[發(fā)明專利]一種無(wú)鈷貯氫合金電極材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310142529.2
• 申請(qǐng)日: 2013-04-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103236529A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏范松;魏范娜;陸歡歡;肖佳寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M4/38
• 分類號(hào): H01M4/38;H01M4/26;H01M4/24
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無(wú)鈷貯氫合金電極材料及其制備方法，屬于儲(chǔ)氫材料技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

通常負(fù)極貯氫合金材料性能的好壞，是影響鎳氫電池性能的關(guān)鍵因素。目前研究的貯氫合金電極材料主要有AB5型混合稀土系合金、AB2型Laves相合金、Mg基合金、V基固溶體型合金以及La-Mg-Ni系合金等幾種類型。AB5型稀土儲(chǔ)氫合金因具有綜合性能好和價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于鎳氫電池負(fù)極材料的生產(chǎn)，其典型成分為MmNi_3.55Co_0.75Mn_0.4Al_0.3，因受到合金晶體結(jié)構(gòu)（CaCu5型）的限制，其本征貯氫量只有1.4wt%，商品電極合金的放電容量一般只有300-320mAh/g左右，已接近于其理論容量極限(348mAh/g)，難以得到進(jìn)一步提高，不能適應(yīng)Ni/MH電池進(jìn)一步提高能量密度的發(fā)展要求。對(duì)于其它貯氫合金，從目前的發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看，AB2型合金尚存在初期活化困難及合金的成本較高等問(wèn)題，而Mg-Ni基合金及V基固溶體合金的循環(huán)壽命距實(shí)用化的要求還有很大的距離，均有待進(jìn)一步研究改進(jìn)。?

La-Mg-Ni系合金的氣態(tài)貯氫量可達(dá)1.8wt%，電化學(xué)放電容量可達(dá)410mAh/g，較AB5型合金高20%～30%，同時(shí)具有較好的活化性能及高倍率放電性能，但是循環(huán)穩(wěn)定性有待改善。主要原因是合金中吸氫元素La和Mg在反應(yīng)過(guò)程中容易發(fā)生氧化腐蝕生成La(OH)₃和?Mg(OH)₂，而合金較大的吸氫體積膨脹率使合金在充放電循環(huán)中迅速粉化，粉化增大了合金的比表面積又加劇了合金的氧化。由于嚴(yán)重的氧化和粉化現(xiàn)象的存在，La-Mg-Ni系合金電極在充放電循環(huán)過(guò)程中放電容量表現(xiàn)出迅速衰減的現(xiàn)象，是此系列合金循環(huán)穩(wěn)定性較差的主要原因。?

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有La-Mg-Ni系合金電極材料循環(huán)穩(wěn)定性差的不足，本發(fā)明提供一種無(wú)鈷貯氫合金電極材料及其制備方法。?

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的一種無(wú)鈷貯氫合金電極材料的通式為L(zhǎng)a_4-xMg_yNi_19-zMn_z，式中0≤x≤0.03，0≤y≤1，0≤z≤2。?

作為優(yōu)選，所述通式中0.01≤y≤0.03。?

上述無(wú)鈷貯氫合金電極材料的制備方法包括以下步驟：?

1）將通式La_4-xMg_yNi_19-zMn_z，中各成份按照0≤x≤0.03，0≤y≤1，0≤z≤2的摩爾比配料并混合；

2）將上述原料在惰性氣體保護(hù)條件下，在磁懸浮真空感應(yīng)爐中熔煉形成合金；

3)?將合金粉碎后過(guò)300目篩，取通過(guò)篩網(wǎng)的合金粉末；

4）將篩選后的合金粉末與羥基Ni粉按1:4的質(zhì)量比混合均勻；

5）將混合物在15～20Mpa壓力下冷壓成電極片。

作為優(yōu)選，該制備方法步驟2）中所述的惰性氣體為氬氣。?

作為優(yōu)選，該制備方法步驟5）中所述的壓力為18MPa。?

有益效果：本發(fā)明的一種無(wú)鈷貯氫合金電極材料通過(guò)在傳統(tǒng)的La-Mg-Ni系合金中加入Mn，使得合金的各項(xiàng)性能都有一定程度的提高。Mn元素調(diào)整了合金吸放氫平臺(tái)壓力，降低滯后，提高合金的動(dòng)力學(xué)性能，改善合金放電容量和高倍率放電性能。本發(fā)明的無(wú)鈷貯氫合金電極材料的制備方法具有操作簡(jiǎn)單、產(chǎn)物純度高的優(yōu)點(diǎn)。?

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1的XRD相圖；?

圖2是本發(fā)明的實(shí)施例2的XRD相圖；

圖3是本發(fā)明的實(shí)施例3的XRD相圖；

圖4是本發(fā)明的實(shí)施例4的XRD相圖；

圖5是本發(fā)明的實(shí)施例5的XRD相圖。

具體實(shí)施方式