ẢNH HƯỞNG CỦA KÍCH THƯỚC HẠT HỢP KIM GỐC LaNi 5 ĐẾN KHẢ NĂNG PHểNG NẠP CỦA ĐIỆN CỰC
6.1.2.Ảnh hưởng của kớch thước hạt đến quỏ trỡnh phúng điện
Cỏc mẫu điện cực LaNi3,8Co0,5Mn0,4Al0,3 với kớch thước hạt từ 1,5 àm đến 300 nm sau khi nạp đầy được phúng điện với mật độ dũng i = 20 mA/cm2, đường cong phúng điện thể hiện trờn cỏc hỡnh 6.5 đến hỡnh 6.8. Đặc điểm chung của đường cong phúng điện là ban đầu điện thế tăng mạnh về phớa dương, kết quả của quỏ trỡnh ụxy húa hyđrụ trờn bề mặt điện cực, sau đú đường cong phúng điện ớt dốc hơn, tương ứng với quỏ trỡnh ụxy hoỏ hyđrụ khuếch tỏn từ bờn trong hạt hợp kim. Giai đoạn cuối, đường cong cú độ dốc lớn, điện thế tăng mạnh về chiều dương do lỳc này hợp kim đó nghốo hyđrua. Dung lượng riờng của hợp
kim tăng theo số chu kỳ phúng nạp. Mẫu điện cực chế tạo từ hợp kim cú kớch thước hạt 1,5 àm (hỡnh 6.5) cho dung lượng phúng đạt 110 mAh/g tại chu kỳ đầu tiờn, hai chu kỳ tiếp theo dung lượng phúng tăng lờn đến cỏc giỏ trị tương ứng là 120 mAh/g và 0 50 100 150 -0.80 -0.90 -1.00 -1.10 chu kỳ 1 chu kỳ 2 chu kỳ 3 E ( V/ S CE) Q p(mAh/g)
Hỡnh 6.5. Đường cong phúng điện của điện cực LaNi3,8Co0,5Mn0,4Al0,3 với kớch thước hạt 1,5 àm
122 mAh/g. Khi giảm kớch thước hạt hợp kim, dung lượng riờng của cỏc mẫu đều tăng. Ở chu kỳ đầu tiờn, dung lượng riờng của cỏc mẫu với kớch thước hạt 1,5 àm, 1,0 àm , 600 nm và 300 nm đạt được cỏc giỏ trị lần lượt là 120, 120 và145 mAh/g. Đến chu kỳ thứ 3 dung lượng riờng của cỏc mẫu trờn tăng
mạnh, đạt được cỏc giỏ trị lần lượt là 142, 185 và 185 mAh/g. Như vậy khi giảm kớch thước hạt, dung lượng riờng của hợp kim tăng lờn, nhất là đối với hai chu kỳ đầu. Điều này cú thể giải thớch là do kớch thước hạt nhỏ hợp kim dễ hoạt húa hơn, đồng thời khi giảm kớch thước hạt thỡ quóng đường khuếch tỏn
0 50 100 150-0.80 -0.80 -0.85 -0.90 -0.95 -1.00 -1.05 -1.10 -1.15 chu kỳ 1 chu kỳ 2 chu kỳ 3 E ( V/SC E) Q p(mAh/g)
Hỡnh 6.6. Đường cong phúng điện của điện cực LaNi3,8Co0,5Mn0,4Al0,3 với kớch thước hạt 1,0 àm
của hyđrụ ngắn lại, nguyờn tử hyđrụ cú thể khuếch tỏn đến được cỏc vị trớ gần tõm của hạt hợp kim hơn làm tăng dung lượng của điện cực. Tại chu kỳ thứ 3 dung lượng riờngcủa hai mẫu với kớch thước hạt 600 nm và 300 nm cú giỏ trị xấp xỉ nhau. Như vậy cú thể khẳng định được mẫu với kớch
0 50 100 150 200 -0.80 -0.90 -1.00 -1.10 chu kỳ 1 chu kỳ 2 chu kỳ 3 chu kỳ 4 E ( V/SC E) Qp (mAh/g)
Hỡnh 6.7. Đường cong phúng điện của điện cực LaNi3,8Co0,5Mn0,4Al0,3 với kớch thước hạt 600 nm
thước hạt 600 nm đó đạt được tối ưu về hiệu suất sử dụng hợp kim. Khi giảm kớch thước hạt hợp kim đến 300 nm, dung lượng riờng đạt được chỉ cao hơn mẫu 600 nm ở chu kỳ đầu tiờn.
Ảnh hưởng của kớch thước hạt đến dung lượng
riờng hợp kim
LaNi3,8Co0,5Mn0,4Al0,3 được nghiờn cứu bằng phương phỏp phúng nạp dũng tĩnh. Tại chu kỳ phúng nạp thứ 3 dung lượng riờng của hợp kim đạt giỏ trị từ 120 mAh/g đến xấp xỉ 190 mAh/g, cao hơn hoặc ngang
0 50 100 150 200-0.80 -0.80 -0.90 -1.00 -1.10 -1.20 E ( V /SCE) Q p (mAh/g) chu kỳ 1 chu kỳ 2 chu kỳ 3
Hỡnh 6.8. Đường cong phúng điện của điện cực LaNi3,8Co0,5Mn0,4Al0,3 với kớch thước hạt 300 nm
bằng với hợp kim chế tạo bằng cựng phương phỏp ở trong nước [13, 16], cao gấp gần hai đến ba lần so với hợp kim chế tạo bằng phương phỏp khử khuếch tỏn trong nước [1, 9]. Khi giảm kớch thước hạt dung lượng riờng của hợp kim tăng, hợp kim dễ dàng đạt đến trạng thỏi làm việc ổn định. Dung lượng riờng của hợp kim đạt đến giỏ trị cao nhất khi kớch thước hạt giảm xuống đến 600 nm.