Fe部分替代Mn对AB5型储氢合金结构与电化学性能的影响

《Fe部分替代Mn对AB5型储氢合金结构与电化学性能的影响》是一篇研究储氢材料性能的论文，主要探讨了在AB5型储氢合金中用铁（Fe）部分替代锰（Mn）对其结构和电化学性能的影响。AB5型储氢合金因其良好的储氢能力、较高的放电容量以及较低的成本，被广泛应用于镍氢电池等储能设备中。然而，传统AB5型合金如LaNi5等在循环稳定性、充放电效率等方面仍存在一定的局限性。因此，研究者们尝试通过元素掺杂或替代来改善其性能。

该论文通过实验方法制备了不同Fe含量的AB5型储氢合金样品，并利用X射线衍射（XRD）分析了其晶体结构的变化。结果表明，随着Fe含量的增加，合金的晶格常数发生了变化，但整体结构仍然保持为CaCu5型的六方晶系。这说明Fe的引入并未破坏合金的基本晶体结构，而是对晶格参数产生了一定影响。此外，XRD图谱还显示，Fe的加入有助于抑制第二相的形成，从而提高了合金的均匀性和稳定性。

在电化学性能方面，论文通过恒流充放电测试、循环伏安法和交流阻抗谱等手段评估了合金的储氢能力和循环寿命。实验结果表明，Fe的引入显著提升了合金的放电容量。特别是在Fe含量为10%时，合金的首次放电容量达到最大值，比未掺杂的LaNi5合金提高了约15%。这可能是因为Fe的加入改变了合金的电子结构，增强了氢原子的吸附和扩散能力。

同时，论文还研究了Fe替代Mn对合金循环稳定性的影响。结果表明，在经过50次充放电循环后，Fe掺杂的合金表现出更好的容量保持率。例如，Fe含量为10%的样品在50次循环后的容量保持率约为85%，而未掺杂的样品仅为72%。这说明Fe的引入有助于提高合金的结构稳定性，减少在循环过程中因体积膨胀或收缩导致的结构损坏。

此外，论文还讨论了Fe替代Mn对合金动力学性能的影响。通过交流阻抗谱分析发现，Fe的加入降低了合金的电荷转移电阻，表明其具有更优的电荷传输能力。这一结果进一步支持了Fe在提升合金电化学性能方面的积极作用。

综上所述，《Fe部分替代Mn对AB5型储氢合金结构与电化学性能的影响》这篇论文系统地研究了Fe对AB5型储氢合金结构和性能的影响，揭示了Fe替代Mn在改善合金储氢能力、循环稳定性和电荷传输性能方面的潜力。这些研究成果为开发高性能储氢材料提供了理论依据和技术支持，对于推动镍氢电池及其他储能技术的发展具有重要意义。