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氢能是一种绿色、高效的新型能源。因其以取之不尽的海水为原料,燃烧后的产物也不会污染环境,从而在未来的能源体系中将占重要的地位。但氢能的安全有效存储和运输是目前氢能发展和应用的瓶颈。固体储氢材料是一种非常有前途的储氢介质,不仅在储氢密度、体积、安全性能以及环境友好等方面有着许多其它方法所不及的优势。目前,我国镍氢电池的主要负极材料是AB5型LaNi5稀土储氢合金。由于AB5型稀土储氢合金因成本高、放电容量低,难以适应现代市场对其提出的要求。而La-Mg-Ni系储氢合金具有放电容量高、活化快、成本低等优势,在目前的镍氢电池中显示出良好的应用前景。虽然针对该材料已经进行了大量的研究工作,但是在合金的制备、性能及应用等方面尚存在许多问题有待解决。本文工作在分析目前研究和开发的储氢电极材料的发展现状及存在问题的基础上,针对La-Mg-Ni系储氢合金的制备、充放电性能进行了研究,并得到了如下重要结论。首先,采用机械合金化法制备了MlNi3.55Co0.75Mn0.40Al0.30+x wt.%Mg(Ml是富镧混合稀土;x=3,5,7,10)复合储氢合金。对MlNi3.55Co0.75Mn0.40Al0.30/Mg复合合金的相结构和电化学性能进行了研究。研究结果表明,MlNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.30合金由单一的LaNi5相组成。而MlNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.30/Mg复合储氢合金由LaNi5主相和少量的(La,Mg)2Ni3相组成,且合金中(La,Mg)2Ni3相的含量随镁含量x的增大而增多。此外,当复合合金中镁含量较多(x=10)时,复合合金有非晶化的趋势。电化学性能测试结果显示,当添加镁含量较少(x≤7)时,合金的最大放电容量、放电性能以及循环稳定性都好于MlNi3.55Co0.75Mn0.40Al0.30合金的相应性能,其中x=5时,合金的综合电化学性能最佳。其次,采用熔炼+球磨联合退火方法制备了La-Mg-Ni系A2B7型La0.70Mg0.30Ni2.45Co0.75Al0.30复合储氢合金。研究了球磨时间、Mg过量添加量、退火温度和退火时间对La0.70Mg0.30Ni2.45Co0.75Al0.30复合储氢合金结构和电化学性能的影响。研究结果表明,La0.70Mg0.30Ni2.45Co0.75Al0.30复合合金均以LaNi5为主相,仅在2 h球磨时间的复合合金中观察到明显的(La,Mg)2Ni7相。随球磨时间的延长,合金的最大放电容量先增加后减小,而合金的循环稳定性变差。随着金属Mg过量添加量的增大,合金中(La,Mg)2Ni7相含量在逐渐增多,同时,合金的最大放电容量和循环稳定性先增大后减小。随着退火温度的升高,合金中(La,Mg)2Ni7相含量在逐渐减少,同时,合金的最大放电容量和循环稳定性先增大后减小。当退火温度为600℃时,合金电极的最大放电容量最佳,当退火温度为650℃时,合金电极的循环稳定性最好。随退火时间的延长,合金样品中(La,Mg)2Ni7相的衍射峰先变强后变弱,退火时间为4 h时,(La,Mg)2Ni7第二相衍射峰最强。当退火时间为4 h时,合金电极的最大放电容量最大。退火时间对合金的循环稳定性影响不明显。综合比较,La0.70Mg0.30Ni2.45Co0.75Al0.30复合合金最佳的制备工艺是球磨时间为2 h,Mg过量添加量为20wt.%,退火温度为600℃,退火时间为4 h。最后,通过使用液体覆盖剂控制镁的挥发,采用感应熔炼联合退火方法制备了La0.70Mg0.30Ni2.45Co0.75Al0.30合金。微结构分析表明,La0.70Mg0.30Ni2.45Co0.75Al0.30合金由LaNi5相,(La,Mg)2Ni7相和(La,Mg)Ni3相组成。对La0.70Mg0.30Ni2.45Co0.75Al0.30合金在900℃退火4 h后发现,合金中的相类型基本不变,但合金中相含量发生了明显的变化。