La0.65 RE0.10 Mg0.25 Ni3.5 Si0.15 (RE=La,Ce,Pr,Nd,Sm)储氢合金的电化学性能及EIS分析

摘要

通过感应熔炼制备La0.65 RE0.10 Mg0.25 Ni3.5 Si0.15(RE=Ce,Pr,Nd,Sm)合金.采用X射线衍射方法分析了合金的相结构,研究了其电化学性能,并采用电化学阻抗谱分析了合金电极的放氢动力学特性.研究结果表明,合金是以LaNi5、LaNi3为主相的多相结构,同时合金中少量的Si元素与Mg和Ni元素形成了少量的Mg2Si相和Ni2Si相.Ce,Pr,Nd,Sm部分替代La以后,合金的放电容量下降,Ce的替代使合金容量大幅度降低.对于本系列合金,La被其他稀土元素部分替代后,合金经过100次循环后的容量保持率略有下降,但除了Pr元素以外,变化值均较小.合金电极的电化学阻抗谱分析表明:中低频区的容抗弧半径依次为Ce>La>Nd>Sm>Pr,这表明采用Nd、Sm、Pr替代La后合金电极在碱液中放电过程电荷传递电阻Rct减小,即合金表面活性增加,但Ce替代却导致的Rct急剧增大,这可能与Ce在碱液中易形成氧化物降低了合金的表面活性有关.