CN1109769C - 一种镁基储氢合金的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种镁基储氢合金的制备方法，属于金属功能材料和二次电池领域，其特点在于将0.3%-55%(重量%)、粒度＜100nm镍粉和0.3%-46%(重量%)、粒度＜1μm金属镁粉为主要原料，添加适量的Co粉或Ti粉，利用模压或等静压成型，然后在氢气、其他惰性气体或真空中烧结，烧结温度为250℃-1250℃，烧结时间为1分钟至20小时，制备成镁基储氢合金。该方法简单、易行，通过该方法生产的镁基储氢合金可以在室温下使用，因此具有实用价值。

Description

一种镁基储氢合金的制备方法
一种镁基储氢合金的制备方法，属于金属功能材料和二次电池领域，
近年来世界燃油价格波动以及汽车工业带来环境质量日益恶化，各国政府在大力开发电动汽车项目，旨在缓解能源危机，保护生存条件。
电动汽车用充电电池成为该类汽车能否实用化的关键，目前最有希望的电池是镍氢电池和燃料电池，镍氢电池中负极材料一储氢合金又是该项目重中之重。
我国是世界上开展储氢合金研究较早国家之一，目前已完成以AB5型储氢合金为主要负极材料的小型电池的规模化生产，而AB5型储氢合金达到300-320mAh/g，从长远的角度来看不能满足动力型电池。
A2B型储氢合金以镁、镍等金属为基础原材料，该类合金和其他类型储氢合金有着很大差别：重量轻、容量大及原材料成本低；但该合金又有很强吸附氢能力，一旦氢被吸附几乎不能释放；吸、放氢反应只能在温度相当高时(约200～300℃)才能进行，同时反应速度很慢，特别是在水溶液中，化学稳定性相当低，这种合金通常粘而硬，很难粉碎。尽管它比其他类型储氢合金吸氢体积大，按重量计算是二到几倍，所以，如果A2B储氢合金存在的问题得到解决，那么不仅能同其他储氢合金一样在同样领域应用，而且还能开辟其他新领域的用途。
八十年代在我国南开大学、北京理工大学曾用化学萃取法制备镁基储氢合金，但该方法局限性大；近些年来，国内外对该类合金的研究基本以机械合金化的方法来制备，他们在旋转的球磨机中，机械能的作用，参与合金化的组元发生变化，冷焊合金原子扩散相变以及化学反应，导致材料在固态下实现合金化并形成各种具有亚稳结构的材料，通过热处理形成纳米合金。
本发明的目的在于提供一种镁基储氢合金的制备方法，该方法简单、易行，通过该方法生产的镁基储氢合金可以在室温下使用，因此具有实用价值。
基于上述发明目的，本发明镁基储氢合金的制备方法，其特征在于将0.3％-55％(重量％)、粒度＜100nm镍粉和0.3％--46％(重量％)、粒度＜1μm金属镁粉为主要原料，添加0--55％(重量％)、粒度＜100nmCo粉或0--62％(重量％)、粒度＜20μmTi粉，利用模压或等静压成型，然后在氢气、其他惰性气体或真空中烧结，烧结温度为250℃-1250℃，烧结时间为1分钟至20小时，制备成镁基储氢合金。
本发明方法的理论依据为：超细粉末(纳米材料)的粒度变细后，粉末的表面曲率变大，具有极高的表面能，粉末表面所产生的表面张力向颗粒内部的压力增加，使得超细粉末(纳米材料)物理性能改变，如熔点下降，可以降低烧结温度，制备大块镁基储氢合金。
与现有技术相比，本发明优点在于：
1、利用纳米材料和粉末冶金技术，制备大块镁基储氢合金，而常规技术方法冶炼镁基合金困难。
2、本发明镁基储氢合金可以在室温下使用，传统镁基储氢合金使用温度在200-300℃，所以具有实用价值。
3、发明是原材料费用低、性能高的动力型镍氢电池用负极材料，给动力型镍氢电池带来新的生命力。
实施例
根据本发明提供的镁基储氢合金的制备方法，加工了三批镁基储氢合金，见表1，然后用这三批镁基储氢合金作动力型电池的负极材料，其性能见表2。
表1
Figure C0012998300041
表2
  批号   储氢合金(％)   导电材料(％)   添加剂(％)   克容量(mAh/g)
  1   Mg2Ni(69)   Ni粉(25)   La2O3(6)   505
  2   Mg1.8Ti0.2Ni(92)   乙炔黑+co粉(6)   NdN(2)   520
  3   Mg2Ni0.5Co0.5(74)   Cu粉(19)   DyO(7)   523

Claims (1)

1、一种镁基储氢合金的制备方法，其特征在于将0.3％-55％(重量％)、粒度＜100nm  镍粉和0.3％--46％(重量％)、粒度＜1μm金属镁粉为主要原料，添加0--55％(重量％)、粒度＜100nmCo粉或0--62％(重量％)、粒度＜20μmTi粉，利用模压或等静压成型，然后在氢气、其他惰性气体或真空中烧结，烧结温度为250℃-1250℃，烧结时间为1分钟至20小时，制备成镁基储氢合金。
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