[發明專利]一種兼具高容量和長壽命的AB4.5

有效

• 申請號: 201810387114.4
• 申請日: 2018-04-26
• 公開（公告）號: CN108588495B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 楊春成;陳瑩;王常春;周亦彤;文子;趙明;李建忱;蔣青
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C22C19/03
• 分類號: C22C19/03;C22C1/02;C22F1/10;C22F1/02;H01M4/38
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 朱世林

1.一種兼具高容量和長壽命的AB_4.5型儲氫合金，其特征在于，該合金中A側含有鑭、鈰、釔和鎂四種元素，以及B側含有鎳、鈷、錳和鋁四種元素；所述A側全部元素占合金的摩爾總量18％；所述B側全部元素占合金的摩爾總量82％，所述儲氫合金為La_0.62Mg_0.08Ce_0.2Y_0.1Ni_3.25Co_0.75Mn_0.2Al_0.3。

2.如權利要求1所述的一種兼具高容量和長壽命的AB_4.5型儲氫合金制備方法，具體步驟如下：

a、使用DFT模擬的方法計算了一個Mg原子分別替代LaNi₅合金中不同結構位置的La或Ni原子時體系的優化結果及其相應的能量，更低的能量值代表更穩定的結構構型：

首先構建LaNi₅理論模型，取LaNi₅的(001)晶面，構建2×2超胞的5層平板(slab)；

然后對La原子的取代：構建一個Mg原子在模型最表面位置替代一個La原子，和一個Mg原子在模型次表面替代一個3g位置的La原子；以及對Ni原子的取代：構建一個Mg原子在模型最表面位置替代一個Ni原子、和一個Mg原子在模型次表面替代一個3g位置的Ni和內部2c位置的Ni原子；

最后計算比較不同體系的能量值，更低的能量值代表了更穩定的結構構型； 當Mg原子替代合金內部Ni原子時，合金體系能量最低，而為實現Mg對Ni的最大替代量，合金采用最小的化學計量比AB_4.5；

b、設計一種AB_4.5型儲氫合金，方法是在不改變合金晶體結構的條件下，通過改變合金的化學計量比，實現了Mg原子對合金內部Ni原子結構位置的精準替代，目的在于提高儲氫合金的容量和循環壽命；

c、將鑭、鈰、釔、鎂、鎳、鈷、錳和鋁按照所述比例進行配料，在高純氬氣保護氣氛下進行合金的熔煉，熔煉溫度為1300℃，得到具有較高冷卻速度的合金鑄錠，以提高合金的均勻性；

d、將鑄錠在氬氣保護氣氛下熱處理，然后在氬氣保護氣氛中機械研磨得到粒徑平均大小為45-55μm的儲氫合金粉末；

e、將儲氫合金粉末與鎳粉混合，制備儲氫合金電極片，將儲氫合金電極片進行放電容量和循環壽命的測試。