新型无镁YNi3.5-xAlx(x=0～0.3)储氢合金的结构和电化学性能

作者：邓安强; 罗永春^*; 王浩; 赵磊; 郑坤

来源：材料导报, 2020, 34(14): 14110-14128.

• 超点阵结构
• 失配
• 平台压
• 电化学性能

采用真空电弧熔炼和真空退火热处理制备了YNi3.5-xAlx(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2,0.3)合金。对其结构进行分析,结果表明,合金主相为A2B7超点阵结构相。当x=0时,合金主相为Gd2Co7,加入Al后,合金主相变为Ce2Ni7,Al在Ce2Ni7相中主要占据CaCu5结构的6h位置。Al在Ce2Ni7相中的固溶度有限,当x>0.1时,合金中出现CaCu5第二相,且Al更多的是固溶到CaCu5相中。Al在Ce2Ni7相中固溶越多,超点阵Laves和CaCu5两个结构单元体积失配越小。加入Al后,合金电极吸/放氢平台降低,当x>0.1后,由于出现CaCu5第二相,平台压稍有升高。合金电极最大放电容量随Al含量增加整体升高,从x=0时的105.52 mAh·g-1上升到x=0.3时的282.7 mAh·g-1。随Al含量增加,尤其当x≥0.1后,Al更多的是固溶到CaCu5第二相,在Ce2Ni7主相中固溶逐步减少,合金Laves和CaCu5两个结构单元体积失配加大,合金电极循环稳定性整体呈下降趋势,从x=0时的52.89%到x=0.3时的6.5%。Y2Ni7合金电极动力学较差,HRD900只有5.83%。随着Al含量的增加,合金动力学性能先增强后减弱,在x=0.15时HRD900达到79.04%。在Al含量较低(x≤0.15)时,合金电极高倍率性能主要取决于氢在合金体相内的扩散速率,在Al含量较高(x>0.15)时,合金电极高倍率性能主要取决于合金电极表面电荷的转移速率。

• 单位
  宁夏大学; 兰州理工大学