[發明專利]一種貯氫合金及其制備方法、貯氫合金電極和鎳氫電池

有效

• 申請號: 201910080365.2
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109825740B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 韓樹民;王文鳳;張璐;劉曉雪;趙雨萌;張爽
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: C22C19/03
• 分類號: C22C19/03;C22C1/02;C22C19/05;C22F1/10;H01M4/38;H01M10/30
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉奇

本發明涉及鎳氫電池技術領域，尤其涉及一種貯氫合金及其制備方法、貯氫合金電極和鎳氫電池，本發明提供的貯氫合金在以Cu?Kα線作為X射線源進行X射線衍射測定時，在2θ＝24°～35°的范圍內出現的最強峰的強度(I_A)與在2θ＝38°～45°的范圍內出現的最強峰的強度(I_B)的強度比(I_A/I_B)在0.5以下。根據實施例的記載，本發明所述的貯氫合金具有較大的充放電容量以及較好的功率性能。

技術領域

本發明涉及鎳氫電池技術領域，尤其涉及一種貯氫合金及其制備方法、貯氫合金電極和鎳氫電池。

背景技術

為了應對全球范圍內的環境污染問題，人們將目光投向清潔無污染的新型能源汽車領域。對于新型能源汽車來說，混合動力汽車和純電動汽車是人們的研究熱點。在發展混合動力汽車和純電動汽車的過程中，如何獲得高效率，低成本、長壽命和環境友好型的二次動力電池是人們面臨的一項巨大挑戰。

鎳氫電池由于具有高功率、穩定的充放電性能、安全和環保等優點成為了新能源汽車的重要選擇，相應的，作為鎳氫電池的負極活性物質也成為了人們不斷研究的對象。傳統的貯氫合金是具有CaCu₅結構的AB₅型稀土類元素貯氫合金，該類合金易活化，吸/放氫動力學性能好，但是電化學容量低，限制了鎳氫(Ni/MH)電池的商業化應用。以稀土類元素、Mg以及Ni為主要成分的RE-Mg-Ni系貯氫合金有比AB₅型稀土類元素貯氫合金更大的容量，并且能量高、功率大，被認為是最具潛力的Ni/MH電池負極材料。

但目前存在的問題是，RE-Mg-Ni系貯氫合金具有超堆垛晶體結構，是由AB₅亞單元和A₂B₄亞單元按照不同比例沿著c軸方向堆垛形成的，隨著[AB₅]/[A₂B₄]比例提高，貯氫合金極易生成非超堆垛相結構AB₅相，導致合金容量和循環壽命降低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電化學容量高、循環壽命好的貯氫合金及其制備方法，以及由所述貯氫合金作為活性物質的貯氫合金電極和鎳氫電池。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種貯氫合金，化學通式為：

(La_aR_b)_1-mMg_mNi_xM_y；

其中，R為稀土元素、Ca、Ti、Zr、Hf和Nb中的一種或幾種；

M為Al、Fe、Co、Mn、Zn、V、Cr、Cu、Mo和W中的一種或幾種；

a、b、m、x和y滿足下述條件：

a0，b≥0，0m≤0.3，0≤y≤1.6，3.0≤x+y≤4.15。

所述貯氫合金在以Cu-Kα線作為X射線源進行X射線衍射測定時，在2θ＝24°～35°的范圍內出現的最強峰的強度(I_A)與在2θ＝38°～45°的范圍內出現的最強峰的強度(I_B)的強度比(I_A/I_B)在0.5以下。

優選的，所述ab，所述x≥3.0。

優選的，所述稀土元素為Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Y、Sc、Tm、Yb或Lu。

本發明還提供了上述技術方案所述的貯氫合金的制備方法，包括以下步驟：