本文在全面综述国内外AB₃型贮氢合金研究进展的基础上,确定以La-Mg-Ni-Co-Mn-Al系La_0.7Mg_0.3Ni_2.45Co_0.75Mn_0.1Al_0.2贮氢电极合金作为研究对象,采用XRD分析及Rietveld法结构精修等材料分析方法以及恒电流充放电、电化学阻抗、线性极化、阳极极化和恒电位阶跃等电化学测试技术,分别就Nd对La的部分替代,Pr对La的部分替代以及Cr对Ni的部分替代对La_0.7Mg_0.3Ni_2.45Co_0.75Mn_0.1Al_0.2合金相结构和电化学性能的影响做了深入系统的研究。揭示合金的成分、相结构与电化学性能的关系,并力求通过成分优化进一步改善La-Mg-Ni-Co-Mn-Al系贮氢电极合金的综合电化学性能,开发出一种兼具高容量和长寿命的新型稀土系贮氢电极合金。 为了提高合金的综合性能,采用Nd对La_0.7Mg_0.3Ni_2.45Co_0.75Mn_0.1Al_0.2合金中的La进行部分替代,系统研究了La_0.7-xNd_xMg_0.3Ni_2.45Co_0.75Mn_0.1Al_0.2（x=0.0-0.30）合金的相结构和电化学贮氢性能。结果表明,所有合金均主要由斜六面体PuNi₃型结构的（La,Mg）Ni₃相和六方CaCu₅型结构的LaNi₅相组成,Rietveld结构精修发现,随着Nd取代量的增加,合金中两主相的a、c轴参数和晶胞体积均逐渐减小。同时（La,Mg）Ni₃相的丰度从x=0.00时的69.39wt%减少到x=0.30时的49.58wt%（x=0.30）,相应的LaNi₅相的丰度则是由x=0.00时的30.61wt%增加到x=0.30时的50.42wt%（x=0.30）。电化学性能测试表明,随着x值提高,合金电极的最大放电容量逐渐下降,但是合金电极的循环稳定性得到改善,经100次循环后的容量保持率(S₁₀₀)从x=0.0时的73.2%提高到x=0.30时的80.9%。对合金电极的高倍率放电能力、电化学反应阻抗谱、线性极化、阳极极化以及恒电位阶越的研究表明,合金电极的高倍率放电能力、电化学反应阻抗、交换电流密度、极限电流密度、氢在合金中的扩散系数均随着x值的增大呈现先增加后降低的规律。这表明,随着Nd取代量的增加,合金电极的电化学动力学性能呈现出先提高后降低的趋势。综合比较发现,当Nd替代量为x=0.10时,合金具有较好的综合电化学性能,其最大放电容量为372.7mAh/g,活化次数为2次,在1000mA/g放电电流密度下的高倍率放电能力(HRD₁₀₀₀)可达70.1%,经100次充放电循环后的容量保持率(S₁₀₀)为78.4%。 在此研究的基础上,进一步研究了Pr对La_0.7Mg_0.3Ni_2.45Co_0.75Mn_0.1Al_0.2合金中的La进行部分替代后La_0.7-xPr_xMg（0.3）Ni_2.45Co_0.75Mn_0.1Al_0.2（x=0.0-0.30）合金的相结构和电化学贮氢性能。结果表明,上述合金仍主要由（La,Mg）Ni₃相和LaNi₅相组成,两相的晶胞参数和晶胞体积均随x值的增加而减小。同时（La,Mg）Ni₃相的丰度从x=0.00时的69.48wt%减少到x=0.30时的40.52wt%（x=0.30）,相应