双金属复合耐磨钢管的电化学容量大小

提高了双金属复合耐磨钢管的电化学容量,增强了合金循环稳定性。以双金属复合耐磨钢管为研究对象,系统研究了Zr、La、Mg含量及对双金属复合耐磨钢管结构和电化学性能的影响。结构分析表明,Zr、La、Mg添加后,球磨20h后的该系列合金都呈非晶态,合金颗粒均得到明显细化。电化学研究表明,当Zr添加量从0wt.%增加到10wt.%时,合金电极******放电容量由576.2 mAh/g降低到399.7 mAh/g。

电化学测试表明,合金电极的******放电容量较大,但循环稳定性和高倍率放电性能较差,其******放电容量达到681.6 mAh/g,但20周充放电循环后的容量保持率仅为32.1%。这主要是因为双金属复合耐磨钢管电极体积更易发生膨胀和收缩而造成粉化,加剧了合金表面的腐蚀,使参与吸放氢的Mg量减少,从而使合金电极循环寿命和高倍率放电性能降低。因此,采用熔炼-机械合金化两步法制备的双金属复合耐磨钢管电极综合电化学性能优于由机械合金化一步法制备的双金属复合耐磨钢管电极。对双金属复合耐磨钢管系列合金的相结构及电化学性能研究结果表明,B添加促进了非晶态合金的形成过程,提高了非晶态合金的热稳定性;

所有合金电极均有良好的电化学活性,随B含量的增加,合金电极的放电容量先增加后减少,双金属复合耐磨钢管电极达到******放电容量614.2 mAh/g,比不含B合金电极提高了6.7%;B的添加使双金属复合耐磨钢管的循环稳定性增强,30次循环后的容量保持率S30从x=0时的44.4%提高到x=5时的63.8%,进一步提高到x=10时的70.4%。由于B元素是一种电化学性质特殊的缺电子原子,电负性很高,溶入Mg中可以降低Mg-H离子键的强度,为表面电荷转移及氢扩散提供更多的活性位及扩散通道。