[發明專利]一種耐過充AB5

在審

• 申請號: 202111536577.0
• 申請日: 2021-12-15
• 公開（公告）號: CN114335510A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 歐陽柳章;談誠;閔德;廖燦輝;朱敏
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;四會市達博文實業有限公司
• 主分類號: H01M4/52
• 分類號: H01M4/52;H01M10/30
• 代理公司: 北京盛凡佳華專利代理事務所(普通合伙) 11947
• 代理人: 金福坤

本發明公開了一種耐過充AB₅型寬溫區鎳氫電池負極材料及其制備方法，屬于鎳氫電池及儲氫材料技術領域。所述AB₅型寬溫區鎳氫電池負極材料包括AB₅寬溫型儲氫合金；本發明將金屬鑭、鈰、鐠、釹、鋯、鈮、鎳、錳和鋁按相應的摩爾比進行感應熔煉，將鑄錠或甩片樣品經均勻化退火得到無Co耐過充AB₅型寬溫區鎳氫電池負極材料。AB₅寬溫型儲氫合金包含主相CaCu₅結構相和富鈮相。鈮元素的摻雜提高了合金材料的耐腐蝕、耐粉化性和析氫過電位，提升了合金電極的耐過充性能，從而提高合金電極的寬溫性能。

技術領域

本發明屬于鎳氫電池及儲氫材料制備技術領域，特別涉及一種耐過充AB₅型寬溫區鎳氫電池負極材料及其制備方法。

背景技術

鎳氫電池具有安全性好、無污染、低溫、寬溫性能優異等優點，成為目前最具發展前景的“綠色能源”電池之一，其已廣泛應用于生活電器類產品和軍事航天等領域。

近50年來，AB₅合金電極材料由于較高Ni含量從而具有較好電催化性能和優異的循環穩定性，AB₅型合金在工業上得到了廣泛的應用。近三十年來，鋰離子電池的快速發展使鎳氫電池的市場占有率降低，但鎳氫電池有其獨特的優勢，包括其安全性能和寬溫性能。隨著電池使用環境的改變，要求電池具備優異室的寬溫性能，例如新能源汽車的報警器等就需要電池具有耐過充性能和低溫的放電性能。因此隨著市場的需求，發展優異寬溫性能的鎳氫電池負極材料迫在眉睫。鎳氫電池負極材料具有優異的寬溫性能，其負極材料必須具有適宜的平臺壓，平臺高會導致電池漏液，而平臺壓低會導致低溫下不能放電。因此選擇一個大氣壓的平臺較為合理。在保證-20℃、甚至-40℃下低溫放電的性能后，通過元素的摻雜改善其循環穩定性。而目前為止還沒有文獻和專利報道這種Ni/MH電池新型電極材料及其制備方法。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種耐過充AB₅型寬溫區鎳氫電池負極材料及其制備方法。本發明所述AB₅寬溫型儲氫合金包含主相CaCu₅結構相和富鈮相，鈮元素的摻雜提高了合金材料的耐腐蝕、耐粉化性和析氫過電位，提升了合金電極的耐過充性能，從而提高合金電極的寬溫性能。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種耐過充AB₅型寬溫區鎳氫電池負極材料，所述負極材料包括AB₅寬溫型儲氫合金；按摩爾比，所述AB₅寬溫型儲氫合金的結構通式為：La_0.36～0.62Ce_0.29～0.51Pr_{0.014～0.037}Nd_{0.044～0.112}Zr_{0.020～0.022}Nb_0.004～0.1Ni_4.38～4.55Mn_0.35～0.38Al_0.27～0.31，其中A＝La、Ce、Pr、Nd、Zr、Nb，B＝Ni、Mn、Al，B/A＝5.0～5.3。所述負極材料中通過鈮元素的摻雜提高合金材料的耐腐蝕、耐粉化性和析氫過電位，提升了合金電極的耐過充性能，從而提高合金電極的寬溫性能。

優選的，結構通式中，A由鑭元素、鈰元素、鐠元素、釹元素、鋯元素、鈮元素構成，B由鎳元素、錳元素、鋁元素構成，所述AB₅寬溫型儲氫合金包含主相CaCu₅結構相和富鈮相。

優選的，所述負極材料中的電極片由AB₅寬溫型儲氫合金粉和鎳粉按照0.5～2:3～5的質量比例混合均勻后進行壓片制成；所述壓片的壓力為15～35MPa；電極片還包括包裹電極片的泡沫鎳和作為導線的鍍鎳鋼帶。