低钴稀土系贮氢合金开发及其应用

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AB5型贮氢合金是MH-Ni电池技术的核心,成分是决定贮氢合金性能的主要素。多元合金化方法是提高合金的综合电化学性能的重要手段。当今典型的商品化合金是MlNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3,在所有元素中,Co的含量约占10%(wt),但价格却占合金成本的40%~50%,为了降低贮氢合金的成本,必须开发低Co或无Co的贮氢合金。通过合金成分优化和采用较优的制备工艺可以获得高容量、长寿命、低价格的贮氢合金。 研究了加Dy对合金的微观结构、组织以及电化学性能的影响。XRD及EDS分析表明,Dy能很好融入主相晶格中,未单独形成第二相。电化学测试表明,适量Dy的加入能够提高低钴合金的放电容量,以及合金的充放电循环稳定性。Ti 的加入可引起合金最大放电容量的降低,但对低钴贮氢合金的循环稳定性却有明显的改善,适量Ti的加入(x=0.05)可获得综合电化学性能较好的的贮氢合金。 退火处理结果表明,退火降低了合金的晶格应力和缺陷,同时使得合金的单胞体积增大。电化学测试结果表明,退火处理后合金的放电容量有所提高,循环稳定性有所改善。 快淬结果表明,快淬后合金主相为CaCu5结构;随淬速的增加,晶格参数c及单胞体积减小,快淬后,合金的活化次数增多,放电电压平台更加平稳,循环稳定性得到显著改善,在本研究范围内,快淬降低了合金的放电容量。 对于本研究低钴贮氢合金采用大炉熔炼,准生产快淬设备,电池生产线上制备的MH-Ni AA电池,实测性能表明,各项性能达到高钴合金性能指标,成本却明显降低,完全可以替代高钴贮氢合金。
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