RU2132101C1 - Water-absorbing alloy for manufacturing electrodes - Google Patents

Water-absorbing alloy for manufacturing electrodes Download PDF

Info

Publication number
RU2132101C1
RU2132101C1 RU97122220A RU97122220A RU2132101C1 RU 2132101 C1 RU2132101 C1 RU 2132101C1 RU 97122220 A RU97122220 A RU 97122220A RU 97122220 A RU97122220 A RU 97122220A RU 2132101 C1 RU2132101 C1 RU 2132101C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydrogen
alloy
electrode
absorbing alloy
water
Prior art date
Application number
RU97122220A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Н. Вербецкий
Сунг Джаесук
О.А. Петрий
С.Я. Васина
Чо Сунг-Чул
С.В. Митрохин
А.А. Саламова
Эльшад Алей оглы Мовлаев
Original Assignee
Химический факультет МГУ им.М.В.Ломоносова
Вербецкий Виктор Николаевич
Петрий Олег Александрович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Химический факультет МГУ им.М.В.Ломоносова, Вербецкий Виктор Николаевич, Петрий Олег Александрович filed Critical Химический факультет МГУ им.М.В.Ломоносова
Priority to RU97122220A priority Critical patent/RU2132101C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2132101C1 publication Critical patent/RU2132101C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

FIELD: production of negative electrodes for alkali storage batteries. SUBSTANCE: composition is defined by following equation

Description

Предлагаемое изобретение относится к водородабсорбирующим сплавам, из которых изготавливают отрицательный электрод для щелочных аккумуляторов. В частности, из водородабсорбирующих сплавов изготавливают катод для никель-металлогидридных батарей, применяемых в различных электронных приборах. The present invention relates to hydrogen-absorbing alloys from which a negative electrode for alkaline batteries is made. In particular, a cathode for nickel-metal hydride batteries used in various electronic devices is made from hydrogen-absorbing alloys.

Известен водородабсорбирующий сплав для изготовления электрода общей формулы MmNiaCObAlc, где 3.0≤a≥4.5; 0.3≤b≥1.3; 0.2≤c≥0.8; 4.0≤a+b+x≥5.5, а Mm - смесь редкоземельных элементов [1]. Удельная емкость по водороду указанных сплавов составляет не более 270 мА•ч/г.Known hydrogen-absorbing alloy for the manufacture of an electrode of the general formula MmNi a CO b Al c , where 3.0≤a≥4.5; 0.3≤b≥1.3; 0.2≤c≥0.8; 4.0≤a + b + x≥5.5, and Mm is a mixture of rare earth elements [1]. The specific hydrogen capacity of these alloys is not more than 270 mA • h / g.

Наиболее близким к предложенному является водородабсорбирующий сплав для изготовления электрода общей формулы
MmNix(CoaMnbAlc)y,
где 3.0≤x≥4.3; 0.7≤y≥1.7; 4.3≤(x+y)≥5.5; 0.2≤a≥1.0; 0.2≤b≥0.8; 0.1≤c≥0.5 [2]. Удельная емкость по водороду электродов, изготовленных из этих сплавов, не превышает 270 мА•ч/г.
Closest to the proposed is a hydrogen-absorbing alloy for the manufacture of an electrode of General formula
MmNi x (Co a Mn b Al c ) y ,
where 3.0≤x≥4.3; 0.7≤y≥1.7; 4.3≤ (x + y) ≥5.5; 0.2≤a≥1.0; 0.2≤b≥0.8; 0.1≤c≥0.5 [2]. The specific hydrogen capacity of the electrodes made from these alloys does not exceed 270 mA • h / g.

Решаемой задачей предлагаемого изобретения является получение водородабсорбирующего сплава для электрода с более высокой удельной емкостью по водороду. The problem of the invention is to obtain a hydrogen-absorbing alloy for an electrode with a higher specific hydrogen capacity.

Решаемая задача достигается предлагаемым водородабсорбирующим сплавом для электрода общей формулы
Mm(1-x)LaxNiaCobMnc AldMoy,
где 0.15≤x≤0.25; 3.75≤a≤3.85; 0.2≤b≤0.3; 0.35≤c≤0.45; 0.35≤d≤0.45; 0.02≤y≤0.1; 4.85≤a+b+c+d≤4.95.
The problem to be solved is achieved by the proposed hydrogen-absorbing alloy for an electrode of the general formula
Mm (1-x) La x Ni a Co b Mn c Al d Mo y ,
where 0.15≤x≤0.25; 3.75≤a≤3.85; 0.2≤b≤0.3; 0.35≤c≤0.45; 0.35≤d≤0.45; 0.02≤y≤0.1; 4.85≤a + b + c + d≤4.95.

отличием предлагаемого водородабсорбирующего сплава является дополнительное содержание в нем молибдена при общей формуле
Mm(1-x)LaxNiaCobMnc AldMoy,
где 0.15≤x≤0.25; 3.75≤a≤3.85; 0.2≤b≤0.3; 0.35≤c±0.45; 0.35≤d≤0.45; 0.02≤y≤0.1; 4.85≤a+b+c+d≤4.95.
the difference of the proposed hydrogen-absorbing alloy is the additional content of molybdenum in it with the general formula
Mm (1-x) La x Ni a Co b Mn c Al d Mo y ,
where 0.15≤x≤0.25; 3.75≤a≤3.85; 0.2≤b≤0.3; 0.35≤c ± 0.45; 0.35≤d≤0.45; 0.02≤y≤0.1; 4.85≤a + b + c + d≤4.95.

Введение молибдена в указанных пределах позволяет получить водородабсорбирующий сплав с удельной емкостью по водороду 290-315 мА•ч/г. Увеличение и снижение содержания молибдена приводит к снижению удельной емкости по водороду до ~ 270 мА•ч/г. The introduction of molybdenum within the specified limits allows to obtain a hydrogen-absorbing alloy with a specific hydrogen capacity of 290-315 mA • h / g. An increase and decrease in the molybdenum content leads to a decrease in the specific hydrogen capacity to ~ 270 mA • h / g.

Водородабсорбирующие сплавы готовят сплавлением шихты, содержащей Mm-26.7 - 27.0; La-6.6 - 6.7; Ni-53.1 - 53.9; Co-2.8 - 4.3; Mn-5.2 - 6.0; Al-2.3 - 2.5; Mo-0.5 - 2.3 вес.%. Плавку проводят в индукционной печи на медном водоохлаждаемом поду в атмосфере очищенного аргона. Hydrogen-absorbing alloys are prepared by fusion of a mixture containing Mm-26.7 - 27.0; La-6.6 - 6.7; Ni-53.1-53.9; Co-2.8 - 4.3; Mn-5.2 - 6.0; Al-2.3 - 2.5; Mo-0.5 - 2.3 wt.%. Melting is carried out in an induction furnace on a copper water-cooled hearth in an atmosphere of purified argon.

Полученные сплавы анализируют методом построения P,c-изотерм и электрохимическим методом измерения кривых разряда. The obtained alloys are analyzed by the method of constructing P, c-isotherms and the electrochemical method of measuring discharge curves.

На основе P,c-изотерм определяют равновесное давление водорода, которое для предлагаемых сплавов составляет 0.3 - 0.8 атм при 25oC.Based on the P, c-isotherms, the equilibrium pressure of hydrogen is determined, which for the proposed alloys is 0.3 - 0.8 atm at 25 o C.

Для изготовления электродов полученные водородабсорбирующие сплавы механически измельчают до размера гранул ~70 мкм. Порошок сплава тщательно смешивают с порошком электролитической меди (размер гранул ~ 50 мкм) в соотношении 1:4 и прессуют под давлением 2 т/м2 в таблетки диаметром ~ 0.7 см.For the manufacture of electrodes, the obtained hydrogen-absorbing alloys are mechanically crushed to a granule size of ~ 70 μm. The alloy powder is thoroughly mixed with electrolytic copper powder (granule size ~ 50 μm) in a ratio of 1: 4 and pressed under pressure of 2 t / m 2 into tablets with a diameter of ~ 0.7 cm.

Предложенное изобретение иллюстрируется следующими примерами. The proposed invention is illustrated by the following examples.

Пример 1. Example 1

Шихту, содержащую Mm-26.96; La-6.71; Ni-53.15; Co-4.27; Mn -5.97; Al-2.48; Mo-0.48 вес. %, плавят в индукционной печи на водоохлаждаемом поду в атмосфере аргона. Получают сплав с формулой Mm0.8La0.2Ni3.75Co0.3Mn0.45 Al0.38Mo0.02.A mixture containing Mm-26.96; La-6.71; Ni-53.15; Co-4.27; Mn -5.97; Al-2.48; Mo-0.48 weight. %, melted in an induction furnace on a water-cooled hearth in an argon atmosphere. An alloy is obtained with the formula Mm 0.8 La 0.2 Ni 3.75 Co 0.3 Mn 0.45 Al 0.38 Mo 0.02 .

Полученный слиток сплава механически размельчают до размера гранул ~ 70 мкм. 0.02 г порошка сплава тщательно перемешивают с 0.08 г порошка меди и прессуют под давлением 2 т/м2 в таблетку. Получают электрод.The obtained alloy ingot is mechanically crushed to a granule size of ~ 70 μm. 0.02 g of alloy powder is thoroughly mixed with 0.08 g of copper powder and pressed under pressure of 2 t / m 2 into a tablet. Get an electrode.

Для определения удельной водородоемкости сплава изготовленный электрод укрепляют с помощью Pt-токоотвода в рабочей части 3-электродной электрохимической ячейки, заполненной IM раствором KOH. Вспомогательным электродом служит Pt-проволока. В качестве электрода сравнения служит обратимый водородный электрод в 1 М KOH (ОВЭ). To determine the specific hydrogen intensity of the alloy, the fabricated electrode is strengthened using a Pt current collector in the working part of a 3-electrode electrochemical cell filled with IM KOH solution. The auxiliary electrode is a Pt wire. The reference electrode is a reversible hydrogen electrode in 1 M KOH (OVE).

Электрод заряжают током -4 мА (C/1.5, где C - емкость по водороду в мА•ч/г) в течение 2 ч, а затем разряжают током 1 мА (C/6) до потенциала 0.3 B (ОВЭ). The electrode is charged with a current of -4 mA (C / 1.5, where C is the hydrogen capacity in mA • h / g) for 2 hours, and then discharged with a current of 1 mA (C / 6) to a potential of 0.3 V (OVE).

Удельную водородоемкость сплава рассчитывают из кривой разряда (фиг.1). The specific hydrogen intensity of the alloy is calculated from the discharge curve (Fig. 1).

Процесс заряда-разряда повторяют многократно. Полученные в первых пяти циклах заряда-разряда величины удельной водородоемкости сплава приведены в таблице 1. The charge-discharge process is repeated many times. The specific hydrogen intensity of the alloy obtained in the first five charge-discharge cycles is shown in Table 1.

При увеличении скорости разряда электрода от C/6 до C наблюдают снижение величины удельной водородоемкости на ~ 20%. With an increase in the discharge rate of the electrode from C / 6 to C, a decrease in the specific hydrogen intensity by ~ 20% is observed.

При чередовании процессов заряда-разряда в течение 10 дней не наблюдают существенного снижения разрядной емкости электрода. When alternating charge-discharge processes for 10 days, a significant decrease in the discharge capacity of the electrode is not observed.

Пример 2 проводят аналогично примеру 1, за исключением содержания компонентов в шихте. Example 2 is carried out analogously to example 1, except for the content of components in the mixture.

Шихту, содержащую Mm-26.78; La-6.66; Ni-53.49; Co-3.53; Mn-5.93; Al-2.46; Mo-1.15 вес. %, плавят в индукционной печи на водоохлаждаемом поду в атмосфере аргона. Получают сплав с формулой Mm0.8La0.2Ni3.8Co0.25Mn0.45 Al0.38Mo0.05.A mixture containing Mm-26.78; La-6.66; Ni-53.49; Co-3.53; Mn-5.93; Al-2.46; Mo-1.15 weight. %, melted in an induction furnace on a water-cooled hearth in an argon atmosphere. An alloy is obtained with the formula Mm 0.8 La 0.2 Ni 3.8 Co 0.25 Mn 0.45 Al 0.38 Mo 0.05 .

Полученные в первых пяти циклах заряда-разряда величины удельной водородоемкости сплава приведены в таблице 1. The specific hydrogen intensity of the alloy obtained in the first five charge-discharge cycles is shown in Table 1.

Пример 3 проводят аналогично примеру 1, за исключением содержания компонентов в шихте. Example 3 is carried out analogously to example 1, except for the content of components in the mixture.

Шихту, содержащую Mm-26.72; La-6.65; Ni-53.80; Co-2.82; Mn-5.26; Al-2.45; Mo-2.30 вес. %, плавят в индукционной печи на водоохлаждаемом поду в атмосфере аргона. Получают сплав с формулой Mm0.8La0.2Ni3.8Co0.2Mn0.4 Al0.38Mo0.1.A mixture containing Mm-26.72; La-6.65; Ni-53.80; Co-2.82; Mn-5.26; Al-2.45; Mo-2.30 weight. %, melted in an induction furnace on a water-cooled hearth in an argon atmosphere. An alloy is obtained with the formula Mm 0.8 La 0.2 Ni 3.8 Co 0.2 Mn 0.4 Al 0.38 Mo 0.1 .

Полученные в первых пяти циклах заряда-разряда величины удельной водородоемкости сплава приведены в таблице 1. The specific hydrogen intensity of the alloy obtained in the first five charge-discharge cycles is shown in Table 1.

Таким образом, предложенный водородабсорбирующий сплав для изготовления электрода позволяет повысить удельную емкость по водороду до 290 - 315 мА•ч/г. Thus, the proposed hydrogen-absorbing alloy for the manufacture of the electrode allows to increase the specific hydrogen capacity to 290 - 315 mA • h / g.

Электроды из предложенного водородабсорбирующего сплава легко активируются и могут работать более 500 циклов. Реакции абсорбции и десорбции водорода протекают на них с достаточно высокой скоростью. The electrodes of the proposed hydrogen-absorbing alloy are easily activated and can operate for more than 500 cycles. Hydrogen absorption and desorption reactions proceed at them at a fairly high rate.

Литература:
[1] Пат. США 5 242 766, опубл. 07.09.1993. Кл. 429-59; H 01 M 4/38
[2] Заявка 62-20245 [87 20.245] Япония, опубл. 21.01.1987. Кл. H 01 M 4/38.
Literature:
[1] Pat. US 5,242,766, publ. 09/07/1993. Cl. 429-59; H 01 M 4/38
[2] Application 62-20245 [87 20.245] Japan, publ. 01/21/1987. Cl. H 01 M 4/38.

Claims (1)

Водородабсорбирующий сплав для изготовления электрода, содержащий мишметалл (Mm), никель, кобальт, марганец и алюминий, отличающийся тем, что в состав сплава дополнительно введен молибден при общей формуле
Mm(1-x)LaxNiaCobMncAldMoy, где 0,15 ≤ x ≤ 0,25;
3,75 ≤ a ≤ 3,85;
0,2 ≤ b ≤ 0,3;
0,35 ≤ c ≤ 0,45;
0,35 ≤ d ≤ 0,45;
0,02 ≤ y ≤ 0,1;
4,85 ≤ a + b + c + d + y ≤ 4,95
Hydrogen-absorbing alloy for the manufacture of an electrode containing mischmetal (Mm), nickel, cobalt, manganese and aluminum, characterized in that the alloy composition is additionally introduced molybdenum with the General formula
Mm (1-x) La x Ni a Co b Mn c Al d Mo y , where 0.15 ≤ x ≤ 0.25;
3.75 ≤ a ≤ 3.85;
0.2 ≤ b ≤ 0.3;
0.35 ≤ c ≤ 0.45;
0.35 ≤ d ≤ 0.45;
0.02 ≤ y ≤ 0.1;
4.85 ≤ a + b + c + d + y ≤ 4.95
RU97122220A 1997-12-24 1997-12-24 Water-absorbing alloy for manufacturing electrodes RU2132101C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97122220A RU2132101C1 (en) 1997-12-24 1997-12-24 Water-absorbing alloy for manufacturing electrodes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97122220A RU2132101C1 (en) 1997-12-24 1997-12-24 Water-absorbing alloy for manufacturing electrodes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2132101C1 true RU2132101C1 (en) 1999-06-20

Family

ID=20200850

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97122220A RU2132101C1 (en) 1997-12-24 1997-12-24 Water-absorbing alloy for manufacturing electrodes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2132101C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2499333C1 (en) * 2009-12-04 2013-11-20 Ниссан Мотор Ко., Лтд. Material of positive electrode for electric device and electric device made with its usage
RU2501124C1 (en) * 2009-11-25 2013-12-10 ЭлДжи КЕМ, ЛТД. Cathode based on two types of compounds and lithium secondary battery including it
RU2501125C1 (en) * 2009-11-25 2013-12-10 ЭлДжи КЕМ, ЛТД. Cathode based on two types of compounds and lithium secondary battery including it

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2501124C1 (en) * 2009-11-25 2013-12-10 ЭлДжи КЕМ, ЛТД. Cathode based on two types of compounds and lithium secondary battery including it
RU2501125C1 (en) * 2009-11-25 2013-12-10 ЭлДжи КЕМ, ЛТД. Cathode based on two types of compounds and lithium secondary battery including it
RU2499333C1 (en) * 2009-12-04 2013-11-20 Ниссан Мотор Ко., Лтд. Material of positive electrode for electric device and electric device made with its usage
US8603369B2 (en) 2009-12-04 2013-12-10 Nissan Motor Co., Ltd. Positive electrode material for electrical device, and electrical device produced using same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2680669B2 (en) Hydrogen storage alloy electrode for alkaline storage battery
RU2132101C1 (en) Water-absorbing alloy for manufacturing electrodes
JPH0821379B2 (en) Hydrogen storage electrode
JP2752970B2 (en) Hydrogen storage electrode
JP2595967B2 (en) Hydrogen storage electrode
JPS5944748B2 (en) Chikudenchi
CN1272461C (en) Non crystal state hydrogen storge composite material and its producing method
JPH0685323B2 (en) Hydrogen storage electrode
JPH0650634B2 (en) Hydrogen storage electrode
JPH11217643A (en) New hydrogen storage alloy and hydrogen electrode using the alloy
JP2680566B2 (en) Hydrogen storage electrode
JPH04187733A (en) Hydrogen storage alloy electrode
JP3533766B2 (en) Hydrogen storage alloy electrode and method for producing the same
JP3611450B2 (en) Metal hydride alkaline storage battery
JP3500858B2 (en) Negative electrode for alkaline storage battery and battery using the same
JPH07111151A (en) Hydrogen storage electrode active material
JP2989356B2 (en) Hydrogen storage alloy electrode
CN1272462C (en) Non crystal state hydrogen storage composite materal and its producing method
JP2715434B2 (en) Hydrogen storage alloy electrode
JPH04187734A (en) Hydrogen storage alloy electrode
JPH0650633B2 (en) Hydrogen storage electrode
CN1045029C (en) Laves phase hydrogen storage alloyed electrode with non-dendrite structure and its prepn. method
KR0158034B1 (en) Method for manufacturing electrode for the secondary battery by using the v-ti alloy
JPS60119079A (en) Hydrogen absorption electrode
CN1056018C (en) Hydrogen-storage alloy material used for negative electrode of alkaline cell and making method thereof