ВПЛИВ РІЗНИХ ВИДІВ НІКЕЛЮ НА ЕЛЕКТРОХІМІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ СПЛАВУ ZrNiMnCrV

Анотація

Досліджено електрохімічні характеристики (швидкість активації, циклічну стій­кість, а також здатність до відновлення розрядної ємності та циклічної стійкості після перерви у циклуванні) трьох зразків сплаву ZrNi_1,2Mn_0,5Cr_0,2V_0,1, легованих катодним, катодним прокатаним і електролітичним нікелем. Вміст домішок у нікелі визначили за допомогою емісійного спектрального аналізу. Встановлено, що у катодному нікелі вони практично відсутні (за винятком слідів магнію та титану), у катодному прокатаному міститься найбільша кількість домішок (сліди магнію та алюмінію, по 0,1% (мас.) титану, міді та кремнію і 0,2% (мас.) заліза), а в електролі­тичному — найбільша кількість домішок заліза (>1% (мас.)). Дослідження проведено на електродах як з добавками порошку карбонільного нікелю (50 і 100% від електродної маси) в якості каталізатора електрохімічної реакції, так і без них. Електроди зі зразків зазначеного сплаву, легованого катодним і катодним прокатаним нікелем, демонструють схожість електрохімічної поведінки, яка суттєво відрізняється від поведінки електродів зі зразка з електролітичним нікелем. Так, при 30 °С активація зазначених електродів, спресованих без добавки нікелю, відбувається за 3 цикли і дося­га­ється розрядна ємність 256 і 280 мА · год/г відповідно, а легованим електролітичним нікелем — за 6 циклів, 242 мА · год/г. Добавка порошку нікелю у кількості 50 і 100% до електродів зі зразків з катодним і катодним прокатаним нікелем при 15 °С суттєво прискорює активацію, а при 30 °С практично не має на неї впливу, оскільки активація електродів при цій температурі відбувається дуже швидко (за 3 цикли). Виявлено неоднозначний вплив добавок зазначеного каталізатора у випадку електродів зі зразка з електролітичним нікелем як при 15 °С, так і при 30 °С (переважно, це прискорення активації). З огляду на результати емісійного спектрального аналізу, це пов’язано, ймовірно, з відносно великою кількістю заліза в електролітичному нікелі. Незалежно від температури досліджень і присутності каталізатора, розрядна ємність електродів зі зразків з катодним і катодним прокатаним нікелем після перерви у циклуванні протягом 5 діб або повністю відновлюється, або дещо збільшується, а з електролітичним — суттєво зменшується у разі електрода без добавок порошку нікелю при пресуванні і практично відновлюється у разі їх присутності. Електроди зі зразків, легованих катодним і катодним прокатаним нікелем, характеризуються сталою швидкістю втрати розрядної ємності до і після паузи у циклуванні як при 15 °С, так і при 30 °С (~0,7 мА · год/г за один цикл), на відміну від електродів з електролітичним нікелем, для яких швидкість втрати розрядної ємності складає 1,14–1,3 мА · год/г за один цикл, а після паузи у циклуванні збільшується до 5,0 мА · год/г за один цикл. Електрод зі зразка з катодним нікелем і добавкою 50% порошку нікелю при пресуванні, попередньо витриманий в 30%-вому розчині КОН протягом 5 діб, при 15 °С після паузи у циклуванні демонструє аналогічну розрядну ємність і кращу циклічну стійкість, ніж відповідний електрод при 30 °С.