Ti基储氢合金复合设计与研究.pdf
《Ti基储氢合金复合设计与研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《Ti基储氢合金复合设计与研究.pdf(4页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 39 卷 第 6 期2023年6月商 丘 师 范 学 院 学 报JOURNAL OF SHANGQIU NORMAL UNIVERSITYVol.39 No.6June,2023收稿日期:2022-04-30基金项目:安徽高校人文社会科学研究项目(SK2020JD05)作者简介:盛宝柱(1963),男,安徽全椒人,安徽建筑大学教授,主要从事智能建造与新型建筑材料的研究;通信作者:王玉兵(1997),男,安徽合肥人,安徽建筑大学硕士研究生,主要从事智能建造与新型建筑材料的研究.Ti 基储氢合金复合设计与研究盛宝柱,王玉兵(安徽建筑大学 经济与管理学院,安徽 合肥 230009)摘 要:对 T
2、i 基储氢合金 Ti1.4V0.6Ni 与市售 AB5合金,经由机械合金化的手段加以复合设计,将该复相合金制作成镍氢电池的负极片.经过一系列电池性能测试实验发现:混有 10wt%AB5合金的模拟电池放电容量最高,且该电池放电特性曲线平缓,表明该电池具有稳定的工作电压;不同放电电流密度情况下,对电池的高倍率放电性能和荷电保持率分别测算比较,混有 10wt%AB5合金的电池性能最好;同时探究了不同温度对电池放电性能产生的影响,高温对电池放电性能产生的影响较小,低温对电池放电性能产生的影响较大,从而了解 Ti 基储氢复相合金电池达到最佳性能应具备的条件.关键词:储氢合金;电池;放电性能 中图分类号:
3、TB3 文献标识码:A 文章编号:1672-3600(2023)06-0024-04Composite design and study of Ti-based hydrogen storage alloySHENG Bozhu,WANG Yubin(School of Economics and Management,Anhui Jinzhu University,Hefei 230009,China)Abstract:The negative electrode of nickel-metal hydride battery was prepared by mechanical alloy
4、ing of Ti basehydrogen storage alloy Ti1.4V0.6Ni and commercial alloy AB5.After a series of battery performance tests,it was foundthat the simulated battery mixed with 10wt%AB5alloy had the highest discharge capacity;The flat dischargecharacteristic curve indicates that the battery has a stable work
5、ing voltage,and the median of the voltage platform isfound,that is,the working voltage of the battery.Under the condition of different discharge current density,the highrate discharge performance and charge retention rate of the battery were calculated and compared,and the batterywith 10wt%AB5alloy
6、had the best performance.At the same time,the effect of different temperature on thedischarge performance of the battery was explored,high temperature has little impact on the discharge performanceof the battery,low temperature has a greater impact on the discharge performance of the battery,so as t
7、o understandthe conditions that the Ti-based hydrogen storage complex alloy battery should have to achieve the bestperformance.Key Words:hydrogen storage alloys;battery;discharge performance由于人类对能源需求的日益增加,不可再生能源的消耗大大增多,废气和有毒气体的排放也因此剧增.作为 21 世纪的绿色新能源,氢能的研究和发展速度应该大大提高.其优点如下:不依赖化石燃料,运输储存损耗少;无毒无污染且相对安全;
8、储量丰富来源广泛;发热值和利用率高;属于可再生能源,不存在衰竭问题.氢气的储存减缓了氢能的发展应用,因此应加快氢气储存的研究和发展.以氢的储存方法分类1,储氢技术可以划分为气体氢储存技术、液态氢储存技术、固体氢储存技术.近年来金属储氢合金因其储存效益高、安全性较好、运载和输送便捷简单、反应产物污染少等优点迅速发展,本文研究 Ti 基金属储氢合金的复合设计及其性能.将 Ti 基储氢合金与 AB5合金复合,作为电池的负极,通过电池检测仪,对其高倍率放电性能、循环放电性能、自放电性能和不同温度对电池放电性能产生的影响等进行试验检测.分析实验得到的放电特性曲线、电池循环次数和放电容量的关系等数据,以了
9、解复相合金电池的性能,在提高镍氢电池性能和能源储存方面具有重要意义.选择镍氢电池作为实验对象,其优点2如下:功率性能优良;循环充放电次数大;制作简易镍氢电池较为简单,电池管理系统相对简单;储存方便,相对环保无污染;可以大倍率放电;电池使用寿命长等等.选择镍氢电池作为实验对象恰到好处3.正、负极反应和总反应如下:正极:Ni(OH)2+OH-=NiOOH+H2O+e-负极:M+H2O+e-=MHab+OH-总反应:Ni(OH)2+M=NiOOH+MHM 为负极金属合金,即 Ti1.4V0.6Ni 与 AB5合金复合而成的合金.电解液不参与反应3.1 实验部分1.1 实验仪器表 1 实验主要仪器设备
10、名称设备型号厂家来源压片机T-0.6MTIX-射线衍射仪Rigaku D/max-2400日本日立集团电池测试仪JK-100DB武汉市蓝电电子股份有限公司恒温水浴锅ZX-S22上海知信实验仪器技术有限公司点焊机GWCD-2500河北骄阳焊工有限公司1.2 实验试剂实验所用二次水由安徽建筑大学提供.表 2 实验主要试剂原料名称规格厂家来源AB5合金上海咸钢物资有限公司Ti1.4V0.6Ni 合金中国科学院长春应用化学研究所氢氧化钾AR北京化工厂烧结镍正极电池级吉林吉恩镍业股份有限公司金属镍99.7%吉林吉恩镍业股份有限公司磺化隔膜中科众瑞清洁能源股份有限公司1.3 实验内容1.3.1 复相合金的
11、制备将 Ti 基 Ti1.4V0.6Ni 合金和 AB5合金(LaNi5)分别充分研磨,Ti1.4V0.6Ni 合金粉末过筛子,收集150 目到200 目之间的粉末,与 AB5合金在玛瑙研钵中充分研磨,混合均匀后放入 50 mL 的硬质钢球磨罐4中,球料比为 15 1,球磨 15 min.将两种合金用机械合金化5的方式复合,分别制备 AB5合金混合比例为 5wt%、10wt%、和 15wt%的三种复相合金,保存备用.1.3.2 正、负极制作和电池组装负极制作:复相合金粉末过筛子,收集 150 目到 200 目之间的粉末,称量 0.15 g 重量的复相合金粉末,0.75 g 重量的羰基镍粉6,在
12、玛瑙研钵中研磨混合均匀,在 15 MPa 下通过冷冲压成型法在压片机上冲压成圆形负极片7,负极片直径为1.2 cm.正极制作:用裁纸刀将烧结阳极镍,裁剪成标准尺寸与形状8(5cm 3cm 的长方形形状).6 mol/L 氢氧化钾电解液配制:将 56 g 氢氧化钾固体和适量的蒸馏水,在烧杯中充分混合搅拌,待溶液温度为室温时将氢氧化钾溶液倒入规格为 1L 的容量瓶,加入蒸馏水至靠近刻度线,用胶头滴管滴入蒸馏水至溶液凹液面的最低点与刻度线齐平,摇匀保存备用.隔膜采用聚乙烯硫化隔膜9,电池槽采用 100 mL 塑料容器.将隔膜包裹住负极圆片,并在两片过量容量的正极片之间固定,用镍丝把两正极片缠绕在一起
13、,绑紧后放入电池槽中,注入 50 mL 电解液,组装成模拟镍氢电池10,室温搁置 24 h.分别制作混有 5wt%AB5合金的模拟电池、10wt%AB5合金的模拟电池、15wt%AB5合金的模拟电池和不含 AB5合金的电池,保存备用.1.3.3 高倍率放电性能测试复相合金电极充分活化11后,将保存备用的 4 种模拟电池,以60 mA/g 电流密度充电5.2 h.4 种电池均经过30 mA/g、60mA/g、90 mA/g、120 mA/g、150 mA/g 电流密度放电测试12.测试温度为室温,截止电压为 0.8 V.1.3.4 荷电保持率测定将 4 种模拟电池,分别以 60 mA/g 电流密
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- Ti 基储氢 合金 复合 设计 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。