Електрохімічні властивості сплавів ZrNi_1,2 Mn_0,5Cr_0,2V_0,1 і ZrNi_1,2 Mn_0,45Cr_0,2V_0,15 в залежності від режимів розряду електродів на їх основі

Анотація

Досліджено електрохімічні властивості композитних електродів на основі сплавів ZrNi_1,2Mn_0,5Cr_0,2V_0,1 та ZrNi_1,2Mn_0,45Cr_0,2V_0,15 без добавок та з добавками порошку міді при їх пресуванні у співвідношенні маси сплаву до маси порошку міді 1 : 0,5 та 1 : 1 за двох режимів розряду: до напруги між досліджуваним електродом та протиелектродом 0,85 і 0,7 В. За допомогою X-променевого фазового аналізу визначено кількісний фазовий склад сплавів. Встановлено, що збільшення вмісту ванадію на ~1,3% (мас.) значно зменшує кількість фази Zr₇Ni₁₀ у сплавах ZrNi_1,2Mn_0,5Cr_0,2V_0,1 та ZrNi_1,2Mn_0,45Cr_0,2V_0,15 (відповідно ~17 і ~8% (об.)). Від кількості цієї фази залежить активація вихідних (без добавок міді) електродів при розряді до напруги 0,85 В): швидше відбувається активація електрода зі сплаву ZrNi_1,2Mn_0,5Cr_0,2V_0,1, який містить більше Zr₇Ni₁₀ фази. Активація композитних електродів із обох сплавів з добавками міді у співвідношенні 1 : 1 та розряді до напруги 0,7 В є однаковою і відбувається за 8 циклів, тобто за цих умов активація не залежить від кількості фази Zr₇Ni₁₀. Заміна марганцю ванадієм призводить до незначного зменшення максимально досягнутої розрядної ємності електродів (як з добавками порошку міді, так і без них) за обох режимів розряду. При розряді до напруги 0,7 В (відносно Ni(ОН)₂-електрода, або ~0,4 В відносно Hg/HgO-електрода) порівняно з розрядом до 0,85 В зберігається циклічна стійкість електродів з обох сплавів як з добавками порошку міді, так і без них, а також  прискорюється активація. В разі добавок міді у співвідношенні 1 : 1 при розряді до напруги 0,7 В отримано максимальну розрядну ємність, яка становить 385 і 400 мА · год/г (~280 мА · год/г до напруги 0,85 В) для сплавів ZrNi_1,2Mn_0,5Cr_0,2V_0,1 та ZrNi_1,2Mn_0,45Cr_0,2V_0,15 відповідно. Таким чином, зменшення кількості марганцю та, відповідно, збільшення кількості ванадію (~1,3% (ваг.)) призводить до незначного зменшення максимально досягнутої розрядної ємності електродів і за умови відсутності каталітичних добавок уповільнює їхню активацію. Активація вихідних електродів із обох досліджуваних сплавів залежить від вмісту фази Zr₇Ni₁₀ і не залежить від її кількості у разі добавок міді у співвідношенні 1 : 1 та при розряді до напруги 0,7 В.