鎳氫電池電極氫合金LaNi5優(yōu)缺點(diǎn)
鎳氫電池電極一般的AB5型儲(chǔ)氫合金,具有CaCus型結(jié)構(gòu),是吸氫量H/M大致等于1的一群合金。在AB5型儲(chǔ)氫合金中,LaNi5是稀土系儲(chǔ)氫合金的典型代表。
LaNi5是具有CaCu5型晶格結(jié)構(gòu)的金屬間化合物,室溫下與幾個(gè)大氣壓的氫反應(yīng),即可被氫化,生成具有六方晶格結(jié)構(gòu)的LaNi5H6。氫化反應(yīng)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(yōu)點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):
LaNi5吸氫生成LaNi5H6,儲(chǔ)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(huán)境下操作。將LaNis做成負(fù)極材料,與Ni(OH)2,電極組成電池,LaNi5的理論電化學(xué)容量為372mA-h/g。被認(rèn)為是在熱泵、電池、空調(diào)器等應(yīng)用中的候選材料。
缺點(diǎn):
LaNi5合金具有很高的儲(chǔ)氫容量和良好的吸放動(dòng)力學(xué)特性;合金吸氫后晶胞體積膨脹較大,隨著充放電循環(huán)的進(jìn)行,晶格發(fā)生變形,導(dǎo)致合金嚴(yán)重分化和比表面增大,其容量迅速衰減。
缺點(diǎn):
但LaNis電極的容量隨充放電循環(huán)次數(shù)增加而下降,因此電池壽命很短。
吸放氫循環(huán)過(guò)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(nèi)形成均質(zhì)的金屬間化合物?;瘜W(xué)計(jì)量稍偏移至富La側(cè),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(jìn)了粉化。
提高鎳氫電池儲(chǔ)氫合金性能的方法:
一、合金化學(xué)成分
(1)合金A側(cè)混合稀土組成的優(yōu)化(2)合金B(yǎng)側(cè)元素的優(yōu)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(xué)還原處理
三、合金的組織結(jié)構(gòu)
合金的成分、鑄造條件及熱處理工藝等均對(duì)合金的組織結(jié)構(gòu)(包括合金的凝固組織、晶粒尺寸及晶界偏析等)產(chǎn)生影響。
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