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鎳氫電池電極氫合金LaNi5優缺點

鎳氫電池電極一般的AB5型儲氫合金,具有CaCus型結構,是吸氫量H/M大致等于1的一群合金。在AB5型儲氫合金中,LaNi5是稀土系儲氫合金的典型代表。

鎳氫電池

LaNi5是具有CaCu5型晶格結構的金屬間化合物,室溫下與幾個大氣壓的氫反應,即可被氫化,生成具有六方晶格結構的LaNi5H6。氫化反應表示如下:

LaNi5+3H2→LaNi5H6

吸氫量大、易活化、不易中毒、平衡壓力適中、滯后小等優點

優點:

LaNi5吸氫生成LaNi5H6,儲氫量越1.4%wt。25℃的分解壓力約0.2MPa,分解熱-30.1KJ/molH,2,很適合于室溫環境下操作。將LaNis做成負極材料,與Ni(OH)2,電極組成電池,LaNi5的理論電化學容量為372mA-h/g。被認為是在熱泵、電池、空調器等應用中的候選材料。

缺點:

LaNi5合金具有很高的儲氫容量和良好的吸放動力學特性;合金吸氫后晶胞體積膨脹較大,隨著充放電循環的進行,晶格發生變形,導致合金嚴重分化和比表面增大,其容量迅速衰減。

缺點:

但LaNis電極的容量隨充放電循環次數增加而下降,因此電池壽命很短。

吸放氫循環過程中晶胞體積膨脹大(23.5%左右)。在LaVi5系合金中,只在很窄的組成范圍內形成均質的金屬間化合物。化學計量稍偏移至富La側,在母相晶界上就容易析出富La相。這樣,由于氫化,晶界體積變化大,促進了粉化。

提高鎳氫電池儲氫合金性能的方法:

一、合金化學成分

(1)合金A側混合稀土組成的優化(2)合金B側元素的優化

二、合金的表面處理

(1)表面包覆處理(2)表面修飾

(3)熱堿處理(4)氟化物處理(5)酸處理(6)化學還原處理

三、合金的組織結構

合金的成分、鑄造條件及熱處理工藝等均對合金的組織結構(包括合金的凝固組織、晶粒尺寸及晶界偏析等)產生影響。

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