一、锆基储氢合金电极的球磨表面改良方法及其性能(论文文献综述)
李智博[1](2021)在《钴磷复合材料的电化学储氢性能研究》文中指出Co基合金具有优异的电化学储氢性能,作为Ni-MH电池的负极材料在新能源领域受到广泛关注。本论文以Co-P合金为研究对象,加入花状Ni/C纳米晶、MWCNT/MoS2复合材料和C@Ni S核壳材料,形成以Co-P合金为主的复合材料,并研究了Co-P复合材料的微观形貌和电化学性能,具体研究结果如下:(1)通过溶剂热法制备了花状Ni/C纳米晶,采用球磨法将其与Co-P合金复合,形成Co-P+Ni/C复合材料。Co-P+Ni/C复合材料的最大放电容量为635.8 m Ah/g,容量保持率为66.3%。研究表明,花状Ni/C纳米晶所具有的独特片层结构和电催化作用可以有效的改善Co-P合金的电化学储氢性能。(2)采用溶剂热法将MoS2和多壁碳纳米管(MWCNT)进行复合,再通过高能球磨法制备出Co-P+MWCNT/MoS2复合材料。复合后的材料表现出比Co-P合金更好的电化学性能,在30 m A/g电流密度下,最大放电容量可达702.9 m Ah/g,循环50圈后的放电容量仍可保持在478.7 m Ah/g。研究表明,MWCNT优异的电导率和中空管状结构可以加速电荷转移并为氢提供传输通道,MoS2可以抑制活性物质的溶解和氧化。二者形成复合材料后,MWCNT和MoS2的协同作用进一步改善了Co-P合金的电化学储氢性能。(3)采用低温水浴法制备了一种核壳材料,这种核壳材料是由Ni S包覆多孔碳(C@Ni S)形成的,并采用球磨法制备出Co-P合金和C@Ni S的复合材料。当Ni S和多孔碳的摩尔比为4时,复合材料的电化学性能最好,最高放电容量可达697.8 m Ah/g,容量保持率为69.2%。研究表明,具有催化作用的Ni S纳米片层均匀的包覆在多孔碳表面上时,可以为电化学反应提供更多的活性位点,加快电极与电解质之间的电荷转移速率,促进氢的扩散,从而提高复合材料的电化学储氢性能。
宋浩[2](2021)在《La-Mg-Ni系储氢合金的相结构与电化学性能研究》文中研究指明储氢合金作为镍氢电池的负极材料,对此类电池的性能有着至关重要的影响。当前商用的储氢合金(稀土AB5系合金)的放电容量已几乎迫近其极限,因此,开发出新型高容量储氢合金成为各国材料研究者探索的重点,其中综合性能良好的La-Mg-Ni系储氢合金大放异彩,受到广泛关注。然而,该系列合金仍有很大的不足,如Mg元素在熔炼过程中易烧损,难以精准控制其含量,导致相成分复杂。此外,该系列合金电极在反复吸放氢过程中易粉化,在电解液中易遭到腐蚀,循环稳定性较差。针对上述问题,本文采用中间合金替代Mg单质进行合金熔炼以减少Mg元素烧损带来的波动,并研究了球磨制备、退火处理以及负极镀铜的表面处理等方法对La-Mg-Ni系储氢合金性能的影响。通过球磨法制备La4MgNi19储氢合金,发现合金由La Ni5、La2Ni7以及Pr5Co19相三种相组成。随着球磨转速的提高,合金电极的各项性能有所波动。当球磨参数为220r/min、10 h时,La2Ni7以及Pr5Co19相的相丰度最高,为51.74%,此时合金在第5个循环时完全活化,Cmax=153.5 m Ah/g,S60=65.02%,HRD300、HRD600以及HRD900分别为98.02%、92.86%和87.4%,合金电极的综合性能较好。当球磨参数为250 r/min、10 h时,高倍率放电性能最佳,HRD900为91.98%,此时合金电极的循环稳定性也最好,S60为69.56%。当改变球磨时间时,合金电极的高倍率放电性能主要受氢扩散系数D影响;当改变球磨转速时,合金电极的高倍率放电性能主要受交换电流密度I0的影响。对球磨法制备得的La4MgNi19储氢合金进行退火处理,发现随着退火时间的延长以及退火温度的增加,La2Ni7以及Pr5Co19相的相丰度先增加后减少,当以900℃的温度保温退火8 h时,此二相完全消失。此时合金需10个吸放氢循环才能完全活化,Cmax=155.3 m Ah/g,S60=57.3%,HRD900为94.01%。La Ni5相在反复吸放氢过程中易晶格膨胀,导致合金抗粉化能力差。在退火8 h的条件下,随着退火温度的增加,合金电极的最大放电容量逐渐增多,从122 m Ah/g(800℃)增多到145.7 m Ah/g(850℃)和155.3 m Ah/g(900℃)。此外,实验表明,退火态合金的高倍率放电性能良好,HRD900=90.13%(800℃、8 h),且随着退火温度的升高或退火时间的延长得到进一步改善。氢的扩散系数D和交换电流密度I0对合金电极HRD900有不同程度的影响,相较而言,合金电极的高倍率放电性能主要受交换电流密度I0的影响,氢扩散系数D对高倍率放电的作用很小。对球磨法制备得的La4MgNi19储氢合金电极进行镀铜处理,发现以2 A/dm2的电流密度镀铜0.5 h时合金的综合性能最优,此时合金电极只需4个循环即可完全活化,Cmax=138.9 m Ah/g,S60=76.67%,HRD300、HRD600、HRD900分别为99.07%、96.37%、93.85%。合金电极表面包覆的铜层形成了一层钝化膜,在防止合金表面氧化及钝化的同时抑制电解液对电池的腐蚀,提高了电极循环寿命。镀铜1 h和2 h的S60分别为74.94%和71.61%,此外,合金电极表面Cu元素的沉积提升了导电性和电催化活性,增加了合金电极表面电荷转移的速率,从而使合金电极在大电流放电时放电容量得到提升。镀铜处理后的合金电极高倍率放电时放电效率均在91%以上,其中以300 m A/g、600 m A/g的放电电流放电时,HRD300大于98%,HRD600大于94%。镀铜处理后合金电极的HRD受到由氢扩散系数D和交换电流密度I0共同决定。
吕健[3](2020)在《钴硼合金的改性及其电化学储氢性能的研究》文中提出据有关报道可知,近些年,有许多新型储氢合金受到了关注,而具有高放电容量的钴基合金就是其中之一,作为新的能源储存和转化材料而被研究,应用于镍氢电池的负极材料。本文中的所有试验都是以Co2B合金为主研究主体,通过利用机械球磨和化学置换的方法,将Pd、Cu、碳纤维和Co3O4纳米颗粒掺入其中形成以钴基合金为主的复合材料,从而研究对Co2B合金的微观结构和电化学性能的影响,本论文的研究主要内容和结果如下:(1)利用机械球磨的方法将5wt.%Pd掺入Co2B合金当中,通过研究球磨时间对Co2B+5wt.%Pd复合合金的影响,当球磨时间为30min时,Pd的分布最均匀,复合合金的电化学性能最佳。研究表明,Pd作为一种高效催化剂,可以加速电荷的转移速率,从而改善了材料的动力学和电化学活性。(2)通过机械球磨的方法分别掺入碳纤维和Co3O4纳米颗粒以及将碳纤维和Co3O4纳米颗粒共同掺入Co2B合金中,分别研究了碳纤维和Co3O4纳米颗粒对Co2B合金的影响以及两者协同作用下对Co2B合金的影响。碳纤维具有高导电能力以及强抗腐蚀的性能,Co3O4纳米颗粒是一种高效的电催化剂,保证了Hads在合金充放电中的供应,两者分别对Co2B合金的影响显着,改善了Co2B合金的放电容量以及循环寿命等的电化学性能,共同掺杂后,协同作用下,提高效果更是显着。(3)采用机械球磨法和化学置换法制备了Co2B+3wt.%Cu复合合金,通过实验发现化学置换法制备的复合合金中的Cu分布更加均匀,单位面积Cu含量也更高,使复合合金具有更好的化学性能。Cu的导电性以及抗腐蚀性在复合合金中起着非常重要的作用,使两种复合合金都表现出了更好的循环稳定性。
翟晓杰[4](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。
孙昊[5](2019)在《稀土合金化及球磨制备对镁镍系合金储氢行为的影响》文中提出镁镍系储氢合金因其具有储氢量大,资源丰富和价格低廉等优势,而受到了广泛的重视。然而这类合金也存在着诸如吸放氢温度较高、动力学性能较差等缺点,限制了其走向实际的应用。为此,研究者采用了诸如改变化学成分、添加催化剂,或者改变制备手段等方法来改善合金的吸放氢性能。虽然这些措施对合金储氢性能改善均起到了一定程度的作用,但改善的效果尚待提高,作用机制也未形成统一的认识。本文将Mg24Ni10Cu2合金作为基础合金,研究了稀土添加、球磨制备和复合镍等方法对镁镍系合金的组织结构以及电化学和气固储氢性能的影响,定量研究了合金放氢活化能和吸放氢热力学随上述改性工艺调整的演变,并深入探索了合金吸放氢机制的变化机理。研究了Y、Sm和Nd三种不同稀土元素的添加对合金组织结构与储氢性能的影响。发现三种稀土添加均能显着细化铸态合金的树枝晶组织,并使合金相组成变为由Mg2Ni相、Mg相以及稀土添加后的形成的REMgNi4(RE=Y,Sm,Nd)相三相构成。Y添加能够促进Cu在Mg2Ni相中的固溶度,提高Cu对Ni的替代率,而Nd和Sm添加没有此现象产生。稀土添加能够改善合金的储氢性能,包括电化学循环稳定性,气固储氢的活化性能、动力学放氢性能和热力学性能。三种稀土元素中Y添加的改善作用最好,Y添加后合金的放氢活化能由未添加前的77.4 kJ/mol降低到添加后的72.0kJ/mol;Mg2Ni相吸放氢的(35)H分别由未添加前的-59.2和67.1 kJ/mol H2,改变为添加后的-53.6和63.7 kJ/mol H2,(35)S分别由未添加前的-113.7和123.1 J/K/mol H2,改变为添加后的-104.3和117.4 J/K/mol H2。稀土添加并不改变合金的三维扩散控制吸氢机制和相界反应控制的放氢机制。在此基础上通过实验和第一性原理计算研究了Y添加量对合金相组成及结构特征与吸放氢性能的影响。发现随Y添加量的增加,合金的基体组织逐渐由树枝晶组织演变为共晶组织,合金中Mg2Ni相的含量减少,YMgNi4相含量增加。随Y添加量的增加,Cu元素在Mg2Ni相中的固溶度增加,提高了Cu元素对Ni元素的替代率,最高时Cu和Ni的原子比达到了0.36,导致合金吸氢后Mg2NiH4相热力学稳定性的降低。Mg2Ni与Mg几乎可以同时开始吸氢,但Mg2NiH4相较MgH2更容易放氢。Y添加能够改善合金的吸放氢动力学性能和热力学性能,其中Mg22Y2Ni10Cu2合金的活化能只有67.6 kJ/mol,合金主要吸氢相Mg2Ni相吸放氢的(35)H分别为-50.5和61.1kJ/mol H2,(35)S分别为-100.7和115.4 J/K/mol H2。第一性原理计算结果表明Mg原子可以占据部分Y原子的位置而形成Y1-xMg1+x+x Ni4相,但其稳定性低于YMgNi4相。研究了球磨时间对合金组织结构与合金气态、电化学储氢性能的影响。发现球磨制备能够明显细化合金的组织,并使合金由晶态转变为非晶/纳米晶结构,其效果随球磨时间越发显着。球磨显着提高了合金的电化学的放电容量,同时能够改善合金的电化学倍率特性,但降低了合金的循环稳定性。其中球磨40 h合金的电化学放电容量是铸态合金的231%,而球磨20 h的合金具有较好的电化学倍率特性。球磨制备能够改善合金气固吸放氢的动力学,降低氢化物的热力学稳定性,但却降低了合金的可逆储氢量,其中球磨20 h时合金具有最低的放氢活化能62.4 kJ/mol,相比铸态降幅达到了13.3%,球磨40 h合金的热力学性能最好,其吸氢(35)H和(35)S值为49.1 kJ/mol H2和-94.6 J/K/mol H2,放氢的(35)H和(35)S则为61.3 kJ/mol H2和110.6 J/K/mol H2。同时发现球磨制备不改变合金的吸放氢机制。研究了复合镍对合金结构及储氢性能的影响。发现复合镍能够显着促进球磨过程中合金非晶及纳米晶化的进程。复合镍的添加能够显着提高合金的电化学放电容量,改善合金的循环稳定性,同时也能提高合金的动力学性能,复合100 wt.%Ni的合金具有最大的放电比容量,达到了729.3 mAh/g,而复合150 wt.%Ni时却有着更好的循环稳定性和动力学性能。同时发现,复合镍对合金气固储氢动力学及热力学性能改善不起作用,但却对材料气固储氢的吸放氢机理产生了明显的影响。复合50 wt.%Ni合金吸放氢均为随机形核和随后长大的控制机制,复合100 wt.%Ni合金吸氢时为扩散控制机制,放氢则为随机形核和随后长大的控制机制。
尹伟强[6](2019)在《La-Y-Ni基A2B7型储氢合金微观结构和电化学性能的研究》文中研究说明近年来储氢电池发展迅速,但仍存在许多问题,氧化物、石墨烯以及BFe材料具有优异的物理性能。本篇论文通过将这些新材料添加到储氢合金中,探究A2B7型储氢合金(LaY2Ni9.5Mn0.5Al0.5)为的微观结构和电化学性能。研究内容主要包括以下三部分:氧化物的添加对合金性能的影响;石墨烯添加对储氢合金性能的影响;BFe-C复合材料的添加对储氢合金性能的影响。从XRD图中分析得,添加不同氧化物、石墨烯及BFe-C材料后的储氢合金(LaY2Ni9.5Mn0.5Al0.5)的晶体结构并没有被改变,合金的晶胞结构均主要由Ce2Ni7和Gd2Co7两相组成。由SEM图中可以看出,合金的相结构呈现明暗交替,说明两相均匀分布在合金中。球磨处理使合金颗粒大小更均匀。电化学研究表明,添加氧化物后的合金电极的最大放电容量和循环稳定性均有所提高。其中,添加ZnO的合金电极的最大放电容量达到280.1 mAh/g;添加CuO的合金电极的循环稳定性S100提高达到65.2%,荷电保持率也得到提高;添加Pr2O3的合金电极的高倍率放电性能提高。添加石墨烯的合金电极的最大放电容量和循环稳定性均有所提高。其中,添加3wt%的石墨烯的合金电极的放电容量为277.4 mAh/g;100圈循环后,添加3wt%的石墨烯的合金电极的放电容量比基准合金高约50 mAh/g。在高温环境下,添加石墨烯的合金具有较高的放电容量。添加适量的石墨烯可以提高合金电极的高倍率放电性能,其中,添加3wt%石墨烯的合金电极的高倍率放电性能较好。添加1wt%石墨烯的合金电极的荷电保持率提高,添加3wt%、5wt%的石墨烯的合金电极的荷电保持率减少。添加BFe-C复合材料有助于提高合金电极的最大放电容量。添加15wt%BFe-C复合材料的最大放电容量为405.9 mAh/g。BFe-C复合材料的添加使合金电极的循环稳定性降低,合金的荷电保持率减少。随着温度的升高,合金电极的放电容量均减小。
王蕊[7](2019)在《掺杂碳纳米管与Al2O3对Mg2Ni储氢合金电化学性能的影响》文中进行了进一步梳理Mg2Ni储氢合金由于具有较大的理论储存容量,充电性能好等优点,是非常有潜力的储氢材料。Mg2Ni储氢合金作为镍氢电池的负极是极为理想的材料,之前已有研究表明,掺杂Al2O3可以有效提高Mg2Ni合金的电化学储氢性能,Al2O3是具有改善金属氢化物储氢性能的添加剂。为了改善电化学性能,本文进行了对Mg2Ni合金中掺杂碳纳米管的尝试实验,碳纳米管具有储氢量大,释氢速度快,可以在常温下释放氢等优势,一直以来,同样受到人们的广泛关注。本文着重研究了碳纳米管对Mg2Ni合金的电化学储氢性能的影响,同时,将两种物质共掺杂于Mg2Ni合金,找到了改善Mg2Ni合金电化学储氢性能的新方法,并得到了一系列有价值的研究成果:(1)掺杂不同含量的碳纳米管于Mg2Ni储氢合金中进行球磨,发现掺杂碳纳米管的Mg2Ni储氢合金在最大放电容量上有一个明显的提高,而且具有较高的容量保持率。其中,掺杂比例为15wt.%时,合金的电化学性能提升最明显,此时其最大放电容量最大,为224.1 mAh/g,放电平台最为平缓,自放电的荷电保持率为99.2%。(2)在球磨5 h、15 h和25 h的Mg2Ni+15wt.%CNTs的电极片中,球磨5 h的最大放电容量最高,放电能力最强,且自放电的容量保持率最高,综合电化学性能最好。(3)通过对样品的X射线衍射图谱(XRD)和扫描电镜(SEM)分析,发现随球磨时间的增加,Mg2Ni+15wt.%CNTs合金颗粒变小,球磨时间继续增加导致合金颗粒产生团聚现象。(4)在上述合金Mg2Ni+15wt.%CNTs中掺杂不同含量的Al2O3,随Al2O3含量的增加,最大放电容量呈现先增大后减小的趋势,当Al2O3含量为1wt.%时,最大放电容量为231.8 mAh/g。
丁玉川[8](2018)在《元素部分替代及石墨烯基复合物对(La,Mg)Ni2.8Co0.7型合金电化学性能影响的研究》文中研究表明本文通过悬浮熔炼制备 La1-xMgxNi2.7Co0.8(x=0.15,0.2,0.25,0.3at%)储氢合金,并采用水热法制备NiCo@rgo,Ti02/N-rGO等石墨烯基纳米复合物。研究镁部分替代镧、石墨烯负载双金属元素(镍和钴)以及石墨烯负载氧化钛/氮对La-Mg-Ni基合金电化学储氢性能的影响。研究结果显示,当Mg对La的替代量为x=0.25时,La1-xMgxNi2.7Co0.8(x=0.25at%)合金电极放电容量达到最大值,此时放电容量为380mAh · g-1,此外,x=0.25对应合金电极的表现出了良好的动力学性能。如在放电电流密度为1500mA/g时,La1xMgxNi2.7Co0.8(x=0.25at%)合金电极的高倍率放电性能HRD1500为50.5%,而其余镁含量的储氢合金电极的HRD1500均小于32%。同时,合金电极的阳极氧化峰电流密度Ip、交换电流密度Ie以及合金电极体内的氢扩散系数D均达到最大值。显然,x=0.25对应的合金电极综合电化学性能最好。基于La0.75Mg0.25Ni2.8Co0.7表现出较好的电化学性能,通过以还原氧化石墨烯负载氧化钛/氮(TiO2/N-rGO)复合物作为催化剂,对其进行改性研究发现,当在合金电极中添加质量分数为5wt%的Ti02/N-rGO后,合金电极的最大放电容量从添加前的380mAh·g-1增加到了414 mAh·g-1,同时,合金电极的高倍率放电性能从50.2%增加到了 71%。La0.75Mg0.25Ni2.8Co0.7-TiO2/N-rGO 合金电极的交换电流密度为 211.1mA/g,而未添加催化剂的和添加rgo、N/rgo、Ti02/rgo催化剂合金电极的交换电流密度分别为 110.8 mA/g、135.4 mA/g、120.6mA/g、115.7 mA/g。添加 Ti02/N-rGO纳米复合物后,在Ti02和N的协同作用下,氢原子在合金电极体内的扩散能力、合金电极表面的交换电流密度等均比rGO、N/rGO、Ti02/rGO的独立作用得到明显改善。当NiCo@rGO复合物作为催化剂应用到La-Mg-Ni基合金电极时,相比于rGO、Ni/rGO、Co/rGO具有良好的催化活性。添加NiCo@rGO催化剂的电极的阳极峰电流密度达到2137.mA/g,而Ni/rGO、Co/rGO及rGO仅有 1220mA/g、1257mA/g、1753mA/g。此外,添加 NiCo@rGO 催化剂的合金电极的极限电流密度IL从1450.mA/g提高到2378.5mA/g。电荷转移电阻相对于其他催化剂也明显降低,氢在合金体内的扩散系数D也从4.89×10-10 cm2/s 提高到 6.38×10-10 cm2/s,在 1500mA/g 的放电电流密度下,添加5wt.%的NiCo@rGO合金电极的HRD1500达到了 73.5%。
吕玮[9](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》文中提出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。
李家丞[10](2017)在《石墨烯负载Cu、Co以及CeO2复合物对La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.5合金电化学性能影响的研究》文中认为La-Mg-Ni基储氢合金作为最具潜力的镍氢电池负极材料之一,相对于传统的AB5型储氢合金更具性能优势。石墨烯是一种新型二维材料,具有优异的导电性,高比表面积,以及其他优异的力学、电学性能。因此在传统的储氢合金粉体表面催化工艺上引入石墨烯,制备石墨烯负载过渡金属复合物以及石墨烯负载稀土氧化物复合物,发挥石墨烯与过渡金属及稀土氧化物的各自优势,令其发挥更好的协同作用,获得更优异的催化效能,成为了研究热点。本文采用氢气还原工艺制备石墨烯负载Cu复合物(Cu@rGO),石墨烯负载Co复合物(Co@rGO),以及石墨烯负载Ce02(Ce02@rGO)。并利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)以及能谱仪(EDS)对所制备的石墨烯复合物进行表征。结果表明,本实验的工艺可以制备出Cu、Co和Ce02颗粒负载于石墨烯片层之上的石墨烯复合物。并且利用球磨的工艺使上述复合物对La0.7Mg0.3Ni2.8Coo.5合金粉体进行了催化,测试其最大放电容量,循环寿命以及高倍率放电性能。并运用循环伏安,Tafel极化曲线,恒电位扫描,线性极化曲线,电化学阻抗谱(EIS)等多种电化学测试手段来探究石墨烯负载Cu,Co以及Ce02的复合物催化Lao.7Mg0.3Ni2.8Co0.5合金电极在碱液中的电化学过程。研究结果表明:1.添加量为6wt.%Cu@rGO催化La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.5合金电极,得到最大放电容量为407.3 mAh·g-1。在不同的添加量下,对电极的最大容量均有提升。添加Cu@rGO复合物催化的电极相对于未催化的电极的动力学性能均有所提高。其中,添加量为6wt.%Cu@rGO合金电极的高倍率HRD1500达到了 76%。说明适量Cu@rGO复合物对Lao.7Mg0.3Ni2 8Co0.5合金粉体进行催化,能显着提高合金电极的最大放电容量,活化性能以及高倍率放电性能。2.添加量为9wt.%Co@rGO催化Lao.7Mg0.3Ni2.8Co0.5合金电极,得到最大放电容量为418mAh·g-1,而未添加的仅为374mAh·g-1。添加Co@rGO复合物催化的电极相对于未催化的电极的动力学性能有所提高。其中,添加量为6wt.%Co@rGO合金电极的高倍率HRD1500达到了 58%,而未添加Co@rGO复合物的合金电极在1500 mA g-1大电流的高倍率HRD1500为零。添加Co@rGO复合物能够显着提高La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.5合金电极的高倍率放电性能的提高。而继续加入Co@rGO复合物反而降低了氢在电极中的扩散系数,从而降低了电极的高倍率性能。3.实验中,单纯的CeO2催化合金粉体虽然提高了合金电极的阳极氧化峰电流密度Ig却降低了氢在合金电极体内的扩散系数,得到最大放电容量为403 mAh·g-1,而未催化的合金电极的最大放电容量仅为376 mAh.g-1。而单纯的石墨烯(rGO)催化,能显着提高氢在合金电极体内的扩散系数。CeO2@rGO复合物既能提高合金电极的阳极峰氧化电流密度,又能提高电极中氢的扩散系数。既提高了合金电极的最大放电容量,又提高了电极的高倍率放电性能。
二、锆基储氢合金电极的球磨表面改良方法及其性能(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、锆基储氢合金电极的球磨表面改良方法及其性能(论文提纲范文)
(1)钴磷复合材料的电化学储氢性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 Ni-MH电池的简介 |
1.2.1 Ni-MH电池的发展过程 |
1.2.2 Ni-MH电池的原理及特点 |
1.2.3 Ni-MH电池的基本性能 |
1.2.4 Ni-MH电池未来发展趋势 |
1.3 储氢合金的研究现状 |
1.3.1 AB_5型稀土系储氢合金 |
1.3.2 AB_2型Laves相储氢合金 |
1.3.3 AB_3型储氢合金 |
1.3.4 AB型钛基储氢合金 |
1.3.5 镁基储氢合金 |
1.3.6 钴基储氢合金 |
1.4 论文的研究目的和内容 |
1.4.1 论文的研究目的 |
1.4.2 论文的研究内容 |
第二章 实验材料及实验方法 |
2.1 实验药品及仪器设备 |
2.1.1 实验药品 |
2.1.2 实验的仪器设备 |
2.2 材料的制备方法 |
2.2.1 机械合金化法 |
2.2.2 溶剂热法和水热法 |
2.3 材料的结构和微观形貌表征 |
2.3.1 X射线衍射分析 |
2.3.2 扫描电子显微镜 |
2.3.3 比表面积和孔径分布 |
2.4 材料的电化学性能表征 |
2.4.1 Ni-MH模拟电池的制备 |
2.4.2 电池的放电容量及循环稳定性测试 |
2.4.3 高倍率放电性能测试 |
2.4.4 动电位极化测试 |
2.4.5 线性极化测试 |
2.4.6 阻抗测试 |
第三章 花状Ni/C纳米晶对Co-P合金电化学储氢性能的影响 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 Co-P合金的制备 |
3.2.2 Ni/C纳米晶的制备 |
3.2.3 Co-P+Ni/C复合材料的制备 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 材料的微观结构表征 |
3.3.2 材料的电化学性能 |
3.4 本章小结 |
第四章 MWCNT/MoS_2复合材料对Co-P合金电化学储氢性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 Co-P合金的制备 |
4.2.2 MWCNT/MoS_2的制备 |
4.2.3 Co-P+MWCNT/MoS_2复合材料的制备 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 材料的微观结构表征 |
4.3.2 材料的电化学性能 |
4.4 本章小结 |
第五章 C@NiS核壳材料对Co-P合金电化学储氢性能的影响 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 Co-P合金的制备 |
5.2.2 多孔碳的制备 |
5.2.3 C@NiS核壳材料的制备 |
5.2.4 Co-P+C@NiS复合材料的制备 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 材料的微观结构表征 |
5.3.2 材料的电化学性能 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
(2)La-Mg-Ni系储氢合金的相结构与电化学性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 储氢合金的吸氢机理及失效机理 |
1.2.1 吸氢反应机理 |
1.2.2 失效机理 |
1.3 储氢合金的分类 |
1.3.1 AB型储氢合金 |
1.3.2 AB2型储氢合金 |
1.3.3 AB5型储氢合金 |
1.3.4 A2B型储氢合金 |
1.3.5 V基固溶体 |
1.3.6 La-Mg-Ni系储氢合金 |
1.4 储氢合金的优化 |
1.4.1 元素替换对合金性能的影响 |
1.4.2 化学计量比对合金性能的影响 |
1.4.3 制备工艺对合金性能的影响 |
1.4.4 热处理对合金性能的影响 |
1.4.5 表面处理对合金性能的影响 |
1.5 课题研究的主要内容 |
第2章 实验方法 |
2.1 储氢合金设计及制备 |
2.1.1 储氢合金的设计 |
2.1.2 储氢合金的制备过程 |
2.2 储氢合金相结构分析 |
2.2.1 常规XRD分析 |
2.2.2 Rietveld全谱拟合分析 |
2.2.3 XPS分析 |
2.3 储氢合金电化学测试 |
2.3.1 储氢合金电极制备 |
2.3.2 电化学测试装置 |
2.3.3 电化学性能测试方法 |
第3章 球磨对La_4MgNi_(19)储氢合金性能的影响 |
3.1 球磨时间对合金相结构及电化学性能的影响 |
3.1.1 合金相结构 |
3.1.2 合金的电化学性能 |
3.2 球磨转速对合金相结构及电化学性能的影响 |
3.2.1 合金相结构 |
3.2.2 合金的电化学性能 |
3.2.3 XPS分析 |
3.3 本章小结 |
第4章 退火处理对La_4MgNi_(19)储氢合金性能的影响 |
4.1 退火时间对合金相结构及电化学性能的影响 |
4.1.1 合金相结构 |
4.1.2 电化学性能 |
4.2 退火温度对合金相结构及电化学性能的影响 |
4.2.1 合金相结构 |
4.2.2 电化学性能 |
4.3 本章小结 |
第5章 负极镀铜对合金电极电化学性能的影响 |
5.1 镀铜对合金电化学性能的影响 |
5.2 镀铜对合金动力学学性能的影响 |
5.3 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士期间发表的论文 |
致谢 |
(3)钴硼合金的改性及其电化学储氢性能的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 二次电池的特点 |
1.3 Ni-MH电池的工作原理 |
1.4 电化学性能与储氢性能之间的关系 |
1.5 用于镍氢电池负极材料储氢合金的研究现状 |
1.5.1 AB_5型(稀土系)储氢合金 |
1.5.2 AB_2型(锆系)储氢合金 |
1.5.3 A_2B_7型和AB_3型RE-Mg-Ni基超晶格储氢合金 |
1.5.4 AB型(钛系)储氢合金 |
1.5.5 A_2B型(镁系)储氢合金 |
1.5.6 钴系储氢合金的研究现状 |
1.6 本文研究的目的和内容 |
第二章 实验方法和实验仪器 |
2.1 实验药品及仪器设备 |
2.1.1 实验药品 |
2.1.2 仪器设备 |
2.2 材料的制备方法 |
2.2.1 高温固相法 |
2.3 电极材料微观结构的表征 |
2.3.1 X射线衍射分析(XRD) |
2.3.2 扫描电子显微镜(SEM) |
2.3.3 X射线能谱仪成分分析(EDS) |
2.4 材料的电化学性能表征 |
2.4.1 模拟电池的制备 |
2.4.2 放电容量及循环稳定性测试 |
2.4.3 高倍率放电性能 |
2.4.4 循环伏安测试(CV) |
2.4.5 电化学阻抗谱测试(EIS) |
2.4.6 线性极化测试(LSV) |
2.4.7 电极腐蚀曲线测试 |
第三章 Pd的添加对Co_2B合金电化学储氢性能的影响 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 材料的微观结构 |
3.3.2 材料的电化学性能 |
3.4 本章小结 |
第四章 碳纤维与Co_3O_4纳米颗粒对Co_2B合金电化学性能的协同影响 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 材料的微观结构 |
4.3.2 材料的电化学性能 |
4.4 本章小结 |
第五章 两种添加铜方法对Co_2B合金电化学性能的影响 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 材料的微观结构 |
5.3.2 材料的电化学性能 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的成果 |
致谢 |
(4)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 |
(5)稀土合金化及球磨制备对镁镍系合金储氢行为的影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
引言 |
1 文献综述 |
1.1 氢能概述 |
1.2 氢的存储 |
1.2.1 气态储氢 |
1.2.2 液态储氢 |
1.2.3 固态材料储氢 |
1.3 储氢合金的储氢原理 |
1.3.1 气固吸氢的基本原理 |
1.3.2 储氢合金的电化学储氢原理 |
1.3.3 气固相吸放氢性能同电化学性能的关系 |
1.4 储氢合金的分类 |
1.4.1 AB_5 型稀土系储氢合金 |
1.4.2 AB_2 型储氢合金 |
1.4.3 AB_3和A_2B_7 型稀土镁镍系储氢合金 |
1.4.4 AB型储氢合金 |
1.4.5 V基固溶体储氢合金 |
1.4.6 Mg及 Mg_2Ni储氢合金 |
1.5 镁基储氢材料的研究现状 |
1.5.1 镁基储氢材料的发展 |
1.5.2 Mg_2Ni系储氢合金的发展 |
1.6 课题的立论依据与主要研究内容 |
1.6.1 课题研究的依据 |
1.6.2 课题研究的主要内容 |
2 实验材料与方法 |
2.1 实验材料的准备 |
2.2 样品的制备 |
2.2.1 铸态样品的制备 |
2.2.2 储氢合金粉末的准备 |
2.2.3 球磨合金粉的制备 |
2.3 合金的微观组织结构及物理性能测试 |
2.3.1 合金成分测试 |
2.3.2 X射线衍射分析 |
2.3.3 显微组织观察及能谱分析 |
2.3.4 透射电子显微镜分析 |
2.3.5 显微硬度分析 |
2.4 合金的性能测试 |
2.4.1 合金电化学性能测试 |
2.4.2 气固储氢性能测试 |
2.4.3 差示扫描量热分析(DSC) |
3 不同种类稀土添加对镁镍系合金微观结构及储氢性能的影响 |
3.1 实验合金的成分设计与检测 |
3.2 不同种类稀土添加对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金相组成及微观结构的影响 |
3.2.1 Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金相组成及微观结构 |
3.2.2 不同种类稀土添加对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金相组成及微观结构的影响 |
3.3 不同种类稀土添加对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金电化学性能的影响 |
3.4 不同种类稀土添加对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金气固储氢性能的影响 |
3.4.1 不同种类稀土添加后Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金气固储氢的活化性能 |
3.4.2 不同种类稀土添加对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金气固储氢吸放氢机理的影响.. |
3.4.3 不同种类稀土添加对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金气固储氢放氢动力学性能的影响 |
3.4.4 不同种类稀土添加对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金氢化物热稳定性的影响 |
3.4.5 不同种类稀土添加对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金气固吸氢热力学性能的影响.. |
3.5 不同种类稀土添加对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金储氢性能影响的分析 |
3.5.1 Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金储氢性能分析 |
3.5.2 不同种类稀土添加对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金储氢性能影响的分析 |
3.6 本章小结 |
4 Y添加量对镁镍系合金的微观结构及储氢性能的影响 |
4.1 加Y实验合金的成分设计与制备 |
4.2 Y添加量对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金相组成及微观结构的影响 |
4.2.1 Y-Mg-Ni三元相图分析 |
4.2.2 Y添加量对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金相组成的影响 |
4.2.3 Y添加量对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金组织与显微结构的影响 |
4.3 Y添加量对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金电化学性能的影响 |
4.4 Y添加量对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金气固储氢性能的影响 |
4.4.1 Y添加量对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金气固储氢活化性能的影响 |
4.4.2 Y添加量对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金吸放氢机理的影响 |
4.4.3 Mg22Y2Ni10Cu2 合金吸放氢过程分析 |
4.4.4 Y添加量对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金气固储氢放氢动力学性能的影响 |
4.4.5 Y添加量对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金氢化物热稳定性的影响 |
4.4.6 Y添加量对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金氢化物热力学性能的影响 |
4.5 Y添加量对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金气固储氢性能影响的分析 |
4.5.1 Y添加量对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金吸放氢过程中相变的影响 |
4.5.2 Y添加量对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金吸放氢过程中显微组织及微观结构的影响 |
4.6 Y添加量对Mg2NiH4 放氢性能影响的第一性原理分析 |
4.7 本章小结 |
5 球磨时间对Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金的微观结构及储氢性能的影响 |
5.1 球磨时间对Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金微观结构及显微组织的影响 |
5.2 球磨时间对Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金电化学性能的影响 |
5.2.1 球磨时间对Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金电化学放电性能的影响 |
5.2.2 球磨时间对Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金电化学动力学性能的影响 |
5.2.3 球磨对Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金电化学性能影响的机制 |
5.3 球磨时间对Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金气固储氢性能的影响 |
5.3.1 球磨时间对Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金气固储氢活化性能的影响 |
5.3.2 球磨对Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金气固储氢吸放氢动力学性能的影响 |
5.3.3 球磨对Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金气固储氢吸放氢热力学性能的影响 |
5.4 球磨时间对Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金气固储氢性能影响的分析 |
5.4.1 球磨时间对Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金吸放氢过程中相变的影响 |
5.4.2 球磨时间对Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金吸放氢过程中显微组织及微观结构的影响 |
5.5 本章小结 |
6 复合镍对球磨态合金的微观结构及储氢性能的影响 |
6.1 复合镍对球磨态Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金微观结构及显微组织的影响 |
6.1.1 复合镍对球磨态Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金相组成的影响 |
6.1.2 复合Ni对球磨态Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金显微结构的影响 |
6.2 复合镍对Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金电化学性能的影响 |
6.2.1 复合镍对Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金电化学性能的影响 |
6.2.2 复合Ni对 Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金电化学动力学性能的影响 |
6.2.3 复合镍对电化学性能测试后合金的组织分析 |
6.3 复合Ni对 Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金气固储氢性能的影响 |
6.3.1 复合镍对Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金气固储氢活化性能的影响 |
6.3.2 复合镍后球磨态合金气固储氢吸放氢机制分析 |
6.3.3 复合镍对球磨态合金气固储氢放氢动力学性能影响 |
6.3.4 复合Ni对球磨态合金气固储氢放氢热力学性能影响 |
6.4 复合Ni后球磨态态合金的放氢过程中相及组织结构变化 |
6.4.1 复合Ni合金吸放氢过程中的相变 |
6.4.2 复合Ni球磨态合金在吸放氢过程中的显微组织变化 |
6.4.3 复合Ni球磨态合金在吸放氢过程中的显微结构 |
6.5 本章小结 |
结论 |
创新点 |
参考文献 |
在学研究成果 |
致谢 |
(6)La-Y-Ni基A2B7型储氢合金微观结构和电化学性能的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 Ni-MH电池的结构和工作原理 |
1.3 储氢材料分类及研究进展 |
1.3.1 高压压缩储氢材料 |
1.3.2 低温液态储氢 |
1.3.3 储氢合金的研究进展 |
1.4 研究的优势及创新点 |
1.4.1 研究的优势 |
1.4.2 研究的创新点 |
1.5 本课题的主要研究内容 |
第2章 实验内容和测试方法 |
2.1 实验仪器设备和药品材料 |
2.2 材料的制备 |
2.2.1 基准样的熔炼 |
2.2.2 石墨烯的制备 |
2.2.3 BFe-C的制备 |
2.2.4 测试样品粉末的制备 |
2.2.5 模拟电池的组装 |
2.3 电化学性能测试 |
2.3.1 合金的循环稳定性和最大放电容量测试 |
2.3.2 不同温度下最大放电容量测试 |
2.3.3 高倍率放电测试 |
2.3.4 自放电性能测试 |
2.3.5 电化学阻抗测试 |
2.3.6 氢扩散系数测试 |
2.4 结构和形貌测试 |
2.4.1 XRD测试 |
2.4.2 SEM测试 |
第3章 氧化物的添加对LaY_2Ni_(9.5)Mn_(0.5)Al_(0.5) 合金电极结构及电化学性能的影响 |
3.1 引言 |
3.2 储氢合金结构表征 |
3.2.1 储氢合金的XRD表征 |
3.2.2 储氢合金的SEM表征 |
3.3 合金电极的电化学性能 |
3.3.1 合金电极的最大放电容量和循环稳定性 |
3.3.2 温度对合金电极放电能力的影响 |
3.3.3 合金电极的高倍率放电性能 |
3.3.4 合金电极的电化学阻抗 |
3.3.5 合金电极的氢扩散系数 |
3.3.6 合金电极的荷电保持率 |
3.4 本章小结 |
第4章 石墨烯的添加对LaY_2Ni_(9.5)Mn_(0.5)Al_(0.5) 合金电极结构及电化学性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 储氢合金结构表征 |
4.2.1 储氢合金的XRD表征 |
4.2.2 储氢合金的SEM表征 |
4.3 合金电极的电化学性能 |
4.3.1 合金电极的最大放电容量和循环稳定性 |
4.3.2 温度对合金电极放电能力的影响 |
4.3.3 合金电极的高倍率放电性能 |
4.3.4 合金电极的电化学阻抗 |
4.3.5 合金电极的氢扩散系数 |
4.3.6 合金电极的荷电保持率 |
4.4 本章小结 |
第5章 BFe-C的添加对LaY_2Ni_(9.5)Mn_(0.5)Al_(0.5) 合金电极结构及电化学性能的影响 |
5.1 引言 |
5.2 储氢合金结构表征 |
5.2.1 储氢合金的XRD表征 |
5.2.2 储氢合金的SEM表征 |
5.3 合金电极的电化学性能 |
5.3.1 合金电极的最大放电容量和循环稳定性 |
5.3.2 温度对合金电极放电能力的影响 |
5.3.3 合金电极的高倍率放电性能 |
5.3.4 合金电极的电化学阻抗 |
5.3.5 合金电极的氢扩散系数 |
5.3.6 合金电极的荷电保持率 |
5.4 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 |
(一)攻读硕士期间发表的相关论文 |
(二)专利 |
致谢 |
(7)掺杂碳纳米管与Al2O3对Mg2Ni储氢合金电化学性能的影响(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 储氢材料及分类 |
1.3 储氢合金及分类 |
1.4 储氢合金的储氢机理 |
1.4.1 电化学储氢 |
1.4.2 对比电化学储氢和物理储氢 |
1.5 镁基储氢合金及研究进展 |
1.6 碳纳米管 |
1.6.1 碳纳米管结构及性能 |
1.6.2 碳纳米管储氢机理 |
1.6.3 碳纳米管的用途 |
1.7 本文研究目的及内容 |
第二章 实验方法 |
2.1 实验材料及所用仪器 |
2.1.1 实验材料 |
2.1.2 实验仪器 |
2.2 实验流程 |
2.3 实验样品表征方法及设备 |
2.3.1 合金的结构测试(XRD) |
2.3.2 拉曼光谱(Raman) |
2.3.3 合金表面形貌测试(SEM) |
2.4 合金电化学性能研究 |
第三章 Mg_2Ni储氢合金和碳纳米管电化学性能 |
3.1 Mg_2Ni储氢合金的性能测试 |
3.2 碳纳米管的电化学性能 |
3.2.1 碳纳米管的相结构 |
3.2.2 碳纳米管的拉曼光谱 |
3.2.3 碳纳米管的电化学性能 |
3.3 粘结剂对镁基储氢合金负极的影响 |
3.4 本章小结 |
第四章 Mg_2Ni+xwt.%CNTs合金电极性能的研究 |
4.1 合金的相结构 |
4.2 合金电极的电化学性能 |
4.2.1 合金的循环稳定性 |
4.2.2 合金电极的放电特性 |
4.2.3 合金电极的自放电性能 |
4.3 合金颗粒的表面形貌 |
4.4 本章小结 |
第五章 球磨时间对Mg_2Ni+15wt.%CNTs合金电极性能的研究 |
5.1 合金的相结构 |
5.2 合金颗粒的表面形貌 |
5.3 合金电极的电化学性能 |
5.3.1 合金电极的循环稳定性 |
5.3.2 合金电极的放电特性 |
5.3.3 合金电极的自放电性能 |
5.3.4 合金电极的高倍率放电性能 |
5.4 本章小结 |
第六章 (Mg_2Ni+15wt.%CNTs)+xwt.%Al_2O_3 合金电极性能的研究 |
6.1 合金的相结构 |
6.2 合金电极的电化学性能 |
6.2.1 合金电极的放电容量 |
6.2.2 合金电极的放电特性 |
6.2.3 合金电极的自放电性能 |
6.3 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
(8)元素部分替代及石墨烯基复合物对(La,Mg)Ni2.8Co0.7型合金电化学性能影响的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 镍氢电池 |
1.3 储氢合金 |
1.3.1 AB_5型稀土系储氢合金 |
1.3.2 AB_2型储氢合金(Laves相合金) |
1.3.3 A_2B型储氢合金(镁系储氢合金) |
1.3.4 RE-Mg-Ni系储氢合金 |
1.4 催化储氢合金 |
1.4.1 金属单质催化剂 |
1.4.2 金属氧化物催化剂 |
1.5 碳材料 |
1.5.1 碳纳米管 |
1.5.2 石墨烯 |
1.5.3 氮掺杂石墨烯 |
1.5.4 石墨烯基纳米复合材料 |
1.6 本文研究目的、内容 |
1.6.1 研究目的 |
1.6.2 研究内容 |
第二章 实验方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 实验原材料 |
2.1.2 实验辅助材料 |
2.1.3 实验流程 |
2.2 合金的制备 |
2.3 石墨烯负载纳米复合物的制备 |
2.3.1 NiCo-rGO纳米复合物的制备 |
2.3.2 TiO_2/N-RGO纳米复合物的制备 |
2.4 镍氢电池负极的制备 |
2.5 材料表征方法 |
2.5.1 XRD的表征 |
2.5.2 扫描电镜及能谱分析(SEM/EDS) |
2.6 材料的电化学性能测试 |
2.6.1 电极的活化 |
2.6.2 循环寿命 |
2.6.3 高倍率放电性能(HRD) |
2.6.4 循环伏安法 |
2.6.5 Tafel极化曲线 |
2.6.6 电化学阻抗谱(EIS) |
2.6.7 线性极化曲线 |
2.6.8 恒电位扫描 |
第三章 添加不同含量的Mg替代La对La_(1-x)Mg_xNi_(2.8)Co_(0.7)型储氢合金电化学性能影响的探究 |
3.1 实验方法 |
3.2 实验结果 |
3.2.1 合金的相成分 |
3.2.2 电化学性能 |
3.3 室验总结 |
第四章 探究添加TiO_2/N-RGO对La_(0.75)Mg_(0.25)Ni_(2.)8Co_(0.7)储氢合金电化学性能的影响 |
4.1 实验方法 |
4.2 实验结果 |
4.2.1 TiO_2/N-rGO复合物表征 |
4.2.2 电化学性能 |
4.3 室验总结 |
第五章 探究添加NiCo-RGO对La_(0.75)Mg_(0.25)Ni_(2.8)Co_(0.7)储氢合金电化学性能的影响 |
5.1 实验方法 |
5.2 实验结果 |
5.2.1 NiCo-rGO复合物的表征 |
5.2.2 电化学性能 |
5.3 室验总结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 论文总结 |
6.1.1 添加不同含量的Mg替代La对La_(1-x)Mg_xNi_(2.8)Co_(0.7)型储氢合金电化学性能影响的探究 |
6.1.2 添加TiO_2/N-RGO纳米复合物对La_(0.75)Mg_(0.25)Ni_(2.8)Co_(0.7)储氢合金电化学性能的影响 |
6.1.3 添加NiCo-RGO纳米复合物对La_(0.75)Mg_(0.25)Ni_(2.8)Co_(0.7)储氢合金电化学性能的影响 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士期间发表论文 |
(9)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 |
(10)石墨烯负载Cu、Co以及CeO2复合物对La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.5合金电化学性能影响的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 镍氢电池 |
1.3 储氢合金 |
1.3.1 AB_5型稀土系合金 |
1.3.2 Laves相AB_2型稀土系合金 |
1.3.3 稀土-Mg-Ni系合金 |
1.4 催化剂对储氢合金的催化 |
1.4.1 储氢动力学 |
1.4.2 催化剂优化动力学性能 |
1.5 石墨烯 |
1.5.1 石墨烯简介 |
1.5.2 石墨烯的制备 |
1.5.3 石墨烯纳米复合材料 |
1.6 本文研究目的、内容、技术路线 |
1.6.1 研究的目的 |
1.6.2 研究的内容 |
1.6.3 研究的技术路线 |
第二章 试验方法 |
2.1 实验试剂 |
2.1.1 试验用原材料 |
2.1.2 实验用辅助材料 |
2.2 样品制备 |
2.2.1 合金熔炼 |
2.2.2 还原氧化石墨烯及其复合物的制备 |
2.2.3 机械球磨 |
2.2.4 Ni-MH电池负极合金电极的制备 |
2.3 材料的表征 |
2.3.1 X射线衍射(XRD) |
2.3.2 扫描电镜/能谱分析(SEM/EDS) |
2.4 材料的电化学性能测试 |
2.4.1 最大放电容量 |
2.4.2 循环寿命 |
2.4.3 倍率性能 |
2.4.4 循环伏安法 |
2.4.5 Tafel极化曲线 |
2.4.6 电化学阻抗谱(EIS)测试 |
2.4.7 线性极化曲线 |
2.4.8 恒电位扫描 |
第三章 不同添加量Cu@rGO复合物对催化La_(0.7)Mg_(0.3)Ni_(2.8)Co_(0.5)合金的电化学性能影响研究 |
3.1 实验方法 |
3.2 实验结果与分析 |
3.2.1 Cu@rGO复合物的表征 |
3.2.2 Cu@rGO复合物催化La_(0.7)Mg_(0.3)Ni_(2.8)Co_(0.5)合金电极的电化学性能 |
3.3 本章小结 |
第四章 不同添加量Co@rGO复合物对催化La_(0.7)Mg_(0.3)Ni_(2.8)Co_(0.5)合金电化学性能影响的研究 |
4.1 实验方法 |
4.2 实验结果与分析 |
4.2.1 Co@rGO复合物的表征 |
4.2.2 Co@rGO复合物催化La_(0.7)Mg_(0.3)Ni_(2.8)Co_(0.5)合金电极的电化学性能 |
4.3 本章小结 |
第五章 不同催化剂对La_(0.7)Mg_(0.3)Ni_(2.8)Co_(0.5)合金电化学性能影响的研究 |
5.1 实验方法 |
5.2 实验结果与分析 |
5.2.1 CeO_2@rGO复合物的表征 |
5.2.2 CeO_2@rGO复合物催化La_(0.7)Mg_(0.3)Ni_(2.8)Co_(0.5)合金电极的电化学性能 |
5.3 结论 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
硕士期间发表论文情况 |
四、锆基储氢合金电极的球磨表面改良方法及其性能(论文参考文献)
- [1]钴磷复合材料的电化学储氢性能研究[D]. 李智博. 长春理工大学, 2021(02)
- [2]La-Mg-Ni系储氢合金的相结构与电化学性能研究[D]. 宋浩. 江苏科技大学, 2021
- [3]钴硼合金的改性及其电化学储氢性能的研究[D]. 吕健. 长春理工大学, 2020(01)
- [4]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)
- [5]稀土合金化及球磨制备对镁镍系合金储氢行为的影响[D]. 孙昊. 内蒙古科技大学, 2019(03)
- [6]La-Y-Ni基A2B7型储氢合金微观结构和电化学性能的研究[D]. 尹伟强. 燕山大学, 2019(03)
- [7]掺杂碳纳米管与Al2O3对Mg2Ni储氢合金电化学性能的影响[D]. 王蕊. 内蒙古大学, 2019(09)
- [8]元素部分替代及石墨烯基复合物对(La,Mg)Ni2.8Co0.7型合金电化学性能影响的研究[D]. 丁玉川. 广西大学, 2018(06)
- [9]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)
- [10]石墨烯负载Cu、Co以及CeO2复合物对La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.5合金电化学性能影响的研究[D]. 李家丞. 广西大学, 2017(02)