La-Nd-Y-Ni系A5B19型退火合金的相结构及储氢与电化学性能研究

作者：赵刘强; 邓安强; 杨洋; 康晓燕; 罗永春^*

来源：中国稀土学报, 2022, 40(02): 250-260.

• La-Y-Ni系储氢合金
• 微观组织与相结构
• 气体储氢行为
• 电化学性能

稀土元素对超点阵结构RE-Mg(Y)-Ni系AB3.0-4.0型合金的储氢和电化学性能具有重要的影响。制备了新型A5B19型La-Y-Ni系退火合金La0.4-xNdxY0.6Ni3.52Mn0.18Al0.1(x=0～0.4)，利用XRD,SEM,XPS，气-固反应储氢及电化学方法系统研究了Nd对合金相组成、储氢性能和电化学性能的影响规律和作用，并观察分析了电极表面的腐蚀形貌与产物组成。结果表明：随Nd元素增加，合金中A5B19型主相丰度逐渐提高，其中3R-Ce5Co19型相丰度达到70%。该合金具有良好的气体吸氢动力学和储氢PCT曲线平台特性。随Nd元素增加，合金最大储氢量达到1.38%～1.46%(质量分数)，吸氢平台压从0.02 MPa逐渐升高至0.064 MPa。电化学分析表明：含Nd合金电极具有良好的循环稳定性和高倍率性能，最大放电容量为342.5～382.8 m Ah·g-1，经100次充放电后其容量保持率S100由82.9%(x=0)提升至93.7%(x=0.4)，高倍率性能HRD900由48.7%(x=0)提升至87.8%(x=0.4)。添加Nd后，循环后的合金电极表面形成了细小而致密的稀土氧化物/氢氧化物，这在一定程度上阻止了Y,Mn和Al元素的氧化和溶出，进而提高了合金电极的循环稳定性。

• 单位
  材料学院; 兰州理工大学