通过元素替代法来调整金属氢化物性能

根据Vegard理论，用小原子半径的吸氢元素来取代A侧的La将使整个合金系的晶胞体积减小，而合金氢化物的氢平衡压的自然对数与合金晶胞体积呈线性关系，晶胞体积越小，在给定温度下氢平衡压越高。图3.25a和b为Y取代LaNi5①1cal=4.186J。合金的晶胞体积及金属氢化物的平衡压与Y取代量z之间的关系。可见，由于Y原子半径(2.27A)比La的原子半径(2.74A)，随着Y取代量的增加，合金的晶胞体积将减小，而氢的平衡压却随着取代量z的增加而线性升高m]。与用铈、镨、钕、钐、钆等替代La[43~45]相比，用Co、Mn、A1、Fe、Zn、sn等取代Ni：46~48]也得到了相同的结论。不过，不是用所有的吸氢元素来取代La都可以产生上述结果，如果取代元素的价态与被取代元素的不同，如+2价的ca或Yb作为取代元素，那么金属氢化物的平衡压可能会随着合金晶胞体积的增大而增大。①逸醛叁Ⅲ墨元素取代量x(原子分数)。LNis合金的晶胞体积与元素取代量(a)及金属氢化物的平衡压(b)之间的关系根据上述规律，通过提高(LaPrCeNd)(NiCoMnAl)。合金中ce含量可改善MH／Ni电池负极用储氢合金低温性能，从而令使用该合金生产的MH／Ni电池在-35℃、0．4C倍率放电的情况下，放电容量达到其常温容量的70％[50,51]，而目前国内外用于MH／Ni电池的商业稀土储氢合金负极在一35℃的放电容量不到其常温的40％口2|。这是因为Ce含量的增加在降低合金氢化物生成热的同时还使氢在合金基体内的扩散系数增大，从而明显改善合金的低温性能。目前，已经有人总结出稀土元素含量与金属氢化物的平衡压轨。