La_(2-x)Sm_(x)Mg_(16)Ni(x=0.1~0.4)+100Ni+5石墨烯复合储氢合金电化学性能

摘要

通过真空感应熔炼炉冶炼La_(2-x)Sm_(x)Mg_(16)Ni(x=0.1~0.4)合金。将Ni粉、石墨烯和La_(2-x)Sm_(x)Mg_(16)Ni(x=0.1~0.4)合金粉球磨10 h制备出La_(2-x)Sm_(x)Mg_(16)Ni(x=0.1~0.4)+100%(质量分数)Ni+5%(质量分数)石墨烯的复合储氢合金。对复合储氢合金进行XRD分析及电化学性能测试。研究元素取代、添加催化剂和机械球磨多元改性对储氢合金相结构和电化学性能的影响。实验结果表明La_(2-x)Sm_(x)Mg_(16)Ni(x=0.1~0.4)+100%(质量分数)Ni+5%(质量分数)石墨烯复合储氢合金组成相为Ni,La_(2)Mg_(17)和La_(2)Ni_(3)相。多元改性后的储氢合金都具有良好的活化性能,第一次充放电就达到了最大放电比容量。Sm的取代量x=0.3时,La_(1.7)Sm_(0.3)Mg_(16)Ni+100%(质量分数)Ni+5%(质量分数)石墨烯的复合储氢合金放电比容量最大为88.7 mAh/g;循环稳定性最好S_(50)=73.63%。随着Sm元素取代量增加,复合储氢合金电极的高倍率放电HRD、极限电流密度IL和氢扩散系数D都呈先增大后减小的趋势,当Sm的取代量x=0.3时,其值达到最大分别为:HRD_(1500)=28.55%,I_(L)=1754 mA/g,D=1.86×10^(-10) cm^(2)。