本文主要研究了La-Fe-B系儲(chǔ)氫合金(La_(15)Fe_2Ni_(72)Mn_7B_2Al_2)的微觀結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能。具體的研究?jī)?nèi)容包括:不同含量的石墨烯對(duì)于La_(15)Fe_2Ni_(72)Mn_7B_2Al_2合金的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響;不同的球磨時(shí)間對(duì)于石墨烯/La_(15)Fe_2Ni_(72)Mn_7B_2Al_2合金復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響;不同的球磨時(shí)間對(duì)于La_(15)Fe_2Ni_(72)Mn_7B_2Al_2合金的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響。XRD分析結(jié)果表明,球磨處理和添加石墨烯并沒有改變合金的相結(jié)構(gòu),系列合金均由三種相組成:包括LaNi_5相,La_3Ni_(13)B_2相和(Fe,Ni)相。其中LaNi_5相,La_3Ni_(13)B_2相都是負(fù)責(zé)儲(chǔ)氫的相,LaNi_5相是主要的儲(chǔ)氫相,(Fe,Ni)相為催化相。SEM分析表明,隨著球磨時(shí)間的增加,合金的顆粒變小,且添加石墨烯之后有利于保護(hù)合金的結(jié)構(gòu)不被破壞。電化學(xué)研究表明,在球磨時(shí)間相同的情況下,隨著石墨烯的含量增加,合金的最大放電容量呈現(xiàn)增加的趨勢(shì),且石墨烯的添加使得合金的活化次數(shù)由兩次循環(huán)降低到一次。在相同的球磨時(shí)間時(shí),添加石墨烯之后合金的電荷轉(zhuǎn)移電阻降低,高倍率放電性能提高,但是合金的荷電保持率降低。添加石墨烯的合金復(fù)合材料和未添加石墨烯的基準(zhǔn)合金隨著球磨時(shí)間增加,最大放電容量均是先增加后減小,合金的高倍率放電性能也有相同的規(guī)律。分析其原因,這是由于球磨時(shí)間的增加,合金的顆粒減小,增加了合金的比表面積,但與此同時(shí),球磨也會(huì)造成合金的非晶化。在這兩種因素的共同作用下,造成了合金的電化學(xué)性能隨球磨時(shí)間先增加后減小的現(xiàn)象。
【學(xué)位單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG139.7
【部分圖文】：

圖 1-1 Ni/MH 電池工作原理示意圖氫合金合金的典型代表為 Mg2Ni 儲(chǔ)氫合金[24]。實(shí)驗(yàn)最早開始于科學(xué)家們?cè)谘芯恐邪l(fā)現(xiàn)鎂基合金的循環(huán)穩(wěn)定性特別差[25高，因此如何改善鎂基合金的缺點(diǎn)就成了研究的重點(diǎn)。究中發(fā)現(xiàn)，用球磨方法處理合金粉末可以顯著的降低合最為典型的是 S.Orimo 等[29-31]在氫氣環(huán)境中球磨合金粉高到了 1.6 wt.%。在 Song 等[32]的研究中發(fā)現(xiàn)，通過球磨處理方法處理實(shí)驗(yàn)樣品，合金樣品的吸放氫溫度得到極合金非晶化[35]，反而得到了一種壽命很短，但是容量達(dá)到型儲(chǔ)氫合金

第二組：將研磨好的 La15Fe2Ni72Mn7B2Al2合金與已經(jīng)制備好的石墨烯按照質(zhì)量比 100：3 的比例混合均勻，與第一組的球磨方法相同，設(shè)置有效球磨時(shí)間為 0 min，15min，30min，45min。以此制備出第二組實(shí)驗(yàn)樣品。第三組：將研磨好的 La15Fe2Ni72Mn7B2Al2合金直接放入球磨罐中，放入其質(zhì)量的 100 倍的磨球，充入氬氣保護(hù)，按照上述球磨方法球磨樣品，球磨時(shí)間為 0 min，30min，45min，1h，制備第三組樣品。2.2.4 模擬電池的制備取上述制備的樣品 0.15 g 和羰基鎳粉末 0.75 g，用研缽使其充分混合，用粉末壓片機(jī)在冷壓制成圓柱體電極片（直徑 10 mm，厚度 1-2mm）。將小圓片和鎳棒焊接在一起，將此負(fù)極與正極組裝成待測(cè)電池如圖 2-1，其中正負(fù)極之間應(yīng)用聚丙烯隔膜隔離開來，以防止在測(cè)試過程中短路。將待測(cè)電池充分活化。合金電極在 DC-5 電池測(cè)試儀進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試，以 60 mA g-1的電流密度恒流充放電，放電截止電壓為 0.8 V。

第 2 章 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方法電化學(xué)阻抗的測(cè)試：將組裝好的模擬電池充分活化，充到最大放電容電深度為 50%，充放電電流密度為 60 mA·g-1，完成測(cè)試后將模擬電池使其達(dá)到穩(wěn)態(tài)。接入電化學(xué)工作站，測(cè)試其電荷轉(zhuǎn)移電阻 Rct，實(shí)驗(yàn)參 Hz，高頻 100000 Hz。測(cè)試完成之后用 Zview 擬合此時(shí)的電荷轉(zhuǎn)移電利用式（2-4）計(jì)算模擬電池的交換電流密度 I0，R 是氣體常數(shù)，F(xiàn) 是T 為絕對(duì)溫度。 0= 阻抗測(cè)試的等效擬合時(shí)所用的等效電路為圖 2-2 所示，

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本文編號(hào)：2813066