[發明專利]一種含稀土鎂硼的鎳基儲氫合金制備成形方法

有效

• 申請號: 201610519616.9
• 申請日: 2016-07-01
• 公開（公告）號: CN106011506B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 劉寶忠;范燕平;王狂飛;張寶慶;王有超
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C19/03
• 代理公司: 北京律譜知識產權代理事務所(普通合伙)11457
• 代理人: 黃云鐸

技術領域

本發明涉及一種合金的制備設備及方法，具體涉及一種含稀土鎂硼的鎳基儲氫合金制備設備及方法，屬于合金熔煉領域。

背景技術

清潔、環境友好的氫能的迅速發展，將會使其成為低碳時代“新能源寵兒”。氫能儲存材料之一為貯氫合金，而貯氫合金主要作為低排放混合電動車(HEV)用Ni-MH動力電池的負極材料。以貯氫合金為負極材料的Ni/MH二次電池具有耐過充過放能力強，能量密度高，循環壽命好，無公害以及無記憶效應等優點，因而獲得了廣泛的應用。Ni/MH電池由于其優越的電化學性能因而被認為是極具希望的混合動力車(HEV)的輔助電源。而且中國工業和信息化部在2009年頒布的《新能源汽車生產企業及產品準入管理規則》中就以鎳氫電池為輔助動力的混合動力車歸類為成熟產品，允許其在全國范圍內銷售使用，這將為Ni-MH電池的發展和應用帶來新的機遇。

中國專利申請號CN200810034113.8公開了一種La-Mg-Ni系貯氫電極合金的改性方法，屬于金屬功能材料技術領域。該方法主要包括以下步驟：將真空懸浮熔煉制得的La-Mg-Ni系合金，放入反應釜中，然后將反應釜放入加熱爐中，將反應釜連同加熱爐一起放入0.5～6T范圍內的穩恒強磁場中；將加熱爐按照一定升溫速度升溫到800～900℃，保溫之后隨爐緩冷，合金取出后即可實現對La-Mg-Ni系合金的改性處理。經過本發明方法處理的La-Mg-Ni系合金具有電化學容量高、放電平臺性能和放電穩定性好等特點。但是，該發明涉及的穩恒強磁場不容易實現，不利于成批生產。

中國專利申請號CN200810041445.9公開了一種電池電極材料領域的La-Mg-Ni系儲氫合金的制備方法，首先設計La-Mg-Ni系儲氫合金：(MmxMg(1-x))(NiyCozAlm)n+vTiO2，其中0.6＜x＜0.9 0.6＜y＜1；0.1＜z＜0.3；0.1＜m＜0.3；3.3＜n＜3.8；0.5＜v＜0.7；Mm是至少一種或幾種稀土元素的混合；將原料按比例在高頻懸浮氬氣氣氛中感應熔煉，然后將高頻懸浮氬氣氣氛感應熔煉制得的合金錠進行氬氣氣氛退火得到所需合金錠，氬氣環境下機械球磨合金錠，球磨時加少量納米TiO2粉末。該發明制得的合金具有較高的電化學容量(達到390mAh/g以上)；具有較長的循環壽命；活化性能好；電化學催化性能好；原材料價格合適。但是，該發明涉及的機械球磨法很難成批生產，一定程度上限制了其廣泛應用。

中國專利申請號CN200810204031.3公開了一種磁場下燒結制備La-Mg-Ni基AB3型貯氫合金的方法，屬于金屬功能材料和粉末冶金技術領域。該方法主要包括以下步驟：將La、Mg金屬粉或熔鹽法制備的中間合金La2Mg與Ni、Co或Cu粉中的一種或兩種按AB3的原子摩爾質量比例混合后采用適當工藝預球磨；球磨混合的原料粉經200～500MPa壓制成Φ15mm×(3～5)mm的圓餅后放入自制高壓反應釜中，反復抽真空后充入0.5MPa氬氣；將高壓釜置于1～8T穩恒強磁場中加熱至610～850℃進行燒結，緩慢降溫后可得La-Mg-Ni基AB3型貯氫合金。本發明方法制備的材料具有活性高、成分均勻且雜質含量低等優點。電化學及PCT測試發現該貯氫材料容量高。具有較好的綜合性能。但是該發明涉及的粉末狀的稀土價格昂貴，成本提高，再者其極易氧化，影響合金的電化學性能。而且在較高的溫度燒結時，不能避免Mg的揮發，使合金偏離設計組分。

中國專利申請號CN201510011344.7公開了一種高容量鎳氫二次電池的負極制備方法，其中該儲氫合金負極的活性材料由以下按原子配比的合金成分組成：La(0.5-a)NdaMgbCocNi(3.3-b-c-d-e)AldNbe，其中a＝0.1-0.15，b＝0.3-0.6，c＝0.2-0.25，d＝0.1-0.15，e＝0.03-0.05，該制備方法包括如下步驟：(1)制備儲氫合金粉末，(2)配制負極漿料，(3)負極制備。本發明制備的負極，在儲氫合金中的配比中使用能量密度高的鈷鎂作為主要材料，并添加了用Nd替代部分的La，并添加了Nb，改善了合金的循環穩定性；在負極材料的配料中，配制兩種具有不同粒徑的儲氫合金粉末的漿料，以形成能量密度更高的負極涂層，并在兩種漿料中分別加入了導電炭黑和導電碳納米管以提高負極的導電性能，從而進一步提高了負極的循環穩定性。但是該發明所用的主要材料價格昂貴，而且制備方法較復雜，成批生產很困難。

發明內容