組成制御したMg系水素吸蔵合金の表面構造解析と負極特性

成分控制镁基储氢合金的表面结构分析及负极性能

• 批准号: 11118264
• 负责人: 岩倉 千秋
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11118264/
• 关键词: ニッケル-水素電池; Mg系水素吸蔵合金; MgNi; 充放電サイクル特性; 負極特性; 炭素材料; ボールミル; 表面改質

研究代表者らは、メカニカルアロイング法で作製したMgNiをさらにグラファイトで表面改質すると水素吸蔵特性や負極特性が飛躍的に向上することをすでに見出している。本研究では、種々の炭素材料によりMgNiの表面を改質したときの水素放出特性および負極特性を調べ、これらに及ぼす添加した炭素材料の結晶性と改質時間の影響を検討した。得られた知見を総括すると以下のようになる。1. グラファイト>MCMB1800℃>ケッチェンブラックの順に結晶性が低くなる3種類の炭素材料で10分間表面改質することにより作製したMgNi-炭素材料複合体の水素化物に対する熱重量分析により、水素放出は炭素材料によらず室温付近から始まることおよび水素放出量は結晶性の増加とともに増大することが明らかになった。2. 三種類のMgNi-炭素材料複合体のX線回折測定により、結晶性の低い炭素材料で表面改質した場合にMgNi_3Cの生成することがわかった。また、水素吸蔵・放出能をもたないMgNi_3Cの生成量は改質時間に比例して増大することが明らかになった。3. 三種類のMgNi-炭素材料複合体負極を用いて充放電測定したところ、いずれもMgNi負極の場合に比べて優れたサイクル特性を示すことがわかった。また、いずれの炭素材料を用いた場合にも放電容量が極大となる最適な改質時間が存在し、それは炭素材料の結晶性の低下とともに短くなることがわかった。

Research representatives have shown that MgNi can be produced by surface modification, water absorption characteristics and electrode characteristics. In this study, the effects of surface modification, crystallization and modification time of MgNi on the properties of MgNi electrode were investigated. The following is a summary of the results obtained. 1. The crystallinity of MgNi-carbon composites is low, and the surface modification of MgNi-carbon composites is low. Thermogravimetric analysis shows that the amount of water released from MgNi-carbon composites increases, and the crystallinity of MgNi-carbon composites increases. 2. The formation of MgNi_3C in three kinds of MgNi-carbon composites was studied by X-ray diffraction. The amount of MgNi_3C produced during the process of absorption and emission of water increased with the increase of the time. 3. Three kinds of MgNi-carbon composite electrodes are used to measure the properties of MgNi electrodes. In the case of carbon materials, the maximum capacity of the material exists, and the crystallization of carbon materials is short.

项目成果

Chiaki Iwakura: "A New Electrode Material for Nickel-Metal Hydride Batteries : MgNi-Graphite Composites Prepared by Ball-Milling"J. Alloys Comp.. 293-295. 653-657 (1999)

Chiaki Iwakura：“镍氢电池的新型电极材料：球磨制备的镁镍-石墨复合材料”J。

Chiaki Iwakura: "Roman and X-Ray Photoelectron Spectroscopic Investigations on a New Electrode Material for Nickel-Metal Hydride Batteries : MgNi-Graphite Composites Prepared by Ballmilling"J.Electrochem.Soc.. 146・5. 1659-1663 (1999)

Chiaki Iwakura：“镍氢电池新型电极材料的罗马和 X 射线光电子能谱研究：通过球磨制备的 MgNi-石墨复合材料”J.Electrochem.Soc. 146・5 (1999)。

Shu G. Zhang: "Electrochemlcal and Structural Characteristics of Amorphous MgNi_×(XZ1) alloys prepared by mechanical alloying"J. Alloys Comp.. 293-295. 552-555 (1999)

张舒：“机械合金化制备的非晶态MgNi_×(XZ1)合金的电化学和结构特性”，合金学报，293-295(1999)。

Shu G. Zhang: "Physicochemical and Electrochemical Hydriding-Dehydriding Characteristics of Amorphous MgNi_×(X=1.0, 1.5, 2.0)Alloys Prepared by Mechanical Alloying"J. Solid State Electrochem.. (in press). (2000)

张舒：“机械合金化制备的非晶态MgNi_×(X=1.0,1.5,2.0)合金的物理化学和电化学氢化-脱氢特性”，固态电化学（2000）。

岩倉 千秋: "電池技術第11巻"(社)電気化学会電池技術委員会. 140 (1999)

Chiaki Iwakura：《电池技术第11卷》电化学会电池技术委员会140（1999）。