CN101295784A - 一种无钴ab5型贮氢合金 - Google Patents
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Abstract
一种无钴AB5型贮氢合金。该贮氢合金的成分组成为:LaNiaCubMncAld,其中a=1.5~3.0,b=1.5~3.5,c=0.05~0.3,d=0.03~0.3。贮氢合金除了元素钴被元素铜完全取代,元素镍也部分被元素铜取代,成本进一步降低,同时贮氢合金的循环寿命得到提高。用于镍氢电池的制备。
Description
技术领域
本发明涉及一种稀土贮氢合金材料,特别涉及一种无钴AB5型贮氢合金。
背景技术
镍氢电池以其较高的比能量、可快速充放电、无污染和循环寿命长等优点得到了广泛应用。AB5型稀土系贮氢合金以其在室温及常压下可逆地吸放大量的氢,具有易活化、吸放氢反应速度快等优点,作为Ni/MH电池负极材料得到大量研究。为了提高Ni/MH电池的市场竞争力,降低贮氢合金的生产成本和提高合金的电化学性能,成为贮氢合金研究的主要方向。在典型的AB5型贮氢合金中,Co含量约占10%(质量),而其成本约占合金原材料总成本的40%左右。此外,国际市场上Co的价格一路攀升,这样就对AB5型贮氢合金的性能/价格比提出了更高的要求。因此,低估和无钴贮氢合金的开发成为科研工作者关注的课题。由于Co对AB5型贮氢合金的循环稳定性具有关键性的作用,如何提高低估无钴贮氢合金的电化学稳定性,成为AB5型贮氢合金研究的焦点。中国专利03108016.2公布了一种ANi4.75-xBxMn1.25型无钴贮氢合金,其中A为La或富La的混合稀土元素,B为Cu、Fe、Cr、Sn、Mo、Si中的任一种元素或其中一种以上的元素组合,0.1<x<0.6。与目前使用的普通贮氢合金(Co含量为10%)相比,元素钴部分被Cu、Fe、Cr、Sn、Mo、Si取代,另一部分被元素Ni取代。合金的放电比容量达到310mAh/g,150次循环比容量保持率为90%。
发明内容
本发明贮氢合金材料的成分组成为:LaNiaCubMncAld,其中a=1.5~3.0,b=1.5~3.5,c=0.05~0.3,d=0.03~0.3。
本发明稀土系AB5型无钴贮氢合金的A侧由金属La组成,其中元素Ce、Pr、Nd等以杂质的形式存在;B侧含有元素Ni、Cu、Mn和Al。
与中国专利03108016.2公开的贮氢合金相比,本发明的贮氢合金除了元素钴被元素铜完全取代,元素镍也部分被元素铜取代,贮氢合金的成本进一步降低,同时贮氢合金的循环寿命得到提高。
附图说明
图1为实施例6贮氢合金的PCT曲线(45℃)。
具体实施方式
根据合金成分比例配料,其中金属La纯度在99%以上,其他金属纯度在99.5%以上。将配好的原料置于真空快淬炉,抽真空至0.05Pa,然后通氩气,压力0.05MPa,熔炼并甩成0.05~0.1mm的合金片;合金片在850~1000℃下处理4小时,冷却后,经机械球磨制粉,过筛,得到粒度小于0.075mm的贮氢合金粉。
按照上述贮氢合金粉制备工艺,得到如表1组成的贮氢合金粉实施例1~8;比较例为中国专利03108016.2公布贮氢合金。
从图1实施例6贮氢合金的PCT曲线可看出,本发明的贮氢合金具有较好的吸放氢性能,其45℃条件下的放氢平台为0.012MPa。
表1贮氢合金组成原子比
将贮氢合金粉约0.2g,与羰基镍粉以1∶3重量比均匀混合,在250MPa的压力下制成直径为15mm的圆片电极作负极,以烧结式氢氧化镍电极(容量为1200mAh)作正极,电解液为6mol/L的KOH溶液,组装成模拟电池,在室温(25℃)条件下,以0.2C充放电测试贮氢合金粉的放电比容量,以2C充电,2C放电测试贮氢合金粉的大电流放电性能及循环寿命,以比容量衰至最大值的80%作为循环寿命试验的终点,结果见表2。
从表2可看出,本发明贮氢合金粉的放电容量与中国专利03108016.2的贮氢合金基本相当,但其循环寿命得到了提高。在实施例6中,其放电比容量可达到309mAh/g,循环寿命达到411次。
表2贮氢合金放电性能
Claims (1)
1.一种无钴AB5型贮氢合金,其特征是贮氢合金的成分组成为:LaNiaCubMncAld,其中a=1.5~3.0,b=1.5~3.5,c=0.05~0.3,d=0.03~0.3。
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