[發明專利]一種功率型鎳氫電池用La-Mg-Ni型負極儲氫材料

有效

• 申請號: 201110339760.1
• 申請日: 2011-11-01
• 公開（公告）號: CN103094531A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 黃勇平;吳建民;劉華福;李蓉;謝亞林;楊琨
• 申請（專利權）人: 北京宏福源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/38
• 分類號: H01M4/38;C22C19/03
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 吳小瑛;任曉華

技術領域

本發明涉及一種鎳氫電池用負極儲氫材料，尤其涉及用于滿足功率性能要求的鎳氫電池的負極儲氫材料。

背景技術

金屬氫化物-鎳氫電池(Ni-MH電池)自上世紀90年代投入市場以來，由于其具有高容量、長壽命、無記憶效應和無環境污染等特點，廣泛受到歡迎。Ni-MH電池早期應用于移動設備，如移動電話、筆記本電腦等。之后，更高能量密度、更輕質的鋰離子電池逐漸部分取代了該領域的應用。

隨著儲能應用領域的拓寬，特別是近年來HEV、EV的大力發展，對該領域的儲能性能提出了更高要求，目前備選的儲能電源主要有：鉛酸電池、Ni-MH電池和鋰離子電池。為了滿足HEV、EV要求，在經濟、安全、環保和能量密度之間尋找一個平衡點，Ni-MH電池在鋰離子電池、鉛酸電池之間脫穎而出。Ni-MH電池除了在HEV、EV上的應用，在其它有功率、安全、環保等要求的領域也得到廣泛認可，例如電動自行車、玩具、家用電器、工業配套領域等。

隨著人們對生活品質追求的提高，功率型Ni-MH電池要求同時具有高功率、高容量、長壽命的特點。

儲氫材料電極的倍率充放電特性動力學上取決于電極表面的電催化活性和氫在儲氫材料體內的擴散速度。例如，CN1836055A公開了通過成分調節或者儲氫材料制備后增加蝕刻步驟，以達到儲氫材料的表層具有高孔隙率，使得微結構內催化金屬粒子附近的活性組分有更大的活動性、更容易到達反應活性位點、反應更快，從而改善該材料的倍率充放電性能。此外，還有大量的發明通過電極表面預處理或電池結構設計的方式提高了Ni-MH電池倍率性能。但或多或少都以增加制造成本、降低電池容量為代價。

至于高容量電池用負極的傳統材料MmNi_3.55Co_0.75Mn_0.4Al_0.3只有348mAh/g的理論容量。新型La-Mg-Ni型超晶格儲氫材料因其被認為有410mAh/g的容量而備受關注。這類合金最大的缺點就是吸氫后非晶化嚴重，吸放氫可逆性差，在堿液中循環壽命短。

因此尋找同時滿足功率、倍率、高容量、長壽命的儲氫材料成為目前研究開發的重點、難點。

發明內容

本發明的目的是通過成分改善、相結構組成控制，得到一種比目前市銷產品具有高的放電平臺、良好的高倍率放電特性、高容量、長壽命的儲氫材料，以滿足需要有功率、高性能要求鎳氫電池產品的需求。

為了達到上述目的，本發明提供了一種適用于鎳氫電池的負極儲氫材料，這類儲氫材料能同時滿足高的放電平臺、良好的高倍率放電特性、高容量、長壽命特點。

本發明提供的儲氫材料由下式表示：La_0.80-x-yCe_xDy_yMg_0.20Ni_3.20Al_0.10，其中0＜x≤0.10，0＜y≤0.20。

優選地，本發明的負極儲氫材料為La_0.80-x-yCe_xDy_yMg_0.20Ni_3.20Al_0.10，其中0.02≤x≤0.10，0.05≤y≤0.20。

優選地，本發明的負極儲氫材料為La_0.80-x-yCe_xDy_yMg_0.20Ni_3.20Al_0.10，其中0.06≤x≤0.10，0.10≤y≤0.20。

更優選地，本發明的負極儲氫材料為La_0.57Ce_0.08Dy_0.15Mg_0.20Ni_3.20Al_0.10。

本發明的負極儲氫材料的主相為Ce₂Ni₇相，含有少量Pr₅Co₁₉相和Ce₅Co₁₉相混合的復合相。