隨著混合動力汽車的普及速度越來越快,對其使用的電池提出的要求也越來越高。而鈦鐵系貯氫合金作為鎳氫電池負極材料,因其理論放電容量高（放電容量是512 mAh·g-1）和原料廉價等特點受到極大關注。然而鈦鐵系貯氫合金在堿性電解液中的放電性能極差。本文在前人的研究基礎上,通過機械球磨法和元素替換法,以Ti1.1-xFe0.6Ni0.3Zr0.1Mn0.2Prx（x=0～0.08）+10 wt.%Ni 貯氫合金為研究對象,系統(tǒng)地研究了放電容量和放電電壓特性等電化學性能,并且探究了高倍率放電性能及開路電位,電荷轉移阻抗Rct,極限電流密度IL,氫擴散系數(shù)D等動力學性能。本文實驗所用的Ti1.1-xFe0.6Ni0.3Zr0.1Mn0.2Prx（x=0～0.08）合金采用真空感應熔煉的方法制備,然后分別進行球磨和添加10 wt.%Ni后球磨。通過XRD及SEM結合EDS分析了合金的相組成和微觀結構。發(fā)現(xiàn)鑄態(tài)Ti1.1-xFeo.6Ni0.3Zr0.1Mn0.2Prx（x=0～0.08）合金的相有TiFe相,NiTi2相和FeZr2相。球磨后發(fā)現(xiàn)只有TiFe相。添加Ni球磨后發(fā)現(xiàn)除TiFe相外還有少... 

【文章來源】：內蒙古科技大學內蒙古自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 文獻綜述
    1.1 貯氫合金
        1.1.1 貯氫合金的分類及研究現(xiàn)狀
    1.2 Ni-MH電池
        1.2.1 Ni-MH電池的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 Ni-MH電池的原理
    1.3 Ti-Fe系貯氫合金
        1.3.1 Ti-Fe系貯氫合金發(fā)展歷程
        1.3.2 改善Ti-Fe系貯氫合金電化學性能的方法
    1.4 本文研究背景、主要內容和現(xiàn)實意義
2 實驗方法
    2.1 合金的成分設計與制備方法
        2.1.1 合金的成分設計
        2.1.2 合金的制備方法
    2.2 合金相結構及形貌分析
        2.2.1 X射線衍射分析(XRD)
        2.2.2 掃描電鏡(SEM)及能譜(EDS)分析
    2.3 電化學性能的測試
        2.3.1 電極片的制備及堿液參數(shù)
        2.3.2 電化學性能測試儀器
        2.3.3 電化學及動力學性能的測試方法
3 Pr部分替代Ti對Ti_(1.1-x)Fe_(0.6)Ni_(0.3)Zr_(0.1)Mn_(0.2)Pr_x(x=0~0.08)系列合金的相結構及電化學貯氫性能的影響
    3.1 鑄態(tài)合金的相結構及組成
        3.1.1 合金XRD圖譜分析
        3.1.2 合金掃描電鏡(SEM)及能譜(EDS)分析
    3.2 合金的電化學性能
    3.3 鑄態(tài)合金的動力學性能
        3.3.1 合金高倍率放電性能
        3.3.2 合金的交流阻抗(EIS)
        3.3.3 合金電極的開路電位
        3.3.4 合金的動電位極化及極限電流密度(I_L)
        3.3.5 合金恒電位階躍及擴散系數(shù)(D)
    3.4 本章小結
4 球磨時間對Ti_(1.04)Fe_(0.6)Ni_(0.3)Zr_(0.1)Mn_(0.2)Pr_(0.06)合金微觀結構及電化學性能的影響
    4.1 球磨時間對Ti_(1.04)Fe_(0.6)Ni_(0.3)Zr_(0.1)Mn_(0.2)Pr_(0.06)合金微觀結構及相組成的影響
        4.1.1 合金的XRD圖譜及分析
        4.1.2 合金的掃描電鏡(SEM)分析
    4.2 球磨時間對Ti_(1.04)Fe_(0.6)Ni_(0.3)Zr_(0.1)Mn_(0.2)Pr_(0.06)合金的電化學性能的影響
        4.2.1 合金的放電平臺壓特性
        4.2.2 合金的循環(huán)穩(wěn)定性
    4.3 球磨時間對Ti_(1.04)Fe_(0.6)Ni_(0.3)Zr_(0.1)Mn_(0.2)Pr_(0.06)合金的動力學性能的影響
        4.3.1 合金的高倍率性能
        4.3.2 合金的交流阻抗(EIS)
        4.3.3 合金電極的開路電位
        4.3.4 合金的動電位極化及極限電流密度(I_L)
        4.3.5 合金恒電位階躍及擴散系數(shù)(D)
    4.4 本章小結
5 球磨時間對Ti_(1.04)Fe_(0.6)Ni_(0.3)Zr_(0.1)Mn_(0.2)Pr_(0.06)+10 wt.% Ni合金微觀結構及電化學性能的影響
    5.1 球磨時間對Ti_(1.04)Fe_(0.6)Ni_(0.3)Zr_(0.1)Mn_(0.2)Pr_(0.06)+10 wt.% Ni合金微觀結構及相組成的影響
        5.1.1 合金的XRD圖譜及分析
        5.1.2 合金的掃描電鏡(SEM)分析
    5.2 球磨時間對Ti_(1.04)Fe_(0.6)Ni_(0.3)Zr_(0.1)Mn_(0.2)Pr_(0.06)+10 wt.% Ni合金電化學性能的影響
        5.2.1 合金的放電平臺壓特性
        5.2.2 合金的循環(huán)穩(wěn)定性
    5.3 球磨時間對Ti_(1.04)Fe_(0.6)Ni_(0.3)Zr_(0.1)Mn_(0.2)Pr_(0.06)+10 wt.% Ni合金動力學性能的影響
        5.3.1 合金的高倍率性能
        5.3.2 合金的交流阻抗(EIS)
        5.3.3 合金電極的開路電位
        5.3.4 合金的動電位極化及極限電流密度(I_L)
        5.3.5 合金恒電位階躍及擴散系數(shù)(D)
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]TiFe系貯氫合金制備方法的研究進展[J]. 劉妍,吳一,鄒正光,龍飛.  材料導報. 2008(11)
[2]TiFe儲氫合金的電化學性能研究[J]. 劉玉萍,柴志剛,吳耀明,孫長英,趙敏壽.  稀有金屬. 2001(06)

博士論文
[1]球磨La2Mg17-x wt.%Ni-y wt.%CeO2復合材料的儲氫性能研究[D]. 李霞.鋼鐵研究總院 2013
[2]Ti-Zr-V-Mn-Ni固溶體貯氫合金結構和電化學性能研究[D]. 李書存.燕山大學 2009

碩士論文
[1]La–Mg–Ni系AB2型貯氫合金相結構及性能的研究[D]. 楊泰.內蒙古科技大學 2013
[2]La-Mg-Ni基A2B7型貯氫合金的微觀結構和電化學性能研究[D]. 陳莉翠.內蒙古科技大學 2013
[3]Mg2Ni型貯氫合金結構與動力學性能的研究[D]. 雍輝.內蒙古科技大學 2010
[4]AB型貯氫合金電子結構及電化學性能的研究[D]. 李榜全.廣西大學 2004



本文編號：3196692