CN108539155A - 一种利用聚对苯撑改性ab3型储氢合金的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用聚对苯撑改性AB3型储氢合金的方法。通过真空感应熔炼法制备AB3型储氢合金，合金锭机械粉碎后，以转速300r/min球磨60 min，筛分300目合金粉末；在氮气保护下，按摩尔比为8:2:1投入苯、催化剂AlC13和氧化剂CuCl2，搅拌下升温到40℃后恒温2 h，将所得产物冷却、过滤、洗涤、干燥，得到聚对苯撑；将96~99质量份合金粉末与1~4质量份聚对苯撑进行均匀混合，二者质量份之和为100，即实现利用聚对苯撑改性AB3型储氢合金Mm0.94Mg0.06Ni2.91Mn0.11Al0.04Co0.51。本发明中利用具有一定抗腐蚀能力的聚对苯撑对AB3型储氢合金进行改性，电极的最大放电容量能及循环稳定性均提高。

Description

一种利用聚对苯撑改性AB3型储氢合金的方法
技术领域
本发明属于材料化学以及电化学研究领域，特别涉及一种利用聚对苯撑改性AB3型储氢合金Mm0.94Mg0.06Ni2.91Mn0.11Al0.04Co0.51的方法。
背景技术
镍氢电池被认为是具有高功率输出、高倍率性能、寿命长、可靠性好、无毒、无记忆效应、成本低等优点的理想清洁能源。在镍氢电池的研究过程中，新型负极材料一直是关注的焦点。相比于传统储氢合金，AB3型的储氢合金作为镍氢电池的负电极时，因为具有完美的活化性能和优异的放电容量从而更具竞争力。本发明添加聚对苯撑对AB3型合金进行表面改性使其在镍氢电池中具有更好的耐腐蚀性和优良的电化学性能，是一种新型有效的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用聚对苯撑改性AB3型储氢合金Mm0.94Mg0.06Ni2.91Mn0.11Al0.04Co0.51的方法。
本发明的思路：利用聚对苯撑作为改性剂，添加到与AB3型储氢合金中，以提高电极的耐腐蚀性及电化学性能。
具体步骤为：
（1）通过真空感应熔炼法制备AB3型储氢合金Mm0.94Mg0.06Ni2.91Mn0.11Al0.04Co0.51，合金锭机械粉碎后，以转速300r/min球磨60 min，筛分300目合金粉末。
（2）在氮气保护下，按摩尔比为8:2:1投入苯、催化剂AlC13和氧化剂CuCl2，搅拌下升温到40℃后恒温2 h，将所得产物冷却、过滤、洗涤、干燥，得到聚对苯撑。
（3）将96~99质量份步骤（1）制得的合金粉末与1~4质量份步骤（2）制得的聚对苯撑进行均匀混合，二者质量份之和为100，即实现利用聚对苯撑改性AB3型储氢合金Mm0.94Mg0.06Ni2.91Mn0.11Al0.04Co0.51。
本发明中利用具有一定抗腐蚀能力的聚对苯撑对AB3型储氢合金进行改性，电极的最大放电容量能及循环稳定性均提高。
具体实施方式
实施例1：
（1）通过真空感应熔炼法制备AB3型储氢合金Mm0.94Mg0.06Ni2.91Mn0.11Al0.04Co0.51，合金锭机械粉碎后，以转速300r/min球磨60 min，筛分300目合金粉末。
（2）在氮气保护下，按摩尔比为8:2:1投入苯、催化剂AlC13和氧化剂CuCl2，搅拌下升温到40℃后恒温2 h，将所得产物冷却、过滤、洗涤、干燥，得到聚对苯撑。
（3）将99质量份步骤（1）制得的合金粉末与1质量份步骤（2）制得的聚对苯撑进行均匀混合，即实现利用聚对苯撑改性AB3型储氢合金Mm0.94Mg0.06Ni2.91Mn0.11Al0.04Co0.51。
实施例2：
（1）通过真空感应熔炼法制备AB3型储氢合金Mm0.94Mg0.06Ni2.91Mn0.11Al0.04Co0.51，合金锭机械粉碎后，以转速300r/min球磨60 min，筛分300目合金粉末。
（2）在氮气保护下，按摩尔比为8:2:1投入苯、催化剂AlC13和氧化剂CuCl2，搅拌下升温到40℃后恒温2 h，将所得产物冷却、过滤、洗涤、干燥，得到聚对苯撑。
（3）将98质量份步骤（1）制得的合金粉末与2质量份步骤（2）制得的聚对苯撑进行均匀混合，即实现利用聚对苯撑改性AB3型储氢合金Mm0.94Mg0.06Ni2.91Mn0.11Al0.04Co0.51。
实施例3：
（1）通过真空感应熔炼法制备AB3型储氢合金Mm0.94Mg0.06Ni2.91Mn0.11Al0.04Co0.51，合金锭机械粉碎后，以转速300r/min球磨60 min，筛分300目合金粉末。
（2）在氮气保护下，按摩尔比为8:2:1投入苯、催化剂AlC13和氧化剂CuCl2，搅拌下升温到40℃后恒温2 h，将所得产物冷却、过滤、洗涤、干燥，得到聚对苯撑。
（3）将96质量份步骤（1）制得的合金粉末与4质量份步骤（2）制得的聚对苯撑进行均匀混合，即实现利用聚对苯撑改性AB3型储氢合金Mm0.94Mg0.06Ni2.91Mn0.11Al0.04Co0.51。
利用LAND5.3B电池测试系统以及CHI660E电化学工作站对改性后的合金进行测试，结果如下：
（1）添加质量分数为1%、2%、4%的聚对苯撑后，电极最大放电容量从356 mAh/g变化为362 mAh/g（1%聚对苯撑）、358 mAh/g（2%聚对苯撑）和353 mAh/g（4%聚对苯撑），50个循环后的放电容量保持率从83%分别提高到89%、90%、87%。
（2）添加不同质量分数聚对苯撑后，电极交换电流密度从144 mA/g提高到175 mA/g、208 mA/g、185 mA/g。电极的极限电流密度均增加，其中添加4%聚对苯撑，电极从原始的786 mA/g增加到1121 mA/g。电极的腐蚀电位也增加，表明抗腐蚀能力提高。
上述实施例在AB3型储氢合金Mm0.94Mg0.06Ni2.91Mn0.11Al0.04Co0.51中添加不同质量分数的聚对苯撑。由于聚对苯撑具有一定抗腐蚀能力，50个循环后的放电容量保持率提高，同时电极的动力学性能改善。

Claims (1)

1.一种利用聚对苯撑改性AB3型储氢合金的方法，其特征在于具体步骤为：
（1）通过真空感应熔炼法制备AB3型储氢合金Mm0.94Mg0.06Ni2.91Mn0.11Al0.04Co0.51，合金锭机械粉碎后，以转速300r/min球磨60 min，筛分300目合金粉末；
（2）在氮气保护下，按摩尔比为8:2:1投入苯、催化剂AlC13和氧化剂CuCl2，搅拌下升温到40℃后恒温2 h，将所得产物冷却、过滤、洗涤、干燥，得到聚对苯撑；
（3）将96~99质量份步骤（1）制得的合金粉末与1~4质量份步骤（2）制得的聚对苯撑进行均匀混合，二者质量份之和为100，即实现利用聚对苯撑改性AB3型储氢合金Mm0.94Mg0.06Ni2.91Mn0.11Al0.04Co0.51。
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韦玮等: "聚对苯撑的掺杂和导电性能研究", 《功能高分子学报》 *

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