CN103611930A - 一种对ab3型储氢合金进行表面改性的方法 - Google Patents

一种对ab3型储氢合金进行表面改性的方法 Download PDF

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李国辉
王新颖
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Abstract

本发明公开了一种对AB3型储氢合金进行表面改性的方法。通过真空感应熔炼法制备AB3型母体合金，合金锭机械粉碎后，以转速250~300转/分钟球磨60~90分钟，筛分为200~300目的颗粒粉末，即制得AB3型合金；将制得的AB3型合金和聚苯胺按照重量百分比混合：AB3型合金为96~99%，聚苯胺为1~4%，两者之和为100%，混合后再以100~200转/分钟的转速球磨10~30分钟，即制得表面改性的AB3型储氢合金。本发明对作为动力Ni/MH电池负极材料的AB3型储氢合金进行表面改性，获得了具有良好的循环稳定性以及优异动力学性能的合金电极。

Description

一种对AB3型储氢合金进行表面改性的方法
技术领域
本发明属于材料化学以及电化学研究领域，特别涉及聚苯胺对 AB3 型储氢合金Mm0.78Mg0.22Ni2.48Mn0.09Al0.23Co0.47（Mm 为混合稀土，组成的重量百分比为：82.3% La和17.7% Nd）进行表面改性的方法。
背景技术
目前商业化的 Ni/MH 电池负极材料主要用AB5型储氢合金，但其比容量已接近理论值，很难再提高其容量，而市场上的电动自行车、电动汽车以及混合动力车等需要高的比容量、大功率，因此急需开发新的高容量、更大功率的Ni/MH电池负极材料。AB3型储氢合金具有相对较高的放电容量，具有良好的应用前景，但因其表面易氧化，易腐蚀、循环稳定性差，使得其在实际的应用中受到限制。目前对AB3型储氢合金表面改性的研究很多，但有关聚苯胺对储氢合金的改性研究还比较少。
发明内容
本发明的目的是提供一种对AB3型储氢合金Mm0.78Mg0.22Ni2.48Mn0.09Al0.23Co0.47进行表面改性的方法。
本发明的思路：通过加入导电聚苯胺，与AB3 型储氢合金通过球磨来进行表面改性，以提高 AB3型储氢合金电极的循环稳定性。
具体步骤为：
(1)通过真空感应熔炼法制备AB3型Mm0.78Mg0.22Ni2.48Mn0.09Al0.23Co0.47母体合金，合金锭经机械粉碎后，以250~300 转/分钟的转速球磨60~90 分钟，筛分为200~300 目的颗粒粉末，即制得AB3型合金；所述Mm 为混合稀土，组成的重量百分比为：82.3% La和17.7% Nd。
(2)将步骤(1)制得的AB3型合金和聚苯胺按照以下重量百分比混合：步骤(1) 制得的AB3型合金为96~99%，聚苯胺为1~4%，两者之和为100%，混合后再以100~200转/分钟的转速球磨10~30分钟，即制得表面改性的AB3 型储氢合金。
本发明对具有良好应用前景的Ni/MH 电池负极材料AB3型储氢合金进行表面改性，获得了具有良好循环稳定性以及优异动力学性能的储氢合金电极。对于实现高性能Ni/MH 电池的研究和开发具有重要的理论意义和实际价值，并将提升我国在储氢材料方面的竞争力。
具体实施方式
实施例1：
(1)通过真空感应熔炼法制备AB3型Mm0.78Mg0.22Ni2.48Mn0.09Al0.23Co0.47母体合金，合金锭经机械粉碎后，以300转/分钟的转速球磨60分钟，筛分为300 目的颗粒粉末，即制得AB3型合金；所述Mm 为混合稀土，组成的重量百分比为：82.3% La和17.7% Nd。
(2)将步骤(1)制得的AB3型合金和聚苯胺按照以下重量百分比混合：步骤(1) 制得的AB3型合金为99%，聚苯胺为1%，混合后再以150转/分钟的转速球磨20分钟，即制得表面改性的AB3型储氢合金。
将本实施例改性后的AB3型储氢合金制得电极，测定电极的循环稳定性和动力学性能，结果如下：
合金电极最大放电容量从292mAh/g降低为286mAh/g；50 次充放电循环后，合金电极的循环容量保持率从83.3%增加到85.1%，即合金电极的循环性能得到很大改善；合金电极的交换电流密度、极限电流密度和腐蚀电位均得到提高。
实施例2：
(1)通过真空感应熔炼法制备AB3型Mm0.78Mg0.22Ni2.48Mn0.09Al0.23Co0.47母体合金，合金锭经机械粉碎后，以250转/分钟的转速球磨90分钟，筛分为300 目的颗粒粉末，即制得AB3型合金；所述Mm 为混合稀土，组成的重量百分比为：82.3% La和17.7% Nd。
(2)将步骤(1)制得的AB3型合金和聚苯胺按照以下重量百分比混合：步骤(1) 制得的AB3型合金为98%，聚苯胺为2%，混合后再以150转/分钟的转速球磨20分钟，即制得表面改性的AB3型储氢合金。
将本实施例改性后的AB3型储氢合金制得电极，测定电极的循环稳定性和动力学性能，结果如下：
合金电极最大放电容量从292mAh/g降低为272mAh/g；50 次充放电循环后，电极的循环容量保持率从83.3%增加到93.3%，即合金电极的循环性能得到很大改善；合金电极的交换电流密度、极限电流密度和腐蚀电位均得到提高。

Claims (1)

1.一种对AB3型储氢合金进行表面改性的方法，其特征在于具体步骤为：
(1)通过真空感应熔炼法制备AB3型Mm0.78Mg0.22Ni2.48Mn0.09Al0.23Co0.47母体合金，合金锭经机械粉碎后，以250~300 转/分钟的转速球磨60~90 分钟，筛分为200~300 目的颗粒粉末，即制得AB3型合金；所述Mm 为混合稀土，组成的重量百分比为：82.3% La和17.7% Nd；
(2)将步骤(1)制得的AB3型合金和聚苯胺按照以下重量百分比混合：步骤(1) 制得的AB3型合金为96~99%，聚苯胺为1~4%，两者之和为100%，混合后再以100~200转/分钟的转速球磨10~30分钟，即制得表面改性的AB3 型储氢合金。
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