电沉积和化学镀应用：沉积金属元素

L．Zaluski等[17]较早研究了表面化学镀Pd对镁基储氢合金性能的影响：在不添加任何活化剂的情况下，Mg-Ni合金经表面镀Pd后其吸氢动力学性能大幅度提高，200℃时每2min内一个Mg2Ni单元可吸收2个氢原子，并且在释放氢后其吸氢能力不降低。Pd的催化机理被认为是一种溢流效应，当Pd以微束或微粒的形式均匀分布在合金表面时其催化效果最有效，成膜时催化效果不明显。

 

用化学镀法得到的Pd镀层能够阻止Mg-Ni合金被氧化，但合金仍有粉化问题，且镀层不均匀，在实际生产过程中也不实用。为解决上述问题，Hye．JinPark等[18]采用原位(电化学)沉积法镀Pd，即当电池充放电时，在KOH电解液中加入适量PdCl2溶液，随着电池吸、放氢反应的进行，电解液中的Pd2+便持续不断地、均匀地沉积在合金电极表面，从而避免了合金电极被氧化、粉化。XRD测试结果显示，经l0次循环后合金电极没有出现Mg(OH)2峰，取而代之的是很强的Pd峰，证明Pd已经沉积到合金电极表面且能抑制Mg(OH)2的形成。用阳极极化过电压法计算出的镀层电极和无镀层电极上氢的扩散率分别为4．05×10-14cm2／s和3．46×10-14cm2／s，两者差别不大，表明KOH溶液中的pd2+和Cl-不影响电极中氢的扩散。采用自动静态电流充放电仪，测得镀Pd后合金电极的最高放电容量为460mA·h／g，经40次循环后放电容量衰减68％。可见，采用原位镀Pd法可明显提高合金电极的放电容量和循环寿命。

 

E．C．Souza等[19]借助XANES(X射线吸收近边结构)研究了Pd层对Mg2Ni合金电极中Ni原子的影响，发现Pd的引入并不影响Ni原子的电子特性，化学沉积Pd时有部分Ni原予被氧化，而原位(电化学)沉积Pd时Ni原子中的电子特性几乎不发生变化。与化学镀相比，原位沉积法镀Pd可明显提高合金电极的初始放电容量(前者110mA·h／g，后者400mA·h／g)。

 

2沉积其他金属

 

T．Akiyama等[20]在Mg2NiH4粉末表面去氧化后成功地镀上一层铜，并有效控制了包覆铜的量和覆盖的均匀度，得到了包覆的最佳条件。包覆铜的合金试块热导率比不包覆铜的合金试块热导率有了显著增长，包覆W=1．8％的铜的试样表现出很好的抗粉化性能和循环稳定性(经200次循环后没有裂纹出现，而未处理的合金经50次循环后即产生裂纹)。

 

J．Chen等[21]对MG2Ni合金粉进行表面化学镀镍，包覆改变了合金粉的微观结构和电极性能。合金电极的放电容量从95mA·h／g增加到756mA·h／g，但循环寿命变化不大。C．Rongeat等[22]在Mg2Ni合金粉表面进行化学镀铬，研究了镀铬层对合金电极电化学性能的影响，结果表明：表面镀铬后合金的初始放电容量有所下降(未处理合金为465mA·h／g，表面镀铬合金为402mA·h／g)。这主要是因为在化学镀过程中部分Mg被氧化，表面镀铬合金在前2次充放电循环过程中放电容量衰减量很少，此后其放电容量的衰减程度和未经处理的合金几乎相当。这和合金的粉化有关。粉化后的合金体积膨胀，镀层会在应力作用下破裂，电解液便会继续氧化合金电极，从而影响其循环寿命。