[發明專利]無釹稀土鎂系低溫貯氫電極合金

無效

• 申請號: 200810045057.8
• 申請日: 2008-03-26
• 公開（公告）號: CN101252184A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: 陳云貴;沈向前;陶明大;吳朝玲
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: H01M4/46
• 分類號: H01M4/46;H01M4/38;H01M4/24;C22C23/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種稀土鎂系貯氫合金電極材料，特別是涉及一種適用于-50℃～+50℃條件下使用的無釹稀土鎂系低溫貯氫電極合金，該合金用于制造寬溫區鎳氫電池。

背景技術

鎳氫電池因其比能量高、不污染環境、無記憶效應、循環壽命長以及具有良好的耐過充過放電特性，得到了廣泛的應用。但目前最常用的AB₅型貯氫合金放電容量可達300-330mAh/g，已經接近該體系的理論容量，提高余地有限。而在目前的鎳氫電池應用方面，對用電設備電源連續工作時間提出了越來越高的要求，相應地，對電池的放電容量的要求也越來越高。在一些特殊的條件下，如野外軍用電臺、飛機和坦克等軍事裝置及非常寒冷和炎熱的地區，傳統鎳氫電池的應用也受到很大的限制。其原因是普通鎳氫電池的低溫性能較差，其容量還不能滿足特殊要求，一般只能在-20℃～40℃的條件下放電，當溫度低于-20℃或高于40℃時，電池的放電性能急劇下降，而軍事裝置和寒冷、炎熱地區要求電池能在-40℃或者+50℃甚至更極端的環境下放電。研究表明，決定鎳氫電池低溫性能的主要因素是負極的貯氫合金，因此要解決鎳氫電池低溫放電問題，必須要解決貯氫合金的低溫放電問題。中國專利1309433公開了一種AB₃型非化學計量比低溫貯氫合金電極材料，其適用溫度為-25℃，放電電流為45mAh/g。

發明內容

本發明目的在于解決高容量貯氫合金的低溫放電性能差的問題，提供一種在-50℃～+50℃條件下放電性能良好的高容量貯氫合金。本發明無釹稀土鎂系低溫貯氫電極合金屬A₂B₇型，化學式為LCPMg(NiMnAl)_3.5，式中LCP為鑭鈰鐠混合稀土金屬，LCPMg＝La_1-x-y-zCe_xPr_yMg_z，其中，x＝0.10～0.20，y＝0.02～0.03，z＝0.17～0.28。A側為無釹混合稀土金屬和鎂。無釹混合稀土金屬的生產工藝采用傳統的熔鹽電解法，采用熔鹽電解法得到的無釹混合稀土金屬還需要進行重熔凈化處理。重熔的方法是，將電解所得無釹混合稀土金屬在輕質熔鹽氯化鈉和氟化鋰覆蓋下進行熔煉，使夾雜和氧化物等進入熔鹽，得本發明用凈化后的無釹混合稀土金屬；A側的鎂和B側的鎳、鈷、錳、鋁采用純度高于99.5％的金屬元素為原料，B側元素為現有貯氫合金中B側常用元素，其配比也采用目前常用的配比。

與普通的貯氫合金相比，本發明無釹稀土鎂系低溫貯氫電極合金的優點是可以在-50℃～50℃條件下以0.2C放電。

附圖說明

圖1：無釹稀土鎂系低溫貯氫電極合金25℃下0.2C(80mAh/g)放電曲線。

圖2：無釹稀土鎂系低溫貯氫電極合金-40℃下0.2C(80mAh/g)放電曲線。

圖3：無釹稀土鎂系低溫貯氫電極合金50℃下0.2C(80mAh/g)放電曲線。

具體實施方式

實施例：本發明富鑭稀土系鎂基低溫貯氫合金的化學組成為：LCPMg(NiMnAl)_3.5，式中，LCPMg＝La_1-x-y-zCe_xPr_yMg_z，其中，x＝0.10～0.20，y＝0.02～0.03，z＝0.17～0.28。制造方法是，首先將電解所得無釹混合稀土金屬在輕質熔鹽氯化鈉和氟化鋰覆蓋下進行熔煉，讓夾雜和氧化物等進入熔鹽，使富鑭混合稀土金屬得到凈化。按貯氫合金的化學計量比配料共20公斤，將除鎂以外的材料裝入真空感應爐中的坩鍋里，合金中的鎂以鎂鎳合金的形式加入，將鎂鎳合金放在感應爐的加料裝置中。加料完畢后，抽真空，然后充氬氣洗真空室，反復兩次，最后充入1～1.2atm的氬氣開始熔煉，熔煉溫度為1400～1600℃，待合金完全熔化并經磁攪拌均勻后，加入鎂鎳合金，銅模澆注得本發明無釹稀土鎂系低溫貯氫電極合金錠。