[发明专利]一种无镨钕的低成本超长寿命型储氢合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及储氢合金领域，尤其涉及一种无镨钕的低成本超长寿命型储氢合金及其制备方法。

背景技术

随着稀土价格的持续升高，尤其是镨Pr、钕Nd等稀土金属的大幅度提高，给磁性材料、镍氢电池等稀土下游行业的生产成本带来了极大的压力。尤其是镍氢电池行业，由于面临锂离子电池等其他电池的竞争，已经没有成本上的优势，消费市场面临逐渐萎缩的危险，给行业的发展命运蒙上了阴影。

如何在保持储氢合金性能的前提下，降低储氢合金的生产成本，成为关系镍氢电池行业发展命运的关键所在。传统商用长寿命型AB₅合金中Pr、Nd的含量约6-8wt.%，而Pr、Nd的价格约为La、Ce等高丰度稀土价格的4-8倍。因此，迫切需要开发无Pr、无Nd的超长寿命型储氢合金，以提高镍氢电池行业的市场竞争力。

发明内容

本发明的目的是提供一种无镨钕的低成本超长寿命型储氢合金及其制备方法，在满足储氢合金超长循环寿命和低自放电性能的前提下，使合金中Pr、Nd元素的含量降低至0，以最大程度地降低生产成本，提高储氢合金的市场竞争力。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种无镨钕的低成本超长寿命型储氢合金，其组成的化学式为：Mm_1-x-yLa_xCe_yNi_aCo_bMn_cAl_d，其中，Mm为稀土或混合稀土金属，含有La、Ce、Y、Sm、Gd中的一种或一种以上；x、y、a、b、c、d表示摩尔比，其数值范围为：0.2≤x＜0.8、0.2≤y＜0.8、0.5≤x+y＜1.0、a≥3.2、0.3≤b≤1.0、0＜c＜0.8、0.2≤d≤0.5、4.8≤a+b+c+d≤5.3。

为进一步改善合金的性能，所述合金组分中可以包括N，即合金的组成化学式表示为：Mm_1-x-yLa_xCe_yNi_aCo_bMn_cAl_dN_e，N为Sn、Cr、V、W、Mo中的一种或一种以上；e表示摩尔比，其数值范围为：0＜e≤0.1，同时：4.8≤a+b+c+d+e≤5.3。

一种无镨钕的低成本超长寿命型储氢合金，其组成的化学式为：Mm_1-x-y-zLa_xCe_yM_zNi_aCo_bMn_cAl_d，其中，Mm为稀土或混合稀土金属，含有La、Ce、Y、Sm、Gd中的一种或一种以上；M为Ti、Zr、Hf、Mg中的一种或一种以上；x、y、z、a、b、c、d表示摩尔比，其数值范围为：0.2≤x＜0.8、0.2≤y＜0.8、0＜z≤0.05，0.5≤x+y+z＜1.0、a≥3.2、0.3≤b≤1.0、0＜c＜0.8、0.2≤d≤0.5、4.8≤a+b+c+d≤5.3。

为进一步改善合金的性能，所述合金组分中可以包括N,即合金的组成化学式表示为：Mm_1-x-y-zLa_xCe_yM_zNi_aCo_bMn_cAl_dN_e，N为Sn、Cr、V、W、Mo中的一种或一种以上，e表示摩尔比，其数值范围为：0＜e≤0.1，同时，4.8≤a+b+c+d+e≤5.3。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该储氢合金具有成本低、循环寿命极长、PCT平衡压合理、放电容量适中、大电流放电能力优良、低自放电性能好的特点，具有极强的市场竞争力，可以广泛用于普通镍氢电池、长寿命型镍氢电池、动力型镍氢电池和低自放电镍氢电池等多个镍氢电池应用领域。

附图说明

图1是本发明一种无镨钕的低成本超长寿命型储氢合金实施例1 PCT曲线；

图2是本发明一种无镨钕的低成本超长寿命型储氢合金实施例1 循环寿命曲线图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步说明：

本发明实施例1-实施例20的组分对比见表1。