铸态及快淬态Mm（NiCoMnAl）₅-Mg₂Ni储氢合金的微结构与电化学性能

王鸿钰¹，田晓^1,2，尚涛¹，那仁格日乐²，刘建¹，云国宏^1,2

1. 内蒙古大学物理科学与技术学院纳米磁性与功能材料重点实验室2. 内蒙古师范大学物理与电子信息学院功能材料物理与化学自治区重点实验室

摘 要：首先采用二步熔炼法制备了铸态Mm（NiCoMnAl）₅-Mg₂Ni复合储氢合金,然后在不同快淬速度下对铸态Mm（NiCoMnAl）₅-Mg₂Ni复合合金进行快淬处理,获得一系列不同快淬速度的快淬态Mm（NiCoMnAl）₅-Mg₂Ni复合储氢合金。利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜及能谱分析（SEM/EDS）和电化学测试方法研究了所有合金的微结构和电化学性能。微结构分析表明,铸态Mm（NiCoMnAl）₅-Mg₂Ni复合合金由LaNi₅和少量的Mg₂Ni相组成。而铸态复合合金经快淬处理后,合金中少量的Mg₂Ni相消失,同时有LaNi₃和极少量的La2Ni3新相形成。快淬态合金中的Mg元素主要以固溶形式优先存在于富稀土LaNi₃相中,形成（La,Mg）Ni₃相。电化学分析表明,恰当的快淬处理能使Mm（NiCoMnAl）₅-Mg₂Ni复合合金的活化性能、最大放电容量、放电特性和循环稳定性得到改善。但快淬速度太大,上述性能均有变坏趋势。当快淬速度为15 m·s-1时,Mm（NiCoMnAl）₅-Mg₂Ni复合合金具有最大的放电容量,此时合金的最大放电容量为303.5 m Ah·g^-1,比铸态合金的最大放电容量增大了3.3%;快淬速度为20 m·s^-1时,复合合金的循环稳定性最佳,80次循环后的容量保持率为98.3%,比铸态合金的容量保持率增大了11.9%。

关键词：储氢合金;快淬;电化学性能;相结构;