富镧混合稀土贮氢合金的电化学研究

本文详细地研究了各种取代元素（Mn，Co，Al，Cr，Fe，Si）对MLNi_5基贮氢合金电化学性能的影响。实验结果表明，含有少量Mn，Co，Al的氢化物电极具有较好的综合性能；电解质溶液浓度对氢化物电极的放电容量，快速放电能力，放电电位以及自放电速度等具有重要影响。扫描电镜观察和光电子能谱分析认为，贮氢合金的不断粉化的氧化是氢化物电极失效的主要原因；而氢从氢化物电极中的解吸是引起镍/氢化物电池容量损失的主要原因。循环伏安研究表明，氢化物电极的阳极氧化峰面积正比于电极的放电容量，同时，Ip（峰电流）与v~（1/2）（V：扫描速度）的正比关系说明氢化物电极反应是一个扩散控制过程，可能的控制步骤是氢在合金中的扩散。氢化物电极的交流阻搞图谱由两个半圆组成，高频半圆对应于电化学反应过程；低频半圆对应于氢的吸附。随着电极的组成，充放电深度以及循环次数等的不同，低频半圆的大小也不同。利用电位阶跃的方法测定了氢在合金中的扩散系数，结果表明，具有较大氢扩散系数的电极，其快速放电能力较强，放电过电位较小。另外，贮氢合金的组成对氢化物电极反应动力学参数（扩散系数，交换电流密度以及反应数等）具有重要影响。