La2Mg17+200wt.％Ni电极合金材料的制备及其电化学性能研究

摘要

研究了添加Ni对高温感应熔炼法制备的La2Mg17贮氢合金的结构和电化学性能的影响.经球磨后XRD分析表明:随着球磨时间的增加,电极合金的衍射强度降低,衍射峰宽化,球磨时间达到100h时,晶体结构几乎全部转变为非晶结构.电化学测试显示:球磨制备的La2Mg17+200wt.％ Ni电极贮氢合金在首次循环后即可达最大放电比容量,合金具有较好的活化性能;电极合金的放电比容量约为350mAh/g,循环容量保持率S15约为38％,而球磨时间对改善合金的放电比容量和循环寿命的影响不大.通过电化学阻抗谱(EIS)分析可知,合金随着球磨时间的延长,其合金颗粒内部和表面结构都发生了变化,导致球磨60和80h时由电化学极化,浓差极化和氢扩散步骤控制反应速率转换成球磨100和120h时由电化学极化和氢扩散控制反应速率.不同球磨时间,合金的动力学控速步骤也发生了一些转变,其中球磨100h的表面电化学电荷迁移反应阻抗较大,表面反应速率较小.而极化电流密度和恒电位阶跃曲线中的氢扩散系数D共同表明,100h合金体相内的氢扩散速率较快.