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镍氢电池电极氢合金LaNi5优缺点

镍氢电池电极一般的AB5型储氢合金,具有CaCus型结构,是吸氢量H/M大致等于1的一群合金。在AB5型储氢合金中,LaNi5是稀土系储氢合金的典型代表。

镍氢电池

LaNi5是具有CaCu5型晶格结构的金属间化合物,室温下与几个大气压的氢反应,即可被氢化,生成具有六方晶格结构的LaNi5H6。氢化反应表示如下:

LaNi5+3H2→LaNi5H6

吸氢量大、易活化、不易中毒、平衡压力适中、滞后小等优点

优点:

LaNi5吸氢生成LaNi5H6,储氢量越1.4%wt。25℃的分解压力约0.2MPa,分解热-30.1KJ/molH,2,很适合于室温环境下操作。将LaNis做成负极材料,与Ni(OH)2,电极组成电池,LaNi5的理论电化学容量为372mA-h/g。被认为是在热泵、电池、空调器等应用中的候选材料。

缺点:

LaNi5合金具有很高的储氢容量和良好的吸放动力学特性;合金吸氢后晶胞体积膨胀较大,随着充放电循环的进行,晶格发生变形,导致合金严重分化和比表面增大,其容量迅速衰减。

缺点:

但LaNis电极的容量随充放电循环次数增加而下降,因此电池寿命很短。

吸放氢循环过程中晶胞体积膨胀大(23.5%左右)。在LaVi5系合金中,只在很窄的组成范围内形成均质的金属间化合物。化学计量稍偏移至富La侧,在母相晶界上就容易析出富La相。这样,由于氢化,晶界体积变化大,促进了粉化。

提高镍氢电池储氢合金性能的方法:

一、合金化学成分

(1)合金A侧混合稀土组成的优化(2)合金B侧元素的优化

二、合金的表面处理

(1)表面包覆处理(2)表面修饰

(3)热碱处理(4)氟化物处理(5)酸处理(6)化学还原处理

三、合金的组织结构

合金的成分、铸造条件及热处理工艺等均对合金的组织结构(包括合金的凝固组织、晶粒尺寸及晶界偏析等)产生影响。

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