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本文利用真空电弧熔炼法制备了La0.7Mg0.3Ni2.65Co(0.75-x)Mn0.1Alx(0≤x≤0.2), LaNi3.15-xMnxCo0.25Al0.1(0≤x≤0.3)以及La0.4Er0.4Mg0.2Ni3.3-xCoxAl0.2(0.1≤x≤0.4)储氢合金,采用XRD、SEM等材料表征手段研究了系列合金的组织结构变化规律,采用模拟电池法测试了合金负极的综合电化学性能。运用交流阻抗测试技术对合金电极电化学行为进行了研究,并结合线性扫描和恒电位阶跃研究了Co、Mn和Al元素的添加对合金的动力学影响。对LaNi3.15-xMnxCo0.25Al0.1(0≤x≤0.3)系列合金进行1073K退火处理,分析退火对合金电化学性能的影响。 随着Al替代Co量的增加,La0.7Mg0.3Ni2.65Co(0.75-x)Mn0.1Alx(0≤x≤0.2)合金的合金的最大放电容量降低,当Al替代量由x=0增加到x=0.2时,合金的最大放电容量由384.3mAh/g降低到346.7mAh/g。循环稳定性先降低后升高,在替代量x=0.2时,S50达到最大值(71.59％)。合金的表面电荷转移速率先降低后升高,但合金内部氢原子的扩散能力升高,从而使得高倍率性能变化规律产生波动。当x=0.1时,合金拥有最好的高倍率性能。 随着Co替代Ni量的增加,La0.4Er0.4Mg0.2Ni3.3-xCoxAl0.2(0.1≤x≤0.4)合金晶胞参数a轴、c轴和晶胞体积增加。,合金电极的最大放电容量有所升高,从x=0.1时的225mAh/g升高到x=0.4时的254.9mAh/g,容量增加了29.9mAh/g。在一定程度上改善合金的循环性能,当替代量x=0.4时,储氢合金50次循环后容量保持率 S50达最大(66.10%)。合金的表面电荷转移能力先降低后升高,同时氢扩散系数也是先降低后升高,两者共同作用影响合金的高倍率性能。在x=0.1时,合金的高倍率性能最好。 LaNi3.15-xMnxCo0.25Al0.1(0≤x≤0.3)合金是由多相共同组合形成的。合金的主相为LaNi5和La2Ni7两相,同时伴有La7Ni3相。随着Mn含量的增加,La2Ni7相的峰强逐渐减弱而La7Ni3相的峰强逐渐增加,LaNi5相中a轴和c轴以及晶胞体积的增加。合金电极的最大放电容量有所升高,由x=0的238 mAh/g逐渐增加到x=0.3的277.1 mAh/g。高倍率性能随着Mn含量的增加先升高后降低,在x=0.2时合金的高倍率性能最好。 LaNi3.15-xMnxCo0.25Al0.1(0≤x≤0.3)合金退火后最大放电容量有所下降,循环稳定性明显提高,高倍率性能有所提升。