退火对合金性能的影响及表面处理
为MmNi3.65A103aMn0.27Co4合金的铸态及退火态的矿C-T曲线,可见退火合金的曲线平台较平,这是由合金经退火处理后组织均匀、内应力减小及缺陷减少所致。铸态及退火态该合金的循环寿命曲线,可见经200次循环后,退火合金的循环寿命远好于铸态合金的循环寿命。对低钴含量的M1(NiCoMnAlFe)s合金进行退火处理也同样可使其放电容量,特别是循环寿命得到明显改善。此外,M1(NiCoMnAl)s合金经850~1000。C两段热处理之后,-20℃(1c)放电效率由铸态合金电极的73.5%提高到94.8%,且合金的活化速率明显提高。
对合金性能的改善表面酸、碱处理是改善储氢合金电化学性能最常用的方法。如LmNi3.65A1.34Mn0.27Co2合金经6tool·L_1的NaOH溶液处理后,俄歇电子光谱分析表明,表面Co、Ni的含量要比未经碱处理的退火态的储氢合金高出20%~40%,有少量的Na分布在表面氧化层中。SEM形貌分析表明,经NaOH处理过后的合金表面分布着很多显微凹坑,形成多孔表面,使合金比表面积增大;同时少量的Na沉积在合金电极表面,使表面导电性提高,因此合金电极动力学性能得到改善,低温性能得到提高。此外,由于表面富含Co和Ni,又进一步提高了合金表面催化活性及循环寿命。
在储氢合金粉表面包覆一层具有较高催化活性及导电性的金属,如Ni、Cu,可以提高合金低温时的动力学性能。Willey等认为,用铂系金属对储氢合金表面进行处理之后,不但可提高储氢合金电极的充放电效率及其在氧化性介质中的稳定性,而且可使合金电极的高倍率放电及低温性能得到改善。为合金经不同表面处理后在0℃时的性能测试曲线,可见Pd/Ru和Pt/Ru联合处理的合金电极在低温时仍可保持较高的电化学活性,这可能是因为Pd/Ru和Pt/Ru沉积层具有较高的导氢能力。