[發明專利]一種低溫動力型鎳氫電池用儲氫合金

有效

• 申請號: 201210143770.2
• 申請日: 2012-05-10
• 公開（公告）號: CN102644007A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 林建雄;楊金洪;錢文連;張永健;蔣義淳;張鵬;陳躍輝
• 申請（專利權）人: 廈門鎢業股份有限公司
• 主分類號: C22C19/03
• 分類號: C22C19/03;H01M4/38
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司 35203
• 代理人: 李寧

技術領域

本發明涉及一種低溫動力型鎳氫電池用儲氫合金。

背景技術

近年來，由于便攜式電子器件的發展和交通動力能源的革命，高能電池的研究開發已經成為各國發展的重點，其中，作為民用或混合動力汽車用的鎳氫電池備受關注并已實現商業化；此外，鎳氫電池也被廣泛應用于許多便攜式軍事電子設備的可選電源。然而，該應用領域對鎳氫電池的動力性能和使用溫度范圍提出了更高的要求。在寒冷地區及軍事應用中，要求電池在-40℃放電，而目前普通鎳氫電池在溫度低于-20℃時，放電性能下降較為明顯，在-40℃基本無法放電。電池的低溫放電性能與電池的正負極、電解液、隔膜都有一定的關系，其中在低溫下，儲氫合金負極材料的容量下降較快，對鎳氫電池低溫放電性能的影響較大；此外，在低溫領域中同樣會要求電池同樣具有優良的動力性能，因此開發低溫下性能良好的動力型儲氫合金負極材料更顯關鍵。

中國專利200510123747.7公布了一種低溫性能優良的無釹儲氫合金，其化學通式為La_xCe_yPr_zNi_mCo_nMn_uAl_v，其中x=0.16～0.5，y=0.12～0.81，z=0.03～0.59，m=3.7～3.8，n=0.55～0.6，u=0.25～0.45，v=0.1～0.25。該合金在低溫下的性能良好，-40℃下合金放電容量達260mAh/g，-30℃下合金放電容量達280?mAh/g，但該低溫合金不涉及動力性能。

中國專利200810027969.2公布了一種低溫鎳氫動力電池用貯氫合金，其化學通式為La_1-x-y-zCe_xPr_yNd_zNi_aCo_bMn_cAl_dB_e，其中x=0.45～0.60，y=0.05～0.07，z=0.15～0.21，a=3.50～3.80，b=0.40～0.65，c=0.25～0.45，d=0.10～0.35，e=0.05～0.15。該合金引入B元素，使合金的形成高催化活性的CeCo₄B型第二相，從而提高合金的低溫性能和大電流放電性能。但B元素易揮發，在工業應用上存在較大困難，且第二相得形成雖有利于合金的大電流，卻有可能使鎳氫電池在存儲、使用過程中的腐蝕加重，從而導致合金的自放電性能有所下降。?

因此，開發一種自放電性能優越，工業化方便的低溫動力型鎳氫電池用儲氫合金尤顯重要。

發明內容

本發明涉及一種低溫動力型鎳氫電池用儲氫合金，使合金具有良好的低溫、動力與自放電性能。

為了實現上述目的，本發明的解決方案是：

一種低溫動力型鎳氫電池用儲氫合金，其合金通式為：MlNi_aCo_bMn_cAl_d，式中，a、b、c、d表示摩爾比，其數值范圍為：3.9≤a≤4.8，0.3≤b≤0.6，0＜c≤0.1，0.1≤d≤0.4，?5.0≤a+b+c+d≤5.3；Ml是由La和選自Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Dy、Y、Zr元素中的至少1?種組成，其中La含量在Ml中占到40～80wt%，相應La在合金中含量占10～26wt%。

本發明的儲氫合金為AB₅型合金，具有CaCu₅型結構，同時為B側處于5.0和5.3之間的過化學計量比。本發明的合金在45℃下的放氫平衡壓不低于0.25MPa，H/M=0.4（H/M表示每摩爾合金吸附的氫原子摩爾數），從而使合金的低溫和動力性能得到提高。

通式中，Ni的范圍為3.9≤a≤4.8，如果Ni含量低于3.9，會降低合金的動力性能，如果Ni的含量大于4.8，會增加合金的成本。

通式中，Co的范圍為0.3＜b≤0.6，如果Co含量低于0.3，合金的循環性能會惡化，如果Co的含量大于0.6，會降低合金的動力性能。

通式中，Mn的范圍為0＜c≤0.1，如果Mn的含量高于0.1，合金在電池中的Mn析出量增加，合金的自放電加劇。

通式中，Al的范圍為0.1≤d≤0.4，如果Al的含量低于0.1，合金的循環性能會惡化，如Al含量高于0.4，合金容量降低，倍率性能變差。