[發(fā)明專利]一種含碳纖維微米管的氧化鈷和鈷硼的儲氫合金及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201911291777.7 | 申請日： | 2019-12-16 |
| 公開（公告）號： | CN110950302B | 公開（公告）日： | 2021-05-11 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 劉萬強(qiáng);陳世廩;陳世鏊;李紅兵;王奪;于洪海;徐達(dá)奇;王新華;呂健;趙建勛 | 申請（專利權(quán)）人： | 中盈志合吉林科技股份有限公司 |
| 主分類號： | C01B3/00 | 分類號： | C01B3/00;B22F1/00;B22F9/04;C22C19/07 |
| 代理公司： | 長春眾邦菁華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 22214 | 代理人： | 李外 |
| 地址： | 130000 吉林省長春市經(jīng)濟(jì)*** | 國省代碼： | 吉林;22 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 碳纖維 微米 氧化鈷 合金 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明提供一種含碳纖維微米管的氧化鈷和鈷硼儲氫合金及其制備方法，屬于儲氫材料領(lǐng)域，該儲氫合金表達(dá)式為：Co2B+x wt％Co3O4+1wt％CFMTs,其中，1≤x≤5。本發(fā)明還提供一種含碳纖維微米管的氧化鈷和鈷硼儲氫合金的制備方法，該方法是將Co粉和B粉，混合后放入管式爐中退火；稱取Co3O4粉和Co2B儲氫材料粉末，放入球磨罐中球磨，得到含氧化鈷和鈷硼儲氫合金材料；然后將含碳纖維微米管與得到的含氧化鈷和鈷硼儲氫合金研磨，得到含碳纖維微米管的氧化鈷和鈷硼儲氫合金材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：經(jīng)50次循環(huán)后，含碳纖維微米管氧化鈷和鈷硼儲氫合金的容量衰減率低于鈷硼儲氫合金。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于儲氫材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含碳纖維微米管的氧化鈷和鈷硼儲氫合金材料的制備方法。
背景技術(shù)
儲氫合金作為鎳氫電池的負(fù)極材料，其儲氫性能對整個鎳氫電池的性能起著至關(guān)重要的作用。因此通過提高儲氫合金的儲氫性能進(jìn)而提高鎳氫電池的性能意義重大。
從當(dāng)前的研究成果可以看出，Co基儲氫合金的放電容量已經(jīng)超出了目前商品化稀土系儲氫合金AB5型合金的理論放電容量(372mAh/g，LaNi5H6)，且其循環(huán)穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于Mg2Ni基(AB型儲氫合金)儲氫合金。比如，宋大偉等通過化學(xué)還原和熱處理原理制備了有包覆結(jié)構(gòu)Co-B合金，經(jīng)過退火處理，最初的Co-B合金分解為晶態(tài)的帶有包覆結(jié)構(gòu)的Co、B單質(zhì)。該合金初始放電容量達(dá)到550mAh/g，80次充放電以后，材料的充放電性能達(dá)到400mAh/g。Chung等分別用化學(xué)還原法和電弧熔煉法制備了納米晶超細(xì)Co粉，該試樣最大放電容量在410mAh/g以上，經(jīng)過50次充放電循環(huán)以后，放電容量穩(wěn)定在350mAh/g左右，表現(xiàn)出良好的循環(huán)穩(wěn)定性。Wang等用化學(xué)還原法合成了超細(xì)非晶Co-B合金粒子。在100mA/g的充放電速率下，該合金可逆放電容量超過300mAh/g，和傳統(tǒng)的儲氫材料容量相差無幾。在300mA/g的充放電速率下，經(jīng)過100次充放電循環(huán)以后，該合金可逆放電容量只衰減10％。因此，大部分鈷硼類合金具備大容量儲氫特性。
向儲氫材料中添加鎂、鋰、鉀、鈉和鋅等超熵變元素，是提升儲氫材料放電容量、倍率放電能力在內(nèi)的電化學(xué)性能的有效途徑，代表性發(fā)明為：2012年5月2號中國專利局公開的題目為“AB4.7非化學(xué)計(jì)量比儲氫材料的超熵變方法”的CN102437317A專利。該發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是將已有技術(shù)中添加的鎂、鋰、鉀、鈉和鋅等元素系統(tǒng)化并初步理論化到“超熵變”的高度。
2010年12月15日中國專利局公開了題目為“儲氫材料中加入鎂、鋰、鈉和鉀的熔鹽電合成方法”的CN101914699A發(fā)明專利。該發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于將鎂、鋰、鈉和鉀四種超熵變元素，通過同一熔鹽電解槽以電滲和電解互動方式安全、有效的加入到儲氫材料中；然而其缺點(diǎn)在與：此種加入方法對于技術(shù)熟練度要求以及熔鹽電合成必備的設(shè)備要求都相對較高，在工藝簡單和設(shè)備投入小等實(shí)用性方面略顯不足。
鎂、鋰、鉀、鈉等這些元素其單質(zhì)通常化學(xué)活性都很強(qiáng)，除熔鹽電合成方法加入到儲氫材料中外，另一種有效的方法是機(jī)械合金化。表1中列出將鎂、鋰、鉀、鈉等這些超熵變元素的單質(zhì)或化合物加入到高能球磨罐中，通過機(jī)械合金化法合成儲氫材料，其在中國專利局所公開的代表性專利見表1。
表1
表1中所列出將鎂、鋰、鉀、鈉等這些元素的單質(zhì)或化合物加入到高能球磨罐中利用機(jī)械合金化法合成儲氫材料的發(fā)明，共同優(yōu)點(diǎn)在于操作簡單、實(shí)用性強(qiáng)。
綜上：以鈷硼儲氫合金為基，以機(jī)械合金化的方式添加氧化鈷和碳纖維微米管，得到的含碳纖維微米管的氧化鈷和鈷硼儲氫合金材料及其制造方法未見專利公開和文章報道。
發(fā)明內(nèi)容
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