[發明專利]一種新型高容量的儲氫電極材料

無效

• 申請號: 200910191678.1
• 申請日: 2009-12-01
• 公開（公告）號: CN101740771A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 章應
• 申請（專利權）人: 章應
• 主分類號: H01M4/46
• 分類號: H01M4/46;C22C19/03
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發明涉及一種新型高容量的儲氫電極材料，屬于功能材料領域。

【背景技術】

近年來，由于計算機、通訊設備、家電設備和音像設備等電子產品的普及，對高容量的二次電池的需求日益增加。同時由于環境保護的需要，世界各國都在致力于研究開發高能量密度、長壽命和無污染的“綠色電池”。傳統的鎘-鎳電池在比能量等方面以不能適應新的要求，且鎘-鎳電池所用的鎘具有毒性。在這種背景下，以貯氫合金作為負極材料的金屬氫化物-鎳(Ni/MH)二次電池引起了人們廣泛的關注，并在產業化方面取得了重大的突破。與Ni-Cd電池相比，Ni/MH電池具有以下優點能量密度比普通的Ni-Cd電池高1.5至2倍；電池可快速充放電；不存在記憶效應；耐過充過放能力強；電池不含有毒物質。此外由于Ni/MH電池的工作電壓(1.2V)與Ni-Cd電池相同，Ni/MH電池與Ni-Cd電池有良好的互換性。作為一種新型的高容量的綠色二次電池，Ni/MH電池有良好的發展前景。

LaNi5型合金作為電極負極材料，其理論電化學容量可以達到372mAh.g^-1，但電池的壽命很短。其關鍵原因是在反復吸放氫的過程中，引起合金持續粉化、比表面增大、表面能增大，從而增大了合金在堿性介質的腐蝕速度，從而使合金電極容量在充放電循環過程中迅速衰減。為了降低合金成本和改善充放電過程的循環穩定性，我國和日本研究采用混合稀土金屬來代替LaNi₅中高價的La，并用Co、Mn、Al等元素來對合金中的Ni進行了部分替代，非常明顯的改善了LaNi₅型合金綜合的貯氫性能。尤其是Co元素對抑制合金的膨脹，減輕合金粉化可以起到明顯作用，可以明顯提高電極的循環穩定性，從而使LaNi₅型合金商品化成為可能，當前比較典型的商品合金有Mm(NiMnAlCo)₅和Ml(NiMnAlCo)₅等。

LaNi5型混合稀土貯氫合金具有易活化、較高的放電容量(300～320mAh.g^-1)、較好的高倍率放電性能和循環穩定性及成本低廉等優點，現已成為世界各國Ni/MH電池產業的主干負極材料。但LaNi5型合金的放電容量還是存在便小的特點，不能滿足日益發展的需求。

LaNi3型合金在10-40℃及3.3MPa氫壓下吸氫，其貯氫量可達H/M＝1.25(重量比1.6wt％)，理論電化學容量為430mAh/g，高于AB₅型貯氫合金的理論容量。但LaNi3型合金的吸氫放氫壓力有很大的滯后，其放氫曲線沒有明顯的放氫平臺且由于合金的放氫壓力很低，合金的放電容量僅有150mAh/g，遠小于其理論容量，無法具有使用之目的。同時，La2Ni7型合金作為一種理論上的儲氫材料，其理論電化學容量與LaNi3型合金相當，但由于在吸放氫過程中成為非晶，無法成為穩定的電極材料。

本發明的目的是提供一種新型的La-Mg-Ni合金，從而實現在作為電池負極材料中具有較高的放電容量及比較好的電循環壽命。

【發明內容】

本發明的目的，是提供一種新型高容量儲氫電極材料La-Mg-Ni合金。是在現有的La2Ni7型合金中添加適當的Mg元素，用于制作Ni/MH二次電池的負極材料，可提高電極的放電容量，同時具有良好的電極循環壽命。

本發明的技術方案是：在一種新型高容量儲氫電極材料La-Mg-Ni合金中，將La與Mg的原子比之和與Ni的原子比固定在1∶3.5，同時La含量為25～38％(質量)，Mg含量為0.7～2.5％(質量)，Ni為余量。

上述合金所述的互動商務廣告終端，是通過計算機一體化技術，將音視頻通訊和身份識別等功能模塊應用到商務服務終端中。通過與網絡管理平臺連接的互動商務廣告終端，顧客可直接與相應的廣告主洽談業務，同時供應商通過身份識別客戶身份完成商品交易。

本發明的優點為：

1)采用本發明的合金材料制作成的電極負極材料，具有良好的放氫平臺和放氫壓力，從而具有非常好的電化學容量；

2)采用本發明的合金材料制作成的電極負極材料，由于抑制了La2Ni7型合金在充放電過程中的非晶化過程，從而保證了具有良好循環壽命；

3)制作本發明的合金材料制作工藝簡單，可以采用常規的真空熔煉法及粉末冶金法進行生產，技術易于掌握和實施，成本無增加。

【具體實施方式】

按照表1的配置，取原料在真空感應爐進行熔煉制備新型高容量儲氫電極材料La-Mg-Ni合金。