[發(fā)明專利]一種貯氫合金粉的制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610167396.4
• 申請(qǐng)日: 2006-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN101210306A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張法亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號(hào): C23C8/06
• 分類號(hào): C23C8/06;B22F1/00;C23C30/00;H01M10/04
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 王鳳桐;吳德明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于一種貯氫合金粉的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

近年來，由于便攜式電子器件的發(fā)展和交通動(dòng)力能源的革命，高能電池能源的研究與開發(fā)已成為世界各國(guó)學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)革命的熱點(diǎn)。鎳氫電池因?yàn)槟芰扛摺踩院谩o污染、無記憶效應(yīng)，價(jià)格適宜而受到廣泛重視，是數(shù)碼相機(jī)的主要供電電池類型之一，例如普通五號(hào)(AA型)鎳-氫二次電池即是常用的鎳-氫二次電池(Ni/MH)。

目前Ni/MH二次充電電池為了滿足電子產(chǎn)品的需求，正朝著高容量和高循環(huán)性能的方向發(fā)展。但是由于鎳氫電池的電解液一般為強(qiáng)電解液，因此作為負(fù)極材料的貯氫合金浸泡在強(qiáng)堿電解液中時(shí)，常常面臨嚴(yán)重的化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕問題，從而導(dǎo)致循環(huán)性能下降。

為了解決負(fù)極合金腐蝕而引起的電池容量以及循環(huán)性能下降的問題，表面包覆處理很早就被引入到貯氫合金制備過程當(dāng)中，即在合金表面包覆一層耐腐蝕的金屬膜，來緩解合金表面的腐蝕，延長(zhǎng)合金電極的循環(huán)壽命。例如，CN?1094807C公開了一種鎳基合金粉的表面化學(xué)鍍鎳方法，該方法包括將合金粉進(jìn)行酸處理，然后在底液中進(jìn)行化學(xué)鍍鎳，所述底液含有硫酸鎳60-100克/升、檸檬酸三鈉20-40克/升、氯化胺10-35克/升、次磷酸鈉20-50克/升、氫氧化鈉10-30克/升。

在電池使用初期，含有經(jīng)包覆處理的貯氫合金的電池與含有未經(jīng)包覆處理的貯氫合金的電池相比，放電容量以及循環(huán)性能明顯要好。但是，隨著循環(huán)次數(shù)的增多，電池放電容量下降較快，循環(huán)性能也變差。因此，電池使用壽命仍然很短。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服含有現(xiàn)有方法制備的貯氫合金的電池放電容量低、循環(huán)性能差的缺點(diǎn)，提供一種能提高鎳氫二次電池放電容量以及循環(huán)性能的貯氫合金粉的制備方法。

貯氫合金在包覆了金屬膜之后確實(shí)能抑制電解液對(duì)貯氫合金的腐蝕，能提高電池容量以及循環(huán)性能。但是，本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，貯氫合金在充放電過程中，由于不斷進(jìn)行吸放氫行為，而會(huì)引起貯氫合金顆粒的膨脹和收縮，從而導(dǎo)致合金顆粒的破裂，裸露出合金內(nèi)表面。因此，隨著循環(huán)次數(shù)的增多，電池內(nèi)的電解液會(huì)進(jìn)入到破裂的合金顆粒間，導(dǎo)致貯氫合金腐蝕，從而使得電池容量降低，循環(huán)性能變差。

本發(fā)明提供了一種貯氫合金粉的制備方法，該方法包括在貯氫合金粉表面包覆金屬，其中，在包覆金屬前，還包括至少一次吸氫過程和放氫過程，所述吸氫過程包括將所述貯氫合金與壓力為0.1兆帕以上的氫氣接觸，所述放氫過程包括將吸氫過程得到的貯氫合金抽真空至壓力為1×10⁴帕以下。

本發(fā)明通過將貯氫合金粉在包覆金屬前先進(jìn)行吸放氫處理，貯氫合金氫致粉化，使得貯氫合金粉在再次進(jìn)行吸放氫過程中，顆粒的膨脹、收縮行為減少、減弱，從而避免合金顆粒的破裂，使金屬包覆結(jié)構(gòu)穩(wěn)定地存在，從而保持電池具有良好的循環(huán)性能，延長(zhǎng)電池的使用壽命。例如，采用本發(fā)明的方法制得的電池的500次循環(huán)后容量維持率在75％以上，而現(xiàn)有技術(shù)制得的電池僅為60％左右。

另外，貯氫合金經(jīng)預(yù)先氫致粉化后，再進(jìn)行包覆，使得貯氫合金抗腐蝕能力增強(qiáng)，因此，采用本發(fā)明制得的貯氫合金制成的電池具有更高的放電容量。

附圖說明

圖1為貯氫合金粉的平均粒子直徑隨吸放氫循環(huán)次數(shù)的變化曲線圖。

具體實(shí)施方式

根據(jù)本發(fā)明，所述貯氫合金粉先進(jìn)行吸放氫處理氫致粉化后，再包覆金屬。所述吸放氫過程為先將貯氫合金粉置于氫氣氣氛中進(jìn)行吸氫，然后抽真空使合金中的氫解析放出，從而使得貯氫合金粉化。

所述貯氫合金的吸氫在壓力大于合金吸氫平臺(tái)壓的氫氣氣氛中即可實(shí)施，所述吸氫平臺(tái)壓是指吸氫平衡壓隨吸氫量不再發(fā)生變化的壓力。本發(fā)明所述吸氫過程包括將所述貯氫合金與壓力為0.1兆帕以上的氫氣接觸。壓力升高能使吸氫速度加快，氫致粉化效果變好，但是貯氫合金粉吸氫量存在飽和值，當(dāng)吸氫量超過飽和值時(shí)，再增加壓力，對(duì)貯氫合金也不會(huì)產(chǎn)生進(jìn)一步的作用，而且壓力過高，對(duì)設(shè)備的要求也相應(yīng)提高。因此，本發(fā)明優(yōu)選所述貯氫合金與壓力為0.1-5兆帕的氫氣接觸。

所述放氫是通過抽真空的方法使貯氫合金中的氫解析放出。本發(fā)明所述放氫過程包括將吸氫過程得到的貯氫合金抽真空至壓力為1×10⁴帕以下。抽真空的壓力越低，貯氫合金放氫越充分，氫致粉化效果也越好，但是，真空度越低對(duì)設(shè)備要求也越高。因此，優(yōu)選抽真空至壓力為1×10^-5-1×10²帕進(jìn)行放氫。另外，為了使所述放氫更加快速、充分，優(yōu)選情況下，所述放氫過程的溫度為40-300℃。