导读:本文包含了钒基贮氢合金论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:镍金属氢化物电池,RE–Mg–Ni基合金,超晶格结构,电化学性能
钒基贮氢合金论文文献综述
赵雨萌[1]（2018）在《2H和3R型RE-Mg-Ni基贮氢合金的相结构和电化学性能》一文中研究指出稀土-镁-镍基贮氢合金作为镍氢电池新一代负极材料,具有高容量和高功率的特性。此类合金具有AB_3、A_2B_7、A_5B_(19)和AB_4多种超晶格晶体结构,由于晶体结构的化学组成和生成温度十分接近,因此合金极易生成多相结构。另外,每种晶体结构根据不同的空间取向又可以分为2H和3R两种构型。为了研究具有单一2H或3R构型的稀土-镁-镍基合金的生成规律和电化学特性,本文制备了单一2H和3R型A_2B_7合金,单一2H和3R型A_5B_(19)合金,从[AB_5]和[A_2B_4]亚单元体积标准偏差的角度研究了单一2H和3R型相的结构稳定性,并研究了不同稀土元素对2H和3R型相结构生成的影响及2H和3R型结构对合金电化学性能的影响。并采用粉末烧结的方法,通过改变前驱物的比例,在单一2H型A_5B_(19)合金中,引入单一2H型A_2B_7或者CaCu_5型AB_5为第二相,改善了2H型A_5B_(19)合金的放电容量和高倍率放电性能。此外,本文介绍了3R型AB_4相结构的生成规律及其对合金电化学特性的影响。通过感应熔炼与分步退火的方法制备了2H和3R型A_2B_7相La–Nd–Mg–Ni基合金,提出了通过计算[AB_5]和[A_2B_4]亚单元体积标准偏差的方法判断稀土-镁-镍基合金相结构稳定性。结果发现,3R型A_2B_7相合金无论在气固吸/放氢还是在电化学充/放电过程中,始终保持较完整的晶体结构。经过对构成两种结构的[A_2B_4]和[AB_5]亚晶胞体积的计算,结果发现,两种结构中的[A_2B_4]亚单元的体积均大于[AB_5]亚单元的体积。在吸放氢过程中,3R型结构的[A_2B_4]亚单元收缩,2H型结构中的[A_2B_4]扩张。两种结构中的[AB_5]亚单元均扩张。通过对[AB_5]和[A_2B_4]亚单元体积标准偏差的计算,得出结论,3R型结构中,[AB_5]和[A_2B_4]亚单元体积的标准偏差始终小于2H型结构中两种亚单元之间的体积偏差。经过50周吸放氢循环后,3R型结构的亚单元体积标准偏差σ(V_([A2B4]),V_([AB5]))为0.45?~3,小于2H型结构的亚单元体积偏差(2.11?~3)。并且3R型结构中的晶格微观应变低于2H型结构的微观应变。这使得3R型结构具有较高的结构稳定性和抗粉化性能。TEM和XRD分析表明,经过50周吸/放氢循环后,3R型结构依旧保持完整的晶型,而2H型结构发生了严重的晶格变形。经过50周吸放氢循环后,3R型合金的储氢量依旧为最大放氢量的100%,而对应的2H型结构的放氢量降至87%。由粉末烧结的方法制备得到了La_(0.60)M_(0.20)Mg_(0.20)Ni_(3.80)(M=La,Pr,Nd,Gd)合金,研究了不同稀土元素对2H和3R型A_5B_(19)相结构生成的影响及2H和3R型A_5B_(19)相结构对合金电化学和储氢性能的影响。结果发现,La_(0.80)Mg_(0.20)Ni_(3.80)合金具有单一Pr_5Co_(19)型(2H)相结构,La_(0.60)Gd_(0.20)Mg_(0.20)Ni_(3.80)合金具有单一Ce_5Co_(19)型(3R)相结构。而La_(0.60)Pr_(0.20)Mg_(0.20)Ni_(3.80)和La_(0.60)Nd_(0.20)Mg_(0.20)Ni_(3.80)合金均为Pr_5Co_(19)和Ce_5Co_(19)两相结构。随着M元素原子半径的减小,Ce_5Co_(19)型相含量逐渐增加。这说明以原子半径较小的元素替代La元素,有利于合金中Ce_5Co_(19)相的生成。电化学测试表明,Ce_5Co_(19)相的增加,改善了合金颗粒的抗粉化性能,促进了合金电极的循环稳定性。另外,合金的HRD也随Ce_5Co_(19)相的增加而升高。这归功于Ce_5Co_(19)相较快的表面电荷转移速率和氢扩散速率。通过第一性原理计算了化合物的内聚能,结果发现Ce_5Co_(19)型单相La_(0.60)Gd_(0.20)Mg_(0.20)Ni_(3.80)合金具有最高的内聚能,表明了其较高的结构稳定性。这为稀土-镁-镍基贮氢合金的组成结构设计优化提供了新思路。采用粉末分步烧结的方法,通过改变前驱物的比例,制备得到了一系列以Pr_5Co_(19)相为主相,Ce_2Ni_7或者LaNi_5为第二相的合金。研究了第二相结构的出现对于单相合金电化学性能的影响。当合金中含有40 wt.%的Ce_2Ni_7相时,合金电极的最大放电容量从338提高到388 mAh/g,100周的容量保持率从77.0%提高到85.3%。当合金中出现20 wt.%的LaNi_5相时,合金电极的HRD_(1500)提高至56%。电化学动力学测试结果表明,LaNi_5相的出现改善了合金的表面电荷转移速率和氢扩散速率。因此,Ce_2Ni_7相的出现有利于合金电极最大放电容量和循环稳定性的改善,而LaNi_5相更有利于合金电极高倍率放电性能的改善。采用感应熔炼的方法,得到了3R型AB_4相La–Mg–Ni基合金,研究了3R型AB_4相结构的生成机制,微观结构及其对合金电极电化学性能的影响。(La,Mg)_6Ni_(24)相是由LaNi_5相与Ce_5Co_(19)型(La,Mg)_5Ni_(19)相通过包晶反应生成的。SEM分析显示,(La,Mg)_6Ni_(24)相以弥散型结构分散在合金中,使得合金内部的相边界大幅增加。这为氢在电极体内的扩散提供了更多的通道。电化学测定表明,合金电极的高倍率放电性能随着(La,Mg)_6Ni_(24)相的出现和含量的增长而增强。当合金结构中包含62.0 wt.%的(La,Mg)_6Ni_(24)相时,对应的合金电极在1500 mA/g放电电流密度下的放电率为68.0%。这归功于合金电极较高的电荷转移速率和氢扩散速率。(本文来源于《燕山大学》期刊2018-12-01）
贾泽茹[2]（2018）在《单相Nd-Mg-Ni基贮氢合金的制备及电化学特性》一文中研究指出新型Nd-Mg-Ni基贮氢合金因其较好的循环稳定性、高倍率放电性能和低自放电率被广泛研究。但目前,合金相结构与电化学性能之间的关系尚不明确。为此,本文制备了单相PuNi_3、Gd_2Co_7和Pr_5Co_(19)型Nd-Mg-Ni基合金,系统地研究了合金的电化学储氢特性,并进一步获得了综合性能好的单相A_2B_7型Nd-Mg-Ni基合金,揭示了该合金生成机制和电化学特性。通过粉末烧结的方法,制备了单相Nd_(0.8)Mg_(0.2)Ni_n(n=3.0,3.5,3.8)合金,电化学测试表明,随着合金中亚单元[NdNi_5]/[NdMgNi_4]比例的升高,合金电极的最大放电容量降低,循环稳定性、高倍率放电性能和自放电率升高。重点研究了合金电极的自放电机制。结果表明,随着[NdNi_5]/[NdMgNi_4]亚单元比例的升高,合金电极放氢平台压升高,对应的氢化物稳定性降低,合金电极的可逆自放电增加;同时,合金的氧化/腐蚀程度降低,合金电极不可逆自放电减少。对合金两部分自放电比例的计算表明,可逆自放电是导致单相Nd-Mg-Ni基合金自放电的主要因素。通过感应熔炼结合分区退火处理的方法,制备了单相Ce_2Ni_7型Nd_(0.80)Mg_(0.20)Ni_(3.58)合金,并研究了单相合金的生成机制和电化学特性。铸态合金由Ce_2Ni_7、Gd_2Co_7、Ce_5Co_(19)、CaCu_5和MgCu_4Sn相组成,经过950℃-24 h退火处理,CaCu_5相和MgCu_4Sn相发生包晶反应生成A_2B_7相,Ce_5Co_(19)相不发生反应;升高退火温度至985℃,Ce_5Co_(19)相分解成A_2B_7相;在985℃至1020℃温度区间内,Ce_2Ni_7相向Gd_2Co_7相转化;而1025℃后,Gd_2Co_7相不断向Ce_2Ni_7相转化,且在1100℃,形成单相Ce_2Ni_7型合金。单相Nd_(0.80)Mg_(0.20)Ni_(3.58)合金具有较好的循环稳定性,经过700周电化学循环,容量保持率仍为64%。此外,该单相合金的容量衰减主要是由Nd和Mg元素先后被氧化导致的,且氧化后期Nd(OH)_3由针状向棒状生长,形成的棒状Nd(OH)_3覆盖在合金表面,抑制合金的进一步氧化/腐蚀。(本文来源于《燕山大学》期刊2018-05-01）
马春萍[3]（2017）在《Ce_2Ni_7型La-Mg-Ni基贮氢合金的相转变及电化学性能研究》一文中研究指出本文通过调节前驱物La Ni5和LaMgNi4摩尔比例粉末烧结制得了Ce_2Ni_7型La–Mg–Ni基贮氢合金,同时通过感应熔炼和分区退火相结合的方法制备了Ce_2Ni_7型La_(0.6)Nd_(0.15)Mg_(0.25)Ni_(3.4)和La_(0.6)Nd_(0.15)Mg_(0.25)Ni_(3.2)Al_(0.1)合金以及含Gd2Co7型和Ce_2Ni_7型La_(0.6)Nd_(0.15)Mg_(0.25)Ni_(3.2)Mn0.1合金电极,研究了烧结和退火过程中的相结构转变以及不同相结构、相组成含量对合金电极材料性能的作用。在粉末烧结过程中,当前驱物LaNi5/LaMgNi4为0.87时,合金结构组成为LaNi2相和PuNi3相;当前驱物摩尔比为1时,合金中的La Ni5相与PuNi3相发生包晶反应生成(La,Mg)2Ni7相,且同时存在PuNi3相;当LaNi5/LaMgNi4继续增加到1.12时,合金中的相结构为(La,Mg)2Ni7相和(La,Mg)5Ni19相。研究发现,(La,Mg)2Ni7相具有较高的放电容量与循环稳定性,并且也有利于提高高倍率放电性能。研究发现,在退火过程中,随着退火温度和时间的改变,Ce_2Ni_7型相是由A5B19型相发生包晶反应而形成的。La_(0.6)Nd_(0.15)Mg_(0.25)Ni_(3.4)铸态合金组成为LaNi5、Gd2Co7、Ce_2Ni_7、MgCu4Sn和Ce5Co19相,在1248 K温度下退火14 h,获得Ce_2Ni_7型单相结构合金;La_(0.6)Nd_(0.15)Mg_(0.25)Ni_(3.2)Al_(0.1)铸态合金的相结构组成为LaNi5、Ce_2Ni_7、Ce5Co19、Pr5Co19和MgCu4Sn相,在1223 K温度下退火12 h后,所得合金为Ce_2Ni_7型单相结构;铸态La_(0.6)Nd_(0.15)Mg_(0.25)Ni_(3.2)Mn0.1合金含有LaNi5、Gd2Co7、Ce_2Ni_7、Pr5Co19和MgCu4Sn相,并在1248 K温度下退火10 h得到单一Ce_2Ni_7型相合金。以上叁种Ce_2Ni_7型单相合金电极的放电容量分别为395.9 mAh/g、384.7 mAh/g和396.3 mAh/g;Ce_2Ni_7型La_(0.6)Nd_(0.15)Mg_(0.25)Ni_(3.4)单相合金电极循环100圈的容量保持率为89.1%,Ce_2Ni_7型单相La_(0.6)Nd_(0.15)Mg_(0.25)Ni_(3.2)Al_(0.1)合金电极循环100圈的循环寿命由铸态合金的77.0%升高至90.5%;Ce_2Ni_7型单相La_(0.6)Nd_(0.15)Mg_(0.25)Ni_(3.2)Mn0.1合金100周充/放电循环后的容量保持率由铸态合金的64.0%提高到了89.0%,第100周放电容量为352.7 mAh/g,这主要是由于Ce_2Ni_7型单相合金在充/放电过程中,内部应力变化量小,合金的抗粉化能力与抗非晶化能力增强。(本文来源于《燕山大学》期刊2017-05-01）
罗龙,吴文远,边雪,齐健博[4]（2017）在《钒基固溶体贮氢合金的研究进展》一文中研究指出基于目前钒基固溶体贮氢合金研究现状,介绍了钒氢反应原理,对钒基贮氢合金理论计算、合金制备及性能改善等方面的研究进行了总结,并对合金成本等问题进行了讨论。钒基体心立方结构固溶体贮氢合金具有高容量、氢化反应条件温和、抗粉化性能好,动力学性能优越等特点。尤其作为燃料电池用贮氢罐的候选材料,具有很好的开发应用前景。钒从吸氢至完全饱和的整个过程,结构在发生变化:BCC(α)→BCT(β)→FCC(γ)。利用材料计算方法对合金热力学、晶格参数、电子原子比等方面进行理论计算,能够为实验研究提供理论指导。通过一种或多种元素添加或替代和热处理能够显着改善钒基固溶体贮氢合金的贮氢性能,但在高吸氢容量的前提下保证合金能够在适中条件下释放大部分氢仍是该系合金开发的关键之一。高纯钒价格昂贵,在不显着减小最大容量的基础上有效降低钒基贮氢合金的成本是该合金研究的另外一个关键点。(本文来源于《稀有金属》期刊2017年11期）
杜文凯[5]（2016）在《(La,Nd)-Mg-Ni基贮氢合金的相转变及电化学性能研究》一文中研究指出本文通过感应熔炼和分区退火相结合的方法制备了3R型Lao.77Mg0.23Ni3.72, La0.68Mg0.32Ni3.01和Ndo.69Mgo.3iNi3.0合金电极,研究了退火过程中2H和3R型相结构的转变以及相结构对合金电极材料电化学性能的影响。采用X射线粉末衍射和RIETICA全谱拟合分析计算了合金的晶胞参数和相关指标,并通过恒电流充／放电方法测试了合金电极材料的电化学以及动力学性能。分析结果表明,铸态Lao.74Mg0.26Ni3.59合金由LaNi5、(La,Mg)2Ni7(3R-Gd2Co7型和2H-Ce2Ni7型)和(La,Mg)5Nii9(3R-Ce5Coi9型)相组成。在950℃-54 h分区退火的条件下,上述合金中的LaNi5、(La,Mg)2Ni7 (Gd2Co7型和Ce2Ni7型)和(La,Mg)5Nii9(Ce5Coi9型)相逐渐转变为3R型共存的(La,Mg)2Ni7和(La,Mg)5Nii9相。充／放电测试结果表明,相较于以2H和3R多相组成的电极材料而言,含3R型共存相的合金电极表现出良好的综合电化学性能,其高倍率放电性能和100周循环寿命均达到最大值,分别为53.1%和86.2%。这主要归因于合金中共存的3R-Gd2Co7型(La,Mg)2Ni7相和3R-Ce5Coi9型(La,Mg)5Nii9相具有相同的R-3m空间群,提高了合金中相结构之间的匹配性,从而有利于电极材料电化学性能的提高。通过对铸态La0.67Mg0.33Ni3.0和Ndo.67Mgo.33M2.95合金分别在950。C-12 h和1025。C-24 h的退火条件下进行热处理,获得了3R-PuNi3型单相Lao.6sMgo.32Ni3.01和Ndo.69Mgo.3iNi3.0合金。充／放电测试结果表明,与PuNi3型单相La0.68Mg0.32Ni3.01电极材料的电化学相关性能参数相比,PuNi3型单相Nd0.69Mg0.3iNi3.0合金电极表现出良好的高倍率放电性能和循环寿命,其最大放电容量和高倍率放电性能分别为370.6mAh g1和49.6%；在100周和300周充／放电循环后,合金电极的循环稳定性高达92.1%和79.0%。依据R-3m晶体结构计算,3R-PuNi3型Ndo.69Mg0.3iNi3.0合金在第一周吸／放氢后表现出较小的体积变形率(+1.19%)和较低的晶格应力(0.32%),从而使得该合金电极具有较弱的粉化程度和较少的氧化／腐蚀程度。(本文来源于《燕山大学》期刊2016-05-01）
王云钗[6]（2015）在《改性聚吡咯表面修饰对La-Mg-Ni基贮氢合金电化学性能的影响》一文中研究指出La–Mg–Ni基AB3型贮氢合金作为金属氢化物-镍(MH-Ni)电池负极材料,因其具有较高的贮氢容量而受到广泛关注。但是,此类合金的高倍率放电性能(HRD)、循环稳定性和其他电化学性能不理想,限制了其工业应用。本文通过改性聚吡咯表面修饰的方法对合金进行表面处理,以提高合金的高倍率放电性能等电化学性能。经硫酸钠掺杂的聚吡咯表面修饰后的La0.80Mg0.20Ni2.70Mn0.10Co0.55Al0.10贮氢合金表面沉积了一层相对均匀的棉纤维状物质。掺杂聚吡咯化学修饰工艺相对较佳条件为:温度T=318 K,掺杂剂硫酸钠质量m=0.75 g,镀覆时间t=8 min。在此工艺条件下,生成的纳米聚吡咯具有良好导电性、电化学氧化还原可逆性和电催化活性,能够与贮氢合金电极之间发生电子交叉反应,从而,合金电极的电化学动力学性能得到显着改善。处理后合金电极在1800 m A/g电流密度下的高倍率放电性能(25.1%)比未处理合金(12.5%)提高两倍多,同时,放电电压也显着提高。处理后合金电极的电荷转移电阻显着下降,极限电流密度和氢扩散系数提高。掺杂态的聚吡咯拥有良好电化学可逆性等优点,但其导电性仍有待提高,因此,具有优良电催化活性和导电性的镍,用于和聚吡咯形成复合物,以提高聚吡咯导电性。同时,硫酸镍中的硫酸根又可起到掺杂聚吡咯的作用。经镍/聚吡咯复合处理后,贮氢合金颗粒表面生成了一层较为均匀的具有层片状和棉纤维状双重特性的物质。相对较佳工艺条件为:温度T=318 K,硫酸镍镀液浓度为1.8 g/L,镀覆时间t=8 min。在此工艺条件下,与未处理合金相比,处理后合金电极的动力学性能显着提高。在1800 m A/g电流密度下的高倍率放电性能提高了10.2%。荷电保持率提高了5.0%。处理后合金电极的电荷转移电阻显着下降,极限电流密度和交换电流密度提高。(本文来源于《燕山大学》期刊2015-05-01）
郑彬[7]（2015）在《铜模铸造钒基贮氢合金的电化学性能研究》一文中研究指出采用铜模铸造法制备了V3TiNi0.56Co0.3钒基贮氢合金,并进行物相组成、显微组织、电化学腐蚀性能和电化学循环稳定性能的测试与对比分析。结果表明,铜模铸造制备的V3Ti Ni0.56Co0.3钒基贮氢合金为非晶合金,显着改善了合金的电化学腐蚀性能和电化学循环稳定性能。与常规铸造相比,铜模铸造使其腐蚀电位正移389 m V、最大放电容量增大19.96%、充放电循环20次后的放电容量下降率从96.93%减小至40.22%。(本文来源于《热加工工艺》期刊2015年01期）
张俊岭[8]（2014）在《相转变对La-Mg-Ni基贮氢合金电化学性能的影响》一文中研究指出本文通过感应熔炼的方法制备了La0.7Mg0.3Ni3.3合金，同时通过调整不同摩尔比的LaNi5和LaMgNi4(x)前驱物烧结制得一系列La-Mg-Ni基贮氢合金，研究了退火和烧结过程中的相转变及其对电化学性能的影响。XRD和Rietveld分析表明，La0.7Mg0.3Ni3.3铸态合金含有LaNi5、(La,Mg)Ni3(2H)、(La,Mg)2Ni7(2H和3R)相和少量的(La,Mg)Ni2杂相。当1073K退火时，熔点较低的(La,Mg)Ni2相变为液态，并与固态的LaNi5相发生包晶反应生成了(La,Mg)5Ni19相。当温度升高至1123K时，部分(La,Mg)5Ni19相与液态(La,Mg)Ni3中的La原子和Mg原子反应生成(La,Mg)2Ni7相；当1223K退火时，剩余的(La,Mg)5Ni19相分解，完全转化为(La,Mg)2Ni7相和LaNi5相，LaNi5相又进一步与液相反应生成了(La,Mg)2Ni7相，最终使(La,Mg)2Ni7相显着增加。相转变使得La0.7Mg0.3Ni3.3贮氢合金电极的放电容量和循环寿命显着提高，1223K退火的合金电极放电容量达到401mAh/g。然而，放电电流密度1800mA/g下的高倍率放电性能(HRD1800)先增加至36.1%(1073K)，随后由于倍率性能较好的(La,Mg)5Ni19相含量和利于氢原子扩散的相边界密度的降低导致HRD1800逐渐减小为23.6%(1223K)。在粉末烧结制备La-Mg-Ni系合金的过程中，当LaNi5和LaMgNi4的摩尔比(x)为0.56时，合金具有PuNi3型(La,Mg)Ni3单相结构；当x介于0.56到0.9之间时，过量的LaNi5相与生成的(La,Mg)Ni3液相继续反应生成(La,Mg)2Ni7相，且(La,Mg)2Ni7相随着x的增加逐渐增多；当x小于0.56或者大于0.9时，合金中分别出现LaMgNi4和LaNi5杂相。电化学测试表明，(La,Mg)2Ni7相的增加有利于合金电极放电容量和循环寿命的提高。此外，少量LaNi5相的出现提高了倍率放电性能，但却加速了合金电极循环容量的衰退。(本文来源于《燕山大学》期刊2014-05-01）
王金锭[9]（2014）在《钕和镁对RE-Mg-Ni基贮氢合金相结构及电化学性能的影响》一文中研究指出本文以LaNi5，LaMgNi4，NdNi，MgNi2等合金为前驱体，采用粉末烧结方法制备了La0.75-xNdxMg0.25Ni3.3(x=0,0.15)和Nd1-xMgxNi3(x=0.10,0.20,0.36,0.50)贮氢合金，系统研究了Nd部分替代La和Mg对RE–Mg–Ni系合金相转变的机制及电化学性能的影响。XRD和Rietveld分析表明，La0.75Mg0.25Ni3.3合金由Ce2Ni7型相、Gd2Co7型相及少量CaCu5型相组成；而Nd部分替代La后，由于Nd原子只占据[A2B4]单元中La原子所在位置，所以LaMgNi4合金中被替代的La原子和NdNi合金中Nd原子与Ni原子反应，生成[A2B4]单元，致使有更多的[A2B4]单元与[AB5]单元发生包晶反应，最终使Gd2Co7相丰度增加而CaCu5相消失。电化学测试表明，Nd部分替代La后，由于A2B7相丰度增加，合金电极最大放电容量与高倍率放电性能均显着提高；但是CaCu5相的消失，导致合金的循环稳定性略有下降。Nd1-xMgxNi3(x=0.10,0.20,0.36,0.50)合金均以PuNi3相为主相。当x <0.36时，合金由PuNi3相，Ce2Ni7相和NdMgNi4相组成，随着x的增大，PuNi3相含量逐渐增加，而Ce2Ni7相和NdMgNi4相含量逐渐降低，致使合金电极的最大放电容量、循环稳定性及高倍率放电性能随Mg含量增加而升高；当x=0.36时，合金中仅含有PuNi3相，合金电极的电化学性能均达到最大值。在1800mA/g放电电流密度下，高倍率放电性能达到55.7%，这主要是因为合金中不利于吸氢动力学的NdMgNi4相的消失；当Mg含量增至0.50时，合金中出现不吸氢的高Mg相MgNi2相，表明Mg元素超出其在PuNi3相中的最大固溶度，导致合金电极的电化学性能显着降低。(本文来源于《燕山大学》期刊2014-05-01）
同艳维[10]（2014）在《钒基固溶体贮氢合金电极的制备及性能研究》一文中研究指出V基贮氢合金电极具有较高的放电容量，是作为Ni-MH电池负极的核心材料。然而，较高的成本和较低的循环稳定性能限制了其产业化发展。本文是在全面综述V基贮氢合金电极研究进展的基础上，从降低成本和改善合金电极循环稳定性能出发，选择较低V含量的VTiCrNi四元合金为基础合金，以添加或取代的方式加入Mo、Mn、Sn元素以及V2O5金属氧化物。采用XRD、SEM等研究了合金电极的微观结构；采用高倍率放电、电化学阻抗、线性极化以及恒电位放电对合金电极的电化学性能进行表征；采用ICP分析了合金电极充放电后在电解液中的腐蚀成分。最后，通过在电解液中添加ZnO，研究其对合金电极性能的影响。对V2Ti1-xNiCrx（x=0.1-0.7）合金电极的组织结构及电化学性能进行了研究。结果表明，合金均由BCC结构的V基固溶体主相和TiNi二次相组成，BCC结构的V基固溶体呈树枝状均匀分布，而TiNi二次相则以叁维网状结构分布在V基固溶体主相的周围。合金电极的活化性能以及最大放电容量均随着Cr替代Ti含量的增加有所减低；而合金电极经过30次充放电后的容量保持率C30/Cmax先升高而后降低，在x=0.5时达到最大值，为91.3%；高倍率放电性能先增大而后减小，适量的Cr替代Ti有利于降低合金电极表面阻抗，提高氢的扩散系数。因此，合金电极的性能和Ti、Cr比例有关，当Cr替代Ti含量x=0.5时，合金电极具有最佳的电化学性能。通过对V2Ti0.5Cr0.5Ni1-xMx（M=Mo、Sn、Mn）体系合金电极组织结构和电化学性能研究发现，所有合金均具有两相结构，即BCC结构的V基固溶体主相和TiNi二次相，V基固溶体主相呈树枝状分布，TiNi二次相以叁维网络状分布在V基固溶体相的周围。Mo和Sn替代Ni对合金电极的最大放电容量Cmax影响不是很大，而Mn替代Ni后，合金电极的最大放电容量明显增大，在x=0.2时，最大放电容量达到429.3mAh/g。所有合金电极的容量保持率随着充放电循环过程的进行均有所降低，尤其是含Mn合金电极的容量衰退最为严重，这主要是由于含过多的Mn的合金在充放电循环过程中，易造成Mn的偏析，合金严重粉化，导致合金电极的循环稳定性能变差。电化学动力学研究表明，含Mo的合金电极电化学动力学性能随Mo替代Ni含量的增加先得到改善，而后降低，在x=0.04时，合金电极的高倍率放电性能，交换电流密度和氢扩散系数均得到最佳值。而Sn和Mn替代Ni之后，合金电极的交换电流密度和高倍率放电性能都降低，不利于合金电极的电化学动力学性能。对V2-xTi0.5Cr0.5NiOx（x=0-0.35）合金电极的组织结构和电化学性能研究，结果表明，当x=0时，合金由BCC结构的V基固溶体相和呈叁维网状结构分布在主相周围的TiNi相组成，随着x值增加，合金中出现了Ti4Ni2O新相。电化学测试结果表明，随着合金电极中V2O5替代V含量的增加，合金电极的最大放电容量降低，由x=0时的366.8mAh/g减小到x=0.35时的225.3mAh/g。而合金电极的循环稳定性能得到了改善，经过100次充放电循环后，合金电极的容量保持率由x=0时的69.9%增大到x=0.2时的83.7%。电化学测试结果表明，随着合金电极中V2O5替代V含量的增加，合金电极的高倍率放电性能、交换电流密度和氢的扩散系数先增大后减小，合金电极在x=0.05时综合电化学性能较好，其最大放电容量Cmax为352mAh/g，合金电极经过100次充放电循环后的容量保持率为73.7%，放电电流密度为400mA/g时的倍率放电性能（C400/C60）为70.3%，氢的扩散系数D为6.51×10-11cm2/s。通过分析V2Ti0.5Cr0.5Ni0.9Mn0.1和V2Ti0.5Cr0.5Ni0.8Mn0.2合金电极在充放电循环过程中的电极表面形貌、电化学性能以及合金元素在电解中的腐蚀溶解量得出：随着充放电过程的进行，合金电极表面裂纹明显加宽、加深，这既增加了合金电极内阻，又阻碍了氢在合金体内的扩散，从而导致电荷转移电阻增大，交换电流密度减小，这些因素使得合金电极的放电容量降低，而合金电极中V和Ti元素的腐蚀溶解严重。结果表明，贮氢合金的容量衰退主要是由于合金电极在充放电过程中，活性吸氢元素在电解液中的腐蚀溶解、合金颗粒的粉化、合金电极表面元素的氧化腐蚀以及不可逆氢化物的形成。通过在电解液中添加不同含量的ZnO，分析了在添加不同含量ZnO的电解液中合金电极的表面形貌及电化学性能，发现电解液中添加ZnO明显改善了合金电极的循环稳定性能，当50mL KOH电解液中ZnO添加量为1.2g时，合金电极经30次充放电循环后的容量保持率最大，为97.8%。而随着电解液中ZnO含量的增加，合金电极的放电平台变窄，而且倾斜，表明电解液中添加过量的ZnO对合金电极的放电性能产生不利作用。合金电极的交流阻抗值随着电解液中ZnO含量的增加先减小而后增大，而相应的交换电流密度先增大后减小，在50mL KOH电解液中添加0.8g ZnO时，合金电极的动力学性能相对较好。(本文来源于《重庆大学》期刊2014-03-01）
钒基贮氢合金论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
新型Nd-Mg-Ni基贮氢合金因其较好的循环稳定性、高倍率放电性能和低自放电率被广泛研究。但目前,合金相结构与电化学性能之间的关系尚不明确。为此,本文制备了单相PuNi_3、Gd_2Co_7和Pr_5Co_(19)型Nd-Mg-Ni基合金,系统地研究了合金的电化学储氢特性,并进一步获得了综合性能好的单相A_2B_7型Nd-Mg-Ni基合金,揭示了该合金生成机制和电化学特性。通过粉末烧结的方法,制备了单相Nd_(0.8)Mg_(0.2)Ni_n(n=3.0,3.5,3.8)合金,电化学测试表明,随着合金中亚单元[NdNi_5]/[NdMgNi_4]比例的升高,合金电极的最大放电容量降低,循环稳定性、高倍率放电性能和自放电率升高。重点研究了合金电极的自放电机制。结果表明,随着[NdNi_5]/[NdMgNi_4]亚单元比例的升高,合金电极放氢平台压升高,对应的氢化物稳定性降低,合金电极的可逆自放电增加;同时,合金的氧化/腐蚀程度降低,合金电极不可逆自放电减少。对合金两部分自放电比例的计算表明,可逆自放电是导致单相Nd-Mg-Ni基合金自放电的主要因素。通过感应熔炼结合分区退火处理的方法,制备了单相Ce_2Ni_7型Nd_(0.80)Mg_(0.20)Ni_(3.58)合金,并研究了单相合金的生成机制和电化学特性。铸态合金由Ce_2Ni_7、Gd_2Co_7、Ce_5Co_(19)、CaCu_5和MgCu_4Sn相组成,经过950℃-24 h退火处理,CaCu_5相和MgCu_4Sn相发生包晶反应生成A_2B_7相,Ce_5Co_(19)相不发生反应;升高退火温度至985℃,Ce_5Co_(19)相分解成A_2B_7相;在985℃至1020℃温度区间内,Ce_2Ni_7相向Gd_2Co_7相转化;而1025℃后,Gd_2Co_7相不断向Ce_2Ni_7相转化,且在1100℃,形成单相Ce_2Ni_7型合金。单相Nd_(0.80)Mg_(0.20)Ni_(3.58)合金具有较好的循环稳定性,经过700周电化学循环,容量保持率仍为64%。此外,该单相合金的容量衰减主要是由Nd和Mg元素先后被氧化导致的,且氧化后期Nd(OH)_3由针状向棒状生长,形成的棒状Nd(OH)_3覆盖在合金表面,抑制合金的进一步氧化/腐蚀。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
钒基贮氢合金论文参考文献
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[10].同艳维.钒基固溶体贮氢合金电极的制备及性能研究[D].重庆大学.2014
标签：镍金属氢化物电池; RE–Mg–Ni基合金; 超晶格结构; 电化学性能;