[發(fā)明專利]一種鎳氫電池用A2B7型儲氫合金及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111488217.8
• 申請日: 2021-12-07
• 公開（公告）號: CN114231794A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉雯雯;郭庭輝;任權(quán)兵;賴華生;王玉香;鄭波;馮蘭;鐘鳴;皮雄
• 申請（專利權(quán)）人: 江西江鎢浩運科技有限公司;贛州有色冶金研究所有限公司
• 主分類號: C22C19/03
• 分類號: C22C19/03;C22F1/10;C21D1/26;C22C1/02;C22C1/03;C01B3/00;H01M4/38;H01M10/30
• 代理公司: 南昌賢達專利代理事務(wù)所(普通合伙) 36136
• 代理人: 潘金鳳

本發(fā)明公開了一種儲氫合金及其制備方法和應(yīng)用，涉及合金材料領(lǐng)域，該儲氫合金為A₂B₇型，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為RE_xMg_yNi_z?a?b?cMn_aAl_bR_c，其中，RE為La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd中的一種或幾種元素，R為Co、Zr、Cr、Sc、Ti、V、Nb、Mo中的一種或幾種元素，并滿足x0，y0，x+y＝3，1≥a+b+c0，10.5z0。其制備方法包括：配料，真空中頻感應(yīng)熔煉和退火熱處理步驟。該合金用于儲氫材料負極時具有良好的最大放電容量和循環(huán)性能，所述的方法工藝簡單，一致性好，易于產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及儲氫材料技術(shù)領(lǐng)域，具體講是一種鎳氫電池用A₂B₇型儲氫合金及其制備方法。

背景技術(shù)

當前，新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革蓄勢待發(fā)，全球新材料產(chǎn)業(yè)競爭格局正在發(fā)生重大調(diào)整。新材料與信息、能源、生物等高技術(shù)加速融合，大數(shù)據(jù)、數(shù)字仿真等技術(shù)在新材料研發(fā)設(shè)計中作用不斷突出，“互聯(lián)網(wǎng)+”、材料基因組計劃、增材制造等新技術(shù)新模式蓬勃興起，新材料創(chuàng)新步伐持續(xù)加快，國際市場競爭將日趨激烈。根據(jù)工信部發(fā)布的《稀土行業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》，高容量新型稀土儲氫材料及其在新能源儲能、燃料電池氫源、光熱發(fā)電儲熱系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)是稀土基礎(chǔ)研究重點工程。

目前，在Ni-MH電池上已經(jīng)得到商業(yè)化使用的負極材料主要是AB₅稀土系儲氫合金。新一代A₂B₇型儲氫合金以RE-Mg-Ni系為主，其在放電容量和高倍率性能上都較傳統(tǒng)AB₅型儲氫合金有更大的優(yōu)勢，但在合金的耐蝕性以及合金的循環(huán)穩(wěn)定性上有不足之處。Mg金屬活潑、飽和蒸汽壓高，導(dǎo)致RE-Mg-Ni系合金制造難度增大，合金成分難以控制，且揮發(fā)凝固的微細鎂粉易燃易爆而存在安全隱患。CN112342438A公開了一種A₂B₇-A₇B₂₃雙相超晶格儲氣合金及其制備方法。該合金具有A₂B₇和A₇B₂₃雙相結(jié)構(gòu)，通過感應(yīng)熔煉和退火熱處理得到La_0.61Pr_0.15Mg_0.24Ni_3.27合金，當A₇B₂₃型相的相豐度為15.4％時，合金擁有最大的放電容量413mAh/g，但循環(huán)性能仍需提高，該專利中顯示循環(huán)100次后，容量就降低到原先的80％。因此，如何制備A₂B₇型RE-Mg-Ni系合金，且使其工藝步驟簡單、能夠達到產(chǎn)業(yè)化規(guī)模要求，成為目前亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，提供一種儲氫合金及其制備方法和應(yīng)用。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

一種儲氫合金，其化學(xué)結(jié)構(gòu)通式為RE_xMg_yNi_z-a-b-cMn_aAl_bR_c，其中，RE為La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd中的一種或幾種元素，R為Co、Zr、Cr、Sc、Ti、V、Nb、Mo中的一種或幾種元素，并滿足x0，y0，x+y＝3，1≥a+b+c0，10.5z0。

優(yōu)選地，其合金主相為Ce₂Ni₇型相。

優(yōu)選地，所述合金主相的質(zhì)量占比≥85％。

本發(fā)明還公開了一種儲氫合金的制備方法，包括以下步驟：