Journal of the Korean Electrochemical Society (전기화학회지)

The Korean Electrochemical Society (한국전기화학회)
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Electrode characteristics of $AB_2$ type hydrogen storage alloy modified by Cr, La addition and fluorination

$AB_2$계 수소저장합금의 전극특성에 미치는 Cr, La 첨가 효과 및 표면 불화처리 효과

  • Chang I. (Department of Metallurgical Engineering, Korea University) ;
  • Lee B. H. (Battery and Fuel Cell Research Center, KIST) ;
  • Cho W. I. (Battery and Fuel Cell Research Center, KIST) ;
  • Jang H. (Department of Metallurgical Engineering, Korea University) ;
  • Cho B. W. (Battery and Fuel Cell Research Center, KIST) ;
  • Yun K. S. (Battery and Fuel Cell Research Center, KIST)
  • 장일 (고려대학교 금속공학과) ;
  • 이병호 (한국과학기술연구원 전지 연료전지 센터) ;
  • 조원일 (한국과학기술연구원 전지 연료전지 센터) ;
  • 장호 (고려대학교 금속공학과) ;
  • 조병원 (한국과학기술연구원 전지 연료전지 센터) ;
  • 윤경석 (한국과학기술연구원 전지 연료전지 센터)
  • Published : 1998.12.01
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Abstract

[ $AB_2-type$ ] alloy, one kind of hydrogen storage alloys used as an anode of Ni-MH batteries, has large discharge capacity but has remaining problems regarding initial activation, cycle life and self-discharge. This study investigates the effects of Cr-addition and fluorination after La-addition on $Zr_{0.7}Ti_{0.3}V_{0.4}Mn_{0.4}Ni_{1.2}$, composition $AB_2-type$ alloy. EPMA and SEM surface analysis techniques were used and the crystal structure was characterized by XRD analysis. In addition, electrodes were fabricated out of the alloys and characterized by constant current cycling test, electrochemical impedance spectroscopy and potentiodynamic polarization. Cr-addition was found to be effective to cycle life and self-discharge but ineffective to initial activation due to formation of stable oxide film on surface. Fluorination after La-addition to the alloys improved initial activation remarkably due to formation of highly reactive particles on surface.

Ni-MH 전지의 음극으로 쓰이는 수소저장합금(MH)의 한 종류인 $AB_2$계 합금은 수소저장량이 큰 장점이 있으나 초기활성화나 싸이클 수명 및 자기방전 특성이 나쁜 단점이 있다. 본 연구에서는 Zr-Ti-V-Mn-Ni계 합금에 비화학양론적으로 Cr을 소량 첨가했을 때와 La을 첨가하여 불화처리 했을 때의 초기활성화, 싸이클 수명 및 자기방전에 미치는 영향을 조사하였다 EPMA 및 SEM을 이용하여 합금의 표면을 분석하였으며 XRD 분석으로 결정구조를 관찰하였다. 또한 합금으로 전극을 제조하여 정전류 시험법, 임피던스법과 전위주사법 등에 의해 전극특성을 조사하였다. Cr이 첨가될수록 전극표면에 안정한 산화막이 형성되어 V등의 전해질로의 용해를 막아주어 충, 방전에 따른 수명특성 및 자기방전 특성을 향상시키지만 초기 전하이동 반응이 저해되어 초기활성화 특성이 악화되었다. La을 첨가 후 불화처리하면 표면에 반응성이 좋은 입자를 형성하여 전극의 초기 활성화가 크게 향상되었다.

Keywords