结
    3.3 均相沉淀法制备Ni(OH)_2的研究
        3.3.1 实验方法
        3.3.1.1 均相沉淀Ni(OH)_2的制备
        3.3.1.2 Ni(OH)_2物性分析
        3.3.1.3 电化学性能测试
        3.3.2 实验结果与讨论
        3.3.2.1 均相沉淀Ni(OH)_2的相结构
        3.3.2.2 均相沉淀Ni(OH)_2的充放电性能
        3.3.2.3 均相沉淀Ni(OH)_2的循环性能
        3.3.2.4 均相沉淀Ni(OH)_2的伏安特性
        3.3.2.5 均相沉淀Ni(OH)_2的交流阻抗谱
        3.3.2.6 均相沉淀Zn~(2+)、Mn~(2+)、Al~(3+)掺杂Ni(OH)_2的微观形貌
        3.3.2.7 均相沉淀Al~(3+)掺杂Ni(OH)_2的FTIR 谱分析
        3.3.2.8 均相沉淀Al~(~(3+))掺杂Ni(OH)_2的热分析
        3.3.2.9 均相沉淀Al~(3+)掺杂Ni(OH)_2的高温电化学性能
        3.3.2.10 均相沉淀Al~(3+)掺杂Ni(OH)_2的倍率放电性能
        3.3.3 小结
第四章 固相球磨法制备Ni(OH)_2的研究
    4.1 引言
    4.2 球磨单元掺杂Ni(OH)_2的研究
        4.2.1 实验方法
        4.2.1.1 球磨制备单元掺杂Ni(OH)_2
        4.2.1.2 单元掺杂Ni(OH)_2物性分析
        4.2.1.3 电化学性能测试
        4.2.2 实验结果与讨论
        4.2.2.1 球磨单元掺杂Ni(OH)_2的相结构
        4.2.2.2 球磨单元掺杂 Ni(OH)_2 的充放电性能
        4.2.2.3 球磨单元掺杂Ni(OH)_2的循环性能
        4.2.2.4 球磨单元掺杂Ni(OH)_2的伏安特性
        4.2.2.5 球磨单元掺杂Ni(OH)_2的EIS 测试
        4.2.2.6 球磨Zn~(2+)、Mn~(2+)、Al~(3+)单元掺杂Ni(OH)_2的微观形貌
        4.2.2.7 球磨Zn~(2+)、Mn~(2+)、Al~(3+)单元掺杂Ni(OH)_2的FTIR 谱分析
        4.2.2.8 球磨Zn~(2+)、Mn~(2+)、Al~(3+)单元掺杂Ni(OH)_2的热分析
        4.2.2.9 球磨Al~(3+)掺杂α-Ni(OH)_2的高温电化学性能
        4.2.3 小结
    4.3 工艺因素对球磨Al~(3+)掺杂Ni(OH)_2性能的影响
        4.3.1 实验方法
        4.3.1.1 球磨Al~(3+)掺杂Ni(OH)_2的制备与表征
        4.3.1.2 实验电池的制作
        4.3.1.3 电化学性能测试
        4.3.2 实验结果与讨论
        4.3.2.1 初始原料中Ni:Al比例对球磨Al~(3+)掺杂Ni(OH)_2性能的影响
        4.3.2.2 转速对球磨Al~(3+)掺杂Ni(OH)_2性能的影响
        4.3.2.3 球磨时间对Al~(3+)掺杂Ni(OH)_2性能的影响
        4.3.2.4 球料比对球磨Al~(3+)掺杂Ni(OH)_2性能的影响
        4.3.3 小结
    4.4 球磨多元掺杂Ni(OH)_2的研究
        4.4.1 实验方法
        4.4.1.1 多元掺杂Ni(OH)_2的制备
        4.4.1.2 多元掺杂Ni(OH)_2的物性分析
        4.4.1.3 实验电池的制备
        4.4.1.4 电化学性能测试
        4.4.2 结果与讨论
        4.4.2.1 球磨多元掺杂Ni(OH)_2的晶体结构
        4.4.2.2 球磨多元掺杂Ni(OH)_2的FTIR 分析
        4.4.2.3 球磨多元掺杂Ni(OH)_2的热失重分析
        4.4.2.4 球磨多元掺杂Ni(OH)_2的充放电性能
        4.4.2.5 球磨多元掺杂Ni(OH)_2的EIS 测试
        4.4.3 小结
第五章 结论
参考文献
攻读博士学位期间发表论文和参加科研情况
致谢

(7)La-Ni-Sn系AB5+x型无Co贮氢电极合金的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 Ni-MH电池的发展概况
    1.2 Ni-MH电池的基本工作原理
    1.3 贮氢电极合金的研究开发概况
        1.3.1 AB_5型混合稀土系合金
        1.3.2 AB_2型Laves相合金
        1.3.3 Mg-Ni系合金
        1.3.4 V基固溶体型合金
        1.3.5 La-Mg-Ni系AB_(3~3.5)型合金
第二章 文献综述:AB_5型低Co及无Co贮氢电极合金的研究进展
    2.1 AB_5型贮氢电极合金的晶体结构和研究现状
        2.1.1 AB_5型贮氢电极合金的晶体结构
        2.1.2 AB_5型低Co及无Co贮氢电极合金的发展概况
    2.2 AB_5型贮氢电极合金的化学成分对合金性能的影响
        2.2.1 Co元素的作用
        2.2.2 Mn元素的作用
        2.2.3 Al、Si元素的作用
        2.2.4 Cu、Fe、Cr元素的作用
        2.2.5 Sn元素的作用
    2.3 合金制备方法对AB_5型低Co及无Co合金电化学性能的影响
        2.3.1 退火处理对合金相结构及电化学性能的影响
        2.3.2 快速凝固对合金相结构及电化学性能的影响
    2.4 低Co及无Co非化学计量比合金
        2.4.1 混合稀土系多元合金
        2.4.2 La(Ni,M)_(5+x)(M=Cu,Sn)三元合金
    2.5 本文的研究思路及主要研究内容
第三章 实验方法
    3.1 合金制备
        3.1.1 合金成分设计
        3.1.2 合金的熔炼
        3.1.3 快速凝固合金样品的制备
        3.1.4 退火合金样品的制备
    3.2 贮氢合金相结构分析
        3.2.1 常规XRD分析
        3.2.2 原位XRD分析
        3.2.3 Rietveld全谱拟合分析
    3.3 合金粉末的平均粒径分析
    3.4 电化学性能测试
        3.4.1 贮氢合金电极的制备
        3.4.2 电化学测试装置
        3.4.3 电化学性能测试方法
    3.5 合金的组织形貌观察及表面分析
        3.5.1 组织形貌观察
        3.5.2 XPS/AES分析
第四章 快速凝固LaNi_(4.92)Sn_(0.33)合金的相结构与电化学性能
    4.1 合金的晶体结构及微观组织
        4.1.1 晶体结构
        4.1.2 合金的微观组织及成分分布
    4.2 合金的PCT特性
    4.3 合金的电化学性能
        4.3.1 活化性能和最大放电容量
        4.3.2 高倍率放电性能
        4.3.3 循环稳定性
    4.4 本章小结
第五章 退火态La(Ni,Sn)_(5+x)(X=0~0.35)合金的晶体结构与电化学性能
    5.1 合金及其氢化物的晶体结构
        5.1.1 La(Ni,Sn)_(5+x)(x=0~0.35)合金的晶体结构
        5.1.2 La(Ni,Sn)_(5+x)(x=0~0.35)合金氢化物的晶体结构
        5.1.3 La(Ni,Sn)_(5+x)(x=0~0.35)合金晶体结构的Rietveld分析
    5.2 合金的PCT特性
    5.3 合金的电化学性能
        5.3.1 活化性能和最大放电容量
        5.3.2 高倍率放电性能
        5.3.3 循环稳定性
    5.4 本章小结
第六章 LaNi_(4.92)Sn_(0.33)合金的循环容量衰退机制
    6.1 LaNi_(4.92)Sn_(0.33)合金的循环容量衰退规律
    6.2 循环过程中合金的结构与化学稳定性
    6.3 合金表面腐蚀产物的特征及其在电解液中的溶出分析
        6.3.1 合金表面腐蚀产物的SEM形貌观察及EDS分析
        6.3.2 XPS及AES分析
        6.3.3 合金元素在电解液中的溶出量分析
    6.4 本章小结
第七章 LaNi_(4.92)Sn_(0.33)合金充放电过程中的原位X射线衍射研究
    7.1 铸态、快凝和退火态LaNi_(4.92)Sn_(0.33)合金基本晶粒的微观特征
    7.2 铸态合金充放电(吸放氢)过程的原位X射线衍射分析
        7.2.1 合金吸放氢过程中的相变与膨胀性质
        7.2.2 合金吸放氢过程中的微结构变化
    7.3 快凝合金(3m/s)充放电(吸放氢)过程的原位X射线衍射分析
        7.3.1 合金吸放氢过程中的相变与膨胀性质
        7.3.2 合金吸放氢过程中的微结构变化
    7.4 退火态合金充放电(吸放氢)过程的原位X射线衍射分析
        7.4.1 合金吸放氢过程中的相变与膨胀性质
        7.4.2 合金吸放氢过程中的微结构变化
    7.5 本章小结
第八章 退火态LaNi_(4.92)Sn_(0.23)M_(0.1)(M=Mn,Fe,Co,Cu,Al)合金的相结构与电化学性能
    8.1 合金的晶体结构
        8.1.1 LaNi_(4.92)Sn_(0.23)M_(0.1)(M=Mn,Fe,Co,Cu,Al,Sn)合金的晶体结构
        8.1.2 LaNi_(4.92)Sn_(0.23)M_(0.1)(M=Mn,Fe,Co,Cu,Al,Sn)合金基本晶粒的微观基本晶粒的微观特征
    8.2 合金的PCT特性
    8.3 合金的电化学性能
        8.3.1 活化性能和最大放电容量
        8.3.2 高倍率放电性能
        8.3.3 循环稳定性
    8.4 本章小结
第九章 总结与展望
    9.1 快速凝固LaNi_(4.92)Sn_(0.33)合金
    9.2 退火态La(Ni,Sn)_(5+x)(x=0~0.35)合金
    9.3 LaNi_(4.92)Sn_(0.33)合金的循环容量衰退机制
    9.4 LaNi_(4.92)Sn_(0.33)合金充放电过程中的原位X射线衍射分析
    9.5 退火态LaNi_(4.92)Sn_(0.23)M_(0.1)(M=Mn,Fe,Co,Cu,Al)合金
    9.6 对今后研究工作的建议
参考文献
攻读博士学位期间发表或接受的论文
致谢

(8)混合动力车用双极性镍氢电池及电池组管理系统的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 HEV 用电池发展现状
        1.1.1 HEV 的特点
        1.1.2 HEV 用铅酸电池
        1.1.3 HEV 用锂离子电池
        1.1.4 HEV 用MH/Ni 电池
    1.2 MH/Ni 电池工作原理及主要特点
        1.2.1 MH/Ni 电池的工作原理
        1.2.2 MH/Ni 电池的特点
    1.3 MH/Ni 电池材料研究进展
        1.3.1 Ni(OH)_2 正极材料研究概况
        1.3.2 贮氢合金负极材料研究概况
        1.3.3 储氢合金的表面修饰
    1.4 双极性 Ni/MH 电池研究进展
        1.4.1 双极性电池结构
        1.4.2 双极性MH/Ni 电池研究概况
    1.5 HEV 用电池管理系统的研究
        1.5.1 数学模型方法
        1.5.2 安培积分法
        1.5.3 开路电压法
        1.5.4 阻抗法
        1.5.5 神经网络法
    1.6 本论文所研究的内容
第2章 实验方法和仪器
    2.1 双极性MH/Ni 电池的制备
        2.1.1 正负电极的制备
        2.1.2 双极性电极的制备
        2.1.3 双极性电池的组装
    2.2 双极性MH/Ni 电池电极的表征
        2.2.1 扫描电子显微镜
        2.2.2 能谱分析
        2.2.3 X 射线衍射分析
        2.2.4 粒度分布测定
        2.2.5 原子吸收光谱法
    2.3 模拟电池和三电极体系的制备
    2.4 电化学分析测试方法
        2.4.1 充放电测试
        2.4.2 脉冲充放电测试
        2.4.3 电化学分析测试
    2.5 数据处理方法
        2.5.1 充电效率
        2.5.2 相对放电容量
        2.5.3 比容量
    2.6 实验仪器和材料
第3章 双极性MH/Ni电池的基本参数设计
    3.1 正极制备工艺的改进
        3.1.1 正极厚度的设计
        3.1.2 正极填充密度的设计
    3.2 负极制备工艺的改进
        3.2.1 负极厚度的设计
        3.2.2 负极填充密度的设计
    3.3 正负极容量配比设计
        3.3.1 MH/Ni 电池内压分析
        3.3.2 正负极容量配比的调整
    3.4 电解液量的设计
    3.5 密封工艺的研究
    3.6 本章小结
第4章 双极性MH/Ni电池的结构设计与性能测试
    4.1 双极性MH/Ni 电池的结构改进
        4.1.1 双极性MH/Ni 电池的改进结构
        4.1.2 实验装置的建立
        4.1.3 落后单体电池性能测试
        4.1.4 改进双极性结构内部反应分析
    4.2 双极性MH/Ni 电池性能测试
        4.2.1 恒流放电测试
        4.2.2 恒流充电测试
        4.2.3 充电效率测试
        4.2.4 脉冲放电测试
        4.2.5 功率性能测试
        4.2.6 脉冲循环测试
        4.2.7 电极循环过程变化分析
    4.3 本章小结
第5章 MH/Ni电池正负极阻抗分布的电化学研究
    5.1 实验
    5.2 电流阶跃法
    5.3 线性极化法
    5.4 交流阻抗法
    5.5 各种电化学方法的比较
    5.6 本章小结
第6章 贮氢合金电极的表面修饰及改性
    6.1 贮氢合金的表面修饰
        6.1.1 实验
        6.1.2 HF 对合金表面修饰的影响
        6.1.3 铜沉积量对合金性能的影响
        6.1.4 表面修饰合金的结构分析
        6.1.5 表面修饰合金的电化学性能
        6.1.6 表面修饰合金EIS 分析
    6.2 储氢合金电极的纳米氧化铜掺杂
        6.2.1 氧化铜的物相分析
        6.2.2 氧化铜掺杂对电池放电储备容量的影响
        6.2.3 氧化铜掺杂电极的SEM 分析
        6.2.4 掺杂合金电极的电化学性能测试
        6.2.5 交流阻抗分析
    6.3 本章小结
第7章 基于神经网络的MH/Ni电池性能预测
    7.1 人工神经网络简介
        7.1.1 神经网络的基本原理
        7.1.2 神经网络的训练算法
        7.1.3 人工神经网络的特征及应用
    7.2 基于BP 神经网络的电池性能预测
        7.2.1 BP 算法的基本原理
        7.2.2 BP 算法的改进
        7.2.3 MH/Ni 电池分析及建模
        7.2.4 样本数据的选取
        7.2.5 网络的训练及测试
        7.2.6 基于BP 网络模型的电池性能预测
    7.3 基于RBF 网络的电池放电容量预测
        7.3.1 RBF 网络的基本原理
        7.3.2 MH/Ni 电池的RBF 网络建模
        7.3.3 数据的选取与处理
        7.3.4 网络的学习与训练
        7.3.5 网络性能测试
    7.4 本章小结
第8章 电动车电池管理系统的软硬件设计及调试
    8.1 电池管理系统的硬件设计
        8.1.1 主控模块
        8.1.2 看门狗电路
        8.1.3 数码显示模块
        8.1.4 信号检测模块
    8.2 电池管理系统的软件设计
        8.2.1 软件设计要求
        8.2.2 主程序的设计
        8.2.3 电压检测模块
        8.2.4 电流、温度检测模块
        8.2.5 荷电状态检测模块
        8.2.6 数码显示模块
    8.3 电池管理系统的软硬件调试
        8.3.1 系统软件的调试
        8.3.2 系统硬件的调试
        8.3.3 软硬件结合调试
    8.4 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文
哈尔滨工业大学博士学位论文原创性声明
哈尔滨工业大学博士学位论文使用授权书
哈尔滨工业大学博士学位涉密论文管理
致谢
个人简历

(9)AB5型储氢合金的研究(论文提纲范文)

1 合金的吸放氢机理
2 多元合金化降钴
    2.1 元素替代
    2.2 非化学计量比
3 制备工艺
4 热处理
5 表面处理
6 结束语

(10)AB5型贮氢合金制备工艺综述(论文提纲范文)

1 熔炼工艺
    1.1 贮氢合金熔化时的注意事项
        (1) 防止合金熔化时发生氧化
        (2) 使合金成分均匀, 防止偏析
        (3) 细化晶粒, 尽量获得柱状晶组织
    1.2 当前常用的熔炼制备方法
        (1) 感应炉熔炼法和电弧炉熔炼法。
        (2) 气体雾化法。
        (3) 机械合金化法。
        (4) 熔体快淬法。
        (5) 其它铸造方法。
2 合金粉制备
3 结束语

四、贮氢合金Mm(NiCoAlMn)_5粒径分布对其电化学性能的影响(论文参考文献)

  • [1]Sm-Mg-Ni系贮氢合金的相结构与储氢性能[D]. 吴瑞香. 燕山大学, 2021(01)
  • [2]新型电极材料球形α-Ni(OH)2的制备及电化学性能研究[D]. 郭威. 燕山大学, 2020(01)
  • [3]渗锂及复相材料改善Ti基准晶储氢性能的研究[D]. 翟晓杰. 长春理工大学, 2019(02)
  • [4]Ce添加A2B7型La-Mg-Ni储氢合金的组织结构演变及其电化学性能改善[D]. 吕玮. 钢铁研究总院, 2018(12)
  • [5]高容量型RE-Mg-Ni系贮氢合金的相结构和电化学性能[D]. 张璐. 燕山大学, 2016(01)
  • [6]高性能镍氢电池及其新型正极材料的研究[D]. 刘元刚. 天津大学, 2007(04)
  • [7]La-Ni-Sn系AB5+x型无Co贮氢电极合金的研究[D]. 魏范松. 浙江大学, 2006(02)
  • [8]混合动力车用双极性镍氢电池及电池组管理系统的研究[D]. 邓超. 哈尔滨工业大学, 2006(11)
  • [9]AB5型储氢合金的研究[J]. 李克杰,李全安,李守英,张清,张兴渊,文九巴. 上海有色金属, 2006(01)
  • [10]AB5型贮氢合金制备工艺综述[J]. 李克杰,李全安,李守英,张清,张兴渊,文九巴. 铸造技术, 2005(11)

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储氢合金Mm(NiCoAlMn)_5粒度分布对其电化学性能的影响
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