CN101125366A - 一种ab5型混合稀土系储氢合金粉末的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的是一种制备AB5型混合稀土系储氢合金粉的方法，特别适用于动力电池用镍氢电池负极材料储氢合金的制备。本发明方法是：将原材料(A侧稀土金属La、Ce、Pr、Nd；B侧金属：Ni、Co、Mn、Al)按一定比例混合，先在1150℃～1650℃下真空感应熔炼成合金，合金经快淬技术制备合适厚度带材。然后将该带材在600℃～1150℃下进行热处理后，粉碎至125μm以下。合金粉末在一定浓度的盐酸溶液中进行表面酸处理后，用乙醇进行清洗，干燥后制得混合稀土系储氢合金粉末。

Description

一种AB5型混合稀土系储氢合金粉末的制备方法
技术领域
本发明涉及电池负极材料。尤其是，本发明涉及用于镍氢电池的AB5型负极储氢材料的制备方法。
背景技术
随着经济的发展，汽车的数量急剧增加，能源和环境问题变得日益严重。开发和推广电动汽车等“绿色汽车”已成为世界各国争相研究的课题。Ni/MH电池的能量密度是镉镍电池的1.5～2.0倍，体积能量密度与锂离子电池相当，功率密度较高，适合较大电流放电，无环境污染，是电动汽车较为理想的动力电源。储氢电极合金体系中，AB5型混合稀土系储氢合金由于具有良好的性能价格比，现已成为Ni/MH电池生产中的使用最为广泛的负极材料。Ni/MH电池产业的迅猛发展对电池能量密度和充放电性能的要求不断提高，进一步提高储氢电极材料的性能已成为推动Ni/MH电池产业持续发展的技术关键。本发明对推动电动汽车用镍氢电池乃至电动汽车的产业化发展具有重要的作用。
发明内容
本发明的目的是要提供一种AB5型混合稀土系储氢合金的制备方法，通过制备工艺的改善而提高AB5型储氢合金的综合电化学性能，以满足市场上对适用于动力型镍氢电池负极储氢材料产品的需求。
本发明提供了一种AB5型混合稀土系储氢合金的制备方法，其特征在于制备过程为：首先把A侧稀土金属La、Ce、Pr、Nd和B侧金属：Ni、Co、Mn、Al)按一定比例混合后，在真空感应熔炼炉中在1150℃～1650℃下熔炼成合金，经快淬制备成厚度为0.1～20mm的合金带材。然后在600℃～1150℃下热处理后，粉碎至125μm以下。将制备的合金粉末在一定浓度的盐酸溶液中进行酸处理后，用乙醇进行清洗，干燥后制得AB5型混合稀土系储氢合金粉末。
下面以MmNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3合金为基础，结合实例对本发明作进一步的说明。
一种AB5型混合稀土系储氢合金的制备方法，首先把Mm、Ni、Co、Mn、Al块状金属按MmNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3比例配料，并在真空感应熔炼炉中1150℃～1650℃下熔炼至合金，合金采用快淬技术制备厚度为0.1～20mm的合金带材，上述合金带材经600℃～1150℃下热处理后，粉碎至125μm以下。然后粉末经酸处理后，用乙醇进行清洗，干燥后制得MmNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3合金粉末。
采用本发明所述制备方法可批量生产出综合性能良好的MmNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3储氢合金粉末。对同一组份的日本产储氢合金及国产储氢合金的电化学性能进行比较，结果表明：本发明方法制备的储氢合金性能完全可与日产储氢合金相媲美，甚至部分性能指标已超过日产合金，性能优于目前市场主流国产储氢合金产品，经实验表明，采用本发明方法制备的储氢合金粉末性能稳定。
储氢合金放电电压平台特性比较
  室温下0.4C充电，10C放电(0.9V以上容量/总放电容量)   -18℃下0.4C充电，1C放电(1.2V以上容量/总放电容量)
  本发明方法制备合金   53.8   53.8
  日产合金   51.7   52.1
  国产其他合金   35.5   32.6
实施例1
把Mm、Ni、Co、Mn、Al块状金属按MmNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3比例配料，并在真空感应熔炼炉中1150℃～1650℃下熔炼至合金，合金采用快淬甩带技术制备厚度为0.2～0.5mm的合金带材，上述合金带材经600℃～1150℃下热处理后，粉碎至125μm以下。然后粉末经酸处理后，用乙醇进行清洗，干燥后制得MmNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3合金粉末。
实施例2
把Mm、Ni、Co、Mn、Al块状金属按MmNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3比例配料，并在真空感应熔炼炉中1150℃～1650℃下熔炼至合金，合金采用快淬技术制备厚度为1.0～3.5mm的合金带材，上述合金带材经600℃～1150℃下热处理后，粉碎至125μm以下。然后粉末经酸处理后，用乙醇进行清洗，干燥后制得MmNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3合金粉末。
实施例3
把Mm、Ni、Co、Mn、Al块状金属按MmNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3比例配料，并在真空感应熔炼炉中1150℃～1650℃下熔炼至合金，合金采用快淬技术制备厚度为10.0～20.0mm的合金带材，上述合金带材经600℃～1150℃下热处理后，粉碎至125μm以下(粒度范围)。然后粉末经酸处理后，用乙醇进行清洗，干燥后制得MmNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3合金粉末。

Claims (4)

1.一种AB5型混合稀土系储氢合金的制备方法，其特征在于，制备储氢合金时，经过如下的工序：
(1)将A侧稀土金属La、Ce、Pr、Nd和B侧Ni、Co、Mn、Al等金属按一定比例混合；
(2)将步骤(1)所配合金在真空感应炉中1150℃～1650℃下真空感应熔炼成合金，合金经快淬技术制备合适厚度带材；
(3)将步骤(2)所制备带材合金在600℃～1150℃下进行热处理，然后粉碎至125μm以下；
(4)步骤(3)所制备合金粉末进行表面酸处理后，用乙醇进行清洗，干燥后制得AB5型混合稀土系储氢合金粉末。
2.根据权利1所述的AB5型混合稀土系储氢合金粉末制备方法，其特征是，所述步骤(2)为通过控制合金带材的厚度、设备冷却介质的温度和流速，从而精确控制合金快淬带材的冷却速度，使其在1×102K/s～1×105K/s之间。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，合金热处理温度为600℃～1150℃。
4.根据权利要求1所述得制备方法，其特征是，步骤(4)中，所用酸处理溶液为一定浓度的盐酸溶液。
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