退火处理对汽车电池用储氢合金相结构与电化学性能的影响
收稿日期: 2024-01-03
网络出版日期: 2024-02-22
基金资助
江苏省高校自然科学基金面上项目(22KJD480002)
Effect of annealing temperature on phase structure and electrochemical performance of hydrogen storage alloys for automotive batteries
Received date: 2024-01-03
Online published: 2024-02-22
为了提升汽车电池负极用储氢合金的电化学性能，对铸态Y0.2La0.8Ni3.2Al0.2Mn0.2储氢合金进行了850~1 050 ℃保温4 h的退火处理，并对比分析了铸态和退火态储氢合金的相结构、微观形貌和电化学性能（充放电曲线、压力-组成-温度曲线、循环曲线、极化曲线和倍率放电曲线）。结果表明：铸态和低温（850、900 ℃）退火态Y0.2La0.8Ni3.2Al0.2Mn0.2储氢合金主要由CaCu5型相、Ce2Ni7/Gd2Co7型相和Ce5Co19型相组成；950 ℃及以上温度退火态储氢合金由Ce2Ni7型相和Ce5Co19型相组成，Ce2Ni7型相丰度在退火温度为950 ℃时取得最大值。退火态储氢合金的最大放电容量（Cmax）均高于铸态储氢合金，且随着退火温度的升高，退火态储氢合金的Cmax先增加后减小，在退火温度为950 ℃时取得最大值（372.6 mA·h/g）。随着退火温度的升高，Y0.2La0.8Ni3.2Al0.2Mn0.2储氢合金的高倍率放电性能先升高后降低，在相同放电电流密度下，950 ℃退火态Y0.2La0.8Ni3.2Al0.2Mn0.2储氢合金的高倍率放电性能最佳。Y0.2La0.8Ni3.2Al0.2Mn0.2储氢合金的高倍率放电性能主要由氢扩散系数（D0）控制，通过调整退火温度可以获得电化学性能良好的Y0.2La0.8Ni3.2Al0.2Mn0.2储氢合金，适宜的退火温度为950 ℃。
关键词： Y0.2La0.8Ni3.2Al0.2Mn0.2储氢合金; 退火温度; 相结构; 显微形貌; 电化学性能
胡文娟 , 申小中 , 王汝佳 , 路露 , 邹联力 . 退火处理对汽车电池用储氢合金相结构与电化学性能的影响[J]. 无机盐工业, 2024 , 56(11) : 51 -58 . DOI: 10.19964/j.issn.1006-4990.2024-0003
In order to improve the electrochemical performance of hydrogen storage alloys for automotive battery cathodes，as-cast Y0.2La0.8Ni3.2Al0.2Mn0.2 hydrogen storage alloys were annealed at 850~1 050 ℃ holding for 4 h，the phase composition，microstructure and electrochemical properties（charge discharge curve，pressure composition temperature curve，cycle curve，polarization curve，and rate discharge curve） of as-cast and annealed hydrogen storage alloys at different temperatures were compared and analyzed.The results showed that the as-cast and low-temperature（850，900 ℃） annealed Y0.2La0.8Ni3.2Al0.2Mn0.2 hydrogen storage alloys were mainly composed of CaCu5 type phase，Ce2Ni7/Gd2Co7 type phase，and Ce5Co19 type phase，the hydrogen storage alloys annealed at 950 ℃ and above were mainly composed of Ce2Ni7 type phase and Ce5Co19 type phase.The maximum abundance of Ce2Ni7 type phase was obtained at 950 ℃.Cmax of annealed hydrogen storage alloys was higher than that of cast hydrogen storage alloys，and with the increase of annealing temperature，the maximum discharge capacity of annealed Y0.2La0.8Ni3.2Al0.2Mn0.2 hydrogen storage alloy was firstly increased and then decreased，the Cmax was achieved（372.6 mA·h/g） at 950 ℃.With the increase of annealing temperature，the high rate discharge performance of Y0.2La0.8Ni3.2Al0.2Mn0.2 hydrogen storage alloy was firstly increased and then decreased.At the same discharge current density，the high rate discharge performance of Y0.2La0.8Ni3.2Al0.2Mn0.2 hydrogen storage alloy annealed at 950 ℃ was the highest.The high rate discharge performance of Y0.2La0.8Ni3.2Al0.2Mn0.2 hydrogen storage alloy was mainly controlled by the hydrogen diffusion coefficient D0，Y0.2La0.8Ni3.2Al0.2Mn0.2 hydrogen storage alloy with good electrochemical performance could be obtained by adjusting the annealing temperature，and the suitable annealing temperature was 950 ℃.
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