[發(fā)明專利]一種鎳氫動力電池用儲氫合金

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610209606.5
• 申請日: 2016-04-06
• 公開（公告）號: CN105779822A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設計）人: 孫泰;肖方明;唐仁衡;王英
• 申請（專利權）人: 廣州有色金屬研究院
• 主分類號: C22C19/03
• 分類號: C22C19/03;C22C1/02;C22F1/10;H01M4/38
• 代理公司: 廣東世紀專利事務所 44216
• 代理人: 千知化

技術領域

本發(fā)明涉及一種電池用儲氫合金，特別涉及長壽命無鐠釹多相儲氫合金。

背景技術

采用稀土系儲氫合金作為負極活性物質的鎳氫電池是目前國內(nèi)外混合動力汽車 的首選電池，具有高比能量及比功率、適合淺沖淺放、電池使用壽命長的特點。作為目前主 要的鎳氫電池負極材料，稀土系AB₅型儲氫合金已較為成功地進行了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，當今市場 上典型的AB₅型儲氫合金的容量為310~330mAh/g，但壽命較低，通常為600~700次循環(huán)，且容 量已無進一步提高的空間，低自放電性能亦不理想。為了進一步提高混合動力汽車用電池 的性能，需要開發(fā)一種具有更長使用壽命、更高容量及更低自放電特性的儲氫合金

CN201210362335公開了一種長壽命無鐠釹儲氫合金及其制備方法。但其主要為AB₅型 結構，且容量較低，壽命最長僅達到約800次，遠遠不能滿足市場對長壽命儲氫合金的需求。

CN201310035757.x提到了一種鎳氫動力電池用含釤無鐠釹儲氫合金，但在該專利 中所陳述之合金的合金相比例不可調，且其循環(huán)壽命較低，最長不超過550次。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提出一種循環(huán)壽命長達1000次以上、容量 高且易活化、高放電的多相比例可調型低自放電儲氫合金。

本發(fā)明所述鎳氫動力電池用儲氫合金的元素及其原子比為：La_1-x-yCe_xMg_yNi_aCo_bMn_cAl_dM_e，其中M為Fe、Cu、Zr、V、Ti、Zn、Sn、Au、Fe或B中的一種或兩種以上，其中 x=0.20~0.70，y=0.01~0.6，a=3.30~4.50，b=0.10~0.70，c=0.10~0.55，d=0.10~0.35，e=0.01 ~0.65。

優(yōu)選的鎳氫動力電池用儲氫合金的元素及其原子比為： La_0.50Ce_0.40Mg_0.10Ni_3.80Co_0.20Mn_0.40Zn_0.25Fe_0.30Zr_0.05。

所述儲氫合金屬于多相混合型富鑭稀土儲氫合金，A側由元素La、Ce和Mg組成；B側 由元素Ni、Co、Mn、Al和Cu、Zr、V、Ti、Zn、Sn、Au、Fe或B中的一種或兩種組成。通過添加元素Mg 對合金A側進行摻雜，促進高容量的A₂B₇相生成，通過添加適當比例的元素M并配合特殊的控 溫冷固工藝則可以改變合金的化學計量比，人為的造成某些元素的偏析，從而改善儲氫合 金的放電容量、低溫放電性能以及循環(huán)穩(wěn)定性。

本發(fā)明通過采用Mg對合金A側進行摻雜并配合控溫定向凝固的方法，改變了合金 的晶格堆垛方式，并通過控制合金中偏析相的存在狀態(tài)和分布，制備出一種多相共存且相 比例可調型的長壽命儲氫合金。本發(fā)明儲氫合金成本與現(xiàn)有低成本儲氫合金相當，壽命比 現(xiàn)有長壽命儲氫合金長50%以上，且容量比一般AB₅型儲氫合金高15%以上，同時具有易活 化、高放電電壓及容量、良好的大電流放電等性能。

附圖說明

圖1實施例5儲氫合金循環(huán)放電壽命曲線。

具體實施方式

根據(jù)合金成分比例，稀土元素以富鑭稀土合金的形式，元素Mg以單質的形式添加， 其它金屬純度在99.5%以上，將配好的原料用真空快淬爐，抽真空至0.05Pa，然后通氬氣保 護，壓力約0.05MPa，熔煉后采用控溫定向凝固的方法制成<3cm的儲氫合金錠，合金錠在700 ~1250℃條件下熱處理4~20小時，冷卻后，經(jīng)機械球磨制粉，過篩，得到粒度小于0.08mm的儲 氫合金粉。

按照上述儲氫合金粉制備方法，得到如表1所列實施例1~8的儲氫合金粉，比較例 1、2采用市售AB₅型鎳氫電池用儲氫合金粉，比較例3取自CN201310035757.x。

表儲氫合金的組成