[發明專利]一種無鈷AB5型貯氫合金

無效

• 申請號: 200810028733.0
• 申請日: 2008-06-12
• 公開（公告）號: CN101295784A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發明（設計）人: 王英;肖方明;唐仁衡;彭能;盧其云
• 申請（專利權）人: 廣州有色金屬研究院
• 主分類號: H01M4/38
• 分類號: H01M4/38;C22C30/02
• 代理公司: 廣東世紀專利事務所
• 代理人: 千知化

技術領域

本發明涉及一種稀土貯氫合金材料，特別涉及一種無鈷AB₅型貯氫合金。

背景技術

鎳氫電池以其較高的比能量、可快速充放電、無污染和循環壽命長等優點得到了廣泛應用。AB₅型稀土系貯氫合金以其在室溫及常壓下可逆地吸放大量的氫，具有易活化、吸放氫反應速度快等優點，作為Ni/MH電池負極材料得到大量研究。為了提高Ni/MH電池的市場競爭力，降低貯氫合金的生產成本和提高合金的電化學性能，成為貯氫合金研究的主要方向。在典型的AB₅型貯氫合金中，Co含量約占10％(質量)，而其成本約占合金原材料總成本的40％左右。此外，國際市場上Co的價格一路攀升，這樣就對AB₅型貯氫合金的性能/價格比提出了更高的要求。因此，低估和無鈷貯氫合金的開發成為科研工作者關注的課題。由于Co對AB₅型貯氫合金的循環穩定性具有關鍵性的作用，如何提高低估無鈷貯氫合金的電化學穩定性，成為AB₅型貯氫合金研究的焦點。中國專利03108016.2公布了一種ANi_4.75-xB_xMn_1.25型無鈷貯氫合金，其中A為La或富La的混合稀土元素，B為Cu、Fe、Cr、Sn、Mo、Si中的任一種元素或其中一種以上的元素組合，0.1＜x＜0.6。與目前使用的普通貯氫合金(Co含量為10％)相比，元素鈷部分被Cu、Fe、Cr、Sn、Mo、Si取代，另一部分被元素Ni取代。合金的放電比容量達到310mAh/g，150次循環比容量保持率為90％。

發明內容

本發明貯氫合金材料的成分組成為：LaNi_aCu_bMn_cAl_d，其中a＝1.5～3.0，b＝1.5～3.5，c＝0.05～0.3，d＝0.03～0.3。

本發明稀土系AB₅型無鈷貯氫合金的A側由金屬La組成，其中元素Ce、Pr、Nd等以雜質的形式存在；B側含有元素Ni、Cu、Mn和Al。

與中國專利03108016.2公開的貯氫合金相比，本發明的貯氫合金除了元素鈷被元素銅完全取代，元素鎳也部分被元素銅取代，貯氫合金的成本進一步降低，同時貯氫合金的循環壽命得到提高。

附圖說明

圖1為實施例6貯氫合金的PCT曲線(45℃)。

具體實施方式

根據合金成分比例配料，其中金屬La純度在99％以上，其他金屬純度在99.5％以上。將配好的原料置于真空快淬爐，抽真空至0.05Pa，然后通氬氣，壓力0.05MPa，熔煉并甩成0.05～0.1mm的合金片；合金片在850～1000℃下處理4小時，冷卻后，經機械球磨制粉，過篩，得到粒度小于0.075mm的貯氫合金粉。

按照上述貯氫合金粉制備工藝，得到如表1組成的貯氫合金粉實施例1～8；比較例為中國專利03108016.2公布貯氫合金。

從圖1實施例6貯氫合金的PCT曲線可看出，本發明的貯氫合金具有較好的吸放氫性能，其45℃條件下的放氫平臺為0.012MPa。

表1貯氫合金組成原子比

將貯氫合金粉約0.2g，與羰基鎳粉以1∶3重量比均勻混合，在250MPa的壓力下制成直徑為15mm的圓片電極作負極，以燒結式氫氧化鎳電極(容量為1200mAh)作正極，電解液為6mol/L的KOH溶液，組裝成模擬電池，在室溫(25℃)條件下，以0.2C充放電測試貯氫合金粉的放電比容量，以2C充電，2C放電測試貯氫合金粉的大電流放電性能及循環壽命，以比容量衰至最大值的80％作為循環壽命試驗的終點，結果見表2。

從表2可看出，本發明貯氫合金粉的放電容量與中國專利03108016.2的貯氫合金基本相當，但其循環壽命得到了提高。在實施例6中，其放電比容量可達到309mAh/g，循環壽命達到411次。

表2貯氫合金放電性能