铸态及快淬态Mm(NiCoMnAl)_5-Mg_2Ni储氢合金的微结构与电化学性能

摘要

首先采用二步熔炼法制备了铸态Mm(NiCoMnAl)_5-Mg_2Ni复合储氢合金,然后在不同快淬速度下对铸态Mm(NiCoMnAl)_5-Mg_2Ni复合合金进行快淬处理,获得一系列不同快淬速度的快淬态Mm(NiCoMnAl)_5-Mg_2Ni复合储氢合金。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜及能谱分析(SEM/EDS)和电化学测试方法研究了所有合金的微结构和电化学性能。微结构分析表明,铸态Mm(NiCoMnAl)_5-Mg_2Ni复合合金由LaNi_5和少量的Mg_2Ni相组成。而铸态复合合金经快淬处理后,合金中少量的Mg_2Ni相消失,同时有LaNi_3和极少量的La2Ni3新相形成。快淬态合金中的Mg元素主要以固溶形式优先存在于富稀土LaNi_3相中,形成(La,Mg)Ni_3相。电化学分析表明,恰当的快淬处理能使Mm(NiCoMnAl)_5-Mg_2Ni复合合金的活化性能、最大放电容量、放电特性和循环稳定性得到改善。但快淬速度太大,上述性能均有变坏趋势。当快淬速度为15 m·s-1时,Mm(NiCoMnAl)_5-Mg_2Ni复合合金具有最大的放电容量,此时合金的最大放电容量为303.5 m Ah·g^(-1),比铸态合金的最大放电容量增大了3.3%;快淬速度为20 m·s^(-1)时,复合合金的循环稳定性最佳,80次循环后的容量保持率为98.3%,比铸态合金的容量保持率增大了11.9%。