球磨时间对La1.6Y0.4Mg16Ni合金结构和电化学性能的影响
2021-10-18韦世强蒋超超张亮玖周慧荣
韦世强 蒋超超 张亮玖 周慧荣 李 宽
(1.中铝广西有色稀土开发有限公司,南宁 530024;2.广西国盛稀土新材料有限公司,广西 崇左 532200)
可充式的储氢蓄电池具有环境友好、放电容量大等优点,已受到研究者的极大关注。为了满足未来发展对高性能储氢蓄电池的需要,需要开发高容量、长时循环稳定的可充式储氢蓄电池。目前,用作储氢电池材料的合金为AB5型镍氢产品,其理论比容量为348 mA·h/g,目前市场上供应的商用AB5型产品的比容量为310~330 mA·h/g,已十分接近其理论值。因此,进一步提升其比容量的空间已十分有限。La1.6Y0.4Mg16Ni合金是一种具有更高比容量和较强电化学性能的储氢材料,其理论比容量高达1 300 mA·h/g[1],是一种更具应用潜力的储氢蓄电池新型材料,已成为当前的研究热点[2,3]。本文采用真空熔炼技术先制备La1.6Y0.4Mg16Ni合金,然后经球磨处理得到合金粉末,考察球磨时间对该合金晶相、形貌和电化学性能的影响,优化具有最高电化学性能合金的合成条件。
1 实验
1.1 La1.6Y0.4Mg16Ni合金的制备
制备La2-xYxMg16Ni系镧钇合金的方法主要包括真空熔炼法、机械合金化法、快淬法和烧结法等。我国普遍采用真空熔炉法制备La2-xYxMg16Ni合金[4]。本文也采用真空熔炼法制备La1.6Y0.4Mg16Ni合金。制备过程为:
1)原料准备。按照La1.6Y0.4Mg16Ni合金的组份,对应准备金属La(La纯度≥99.5%)、金属Y(Y纯度≥99.5%)、金属Mg(Mg纯度≥99.5%)、金属Ni(Ni纯度≥99.5%)共四种金属原料,备用。
2)称量。将金属La、Y、Mg、Ni按照合金La1.6Y0.4Mg16Ni中的原子比,分别称取金属La 22.22 g、金属Y 3.56 g、金属Mg 38.89 g、金属Ni 5.87 g,备用。
3)熔炼。将称量好的四种金属放入坩埚并置于真空中频感熔炼炉进行熔炼。先将炉内真空度调节为10-1Pa,然后通入惰性气体氩气(Ar),使熔炼中的合金始终处于惰性气体氩气保护下,以免金属和合金被氧化,也可防止杂质进入合金。……
