镁含量对RE-Mg-Ni储氢合金结构与性能影响研究

"镁含量对RE-Mg-Ni系A2B7型储氢合金结构与性能的影响 (2012年)" 这篇论文探讨了镁元素含量对RE-Mg-Ni系A2B7型储氢合金的结构与性能的影响。RE-Mg-Ni合金作为一种镍氢电池的负极材料，因其高放电容量和良好的动力学性能而受到广泛关注。然而，这种合金在电化学循环过程中稳定性较差，因此研究如何通过调整合金成分来改善这一问题是关键。 论文中采用感应熔炼的方法制备了一系列La0.8-xGd0.2MgxNi3.1Co0.3Al0.1的合金样品，x的值从0到0.4变化。研究发现，当镁含量较低时，合金主要呈现Ce2Ni7型的主相结构，A2B7型相的丰度（包括Ce2Ni7和Gd2Co7）可高达98.8%。随着镁含量的增加，合金的相结构发生变化，出现A2B7型、Ca-Cu5型和PuNi3型物相。这些新相的出现与镁含量的增加有直接关系，且晶胞参数随着Mg含量的增加而减小。 此外，镁含量的改变也显著影响了合金的储氢性能。随着Mg含量的增加，合金的吸氢平台随之升高，这可能是因为镁的加入改变了合金的微观结构，影响了氢原子的吸附和脱附行为。电化学测试结果显示，合金电极的最大放电容量和循环稳定性随着Mg含量的变化呈现出先增后减的趋势。具体来说，当x=0.15时，合金电极表现出最高的电化学放电容量（393mA·h/g）和最佳的循环寿命（S100=92.82%）。合金的高倍率放电性能（HRD）则随着Mg含量的增加先降低，然后升高，最后再次降低，表明适量的镁可以优化合金电极的动力学性能。 论文还指出，为了提高La-Mg-Ni系储氢合金的电化学循环稳定性，研究人员通常会尝试合金化处理，但这可能导致其他问题的出现。因此，深入理解镁含量对合金结构和性能的影响，对于设计出更优的储氢材料具有重要意义。这项研究为优化RE-Mg-Ni合金的成分提供了理论依据，有助于推动镍氢电池技术的进步。