[发明专利]一种A2B7镍氢电池负极材料及其制备方法有效
申请号: | 201210444590.8 | 申请日: | 2012-11-08 |
公开(公告)号: | CN103066251A | 公开(公告)日: | 2013-04-24 |
发明(设计)人: | 欧阳柳章;李玲玲;朱敏;闵德;王辉;刘江文;陈彦伟;肖方明;孙泰;唐仁衡 | 申请(专利权)人: | 华南理工大学;四会市达博文实业有限公司;广州有色金属研究院 |
主分类号: | H01M4/38 | 分类号: | H01M4/38;H01M4/26;C22C19/03;C22C1/02 |
代理公司: | 广州市华学知识产权代理有限公司 44245 | 代理人: | 裘晖 |
地址: | 510640 广*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 sub 镍氢电池 负极 材料 及其 制备 方法 | ||
技术领域
本发明属于电池及电池储氢材料技术领域,特别涉及一种A2B7镍氢电池负极材料及其制备方法。
背景技术
镍氢电池具有能量密度高、安全性好、无污染、无记忆效应、价格适宜等特点,成为目前最具发展前景的“绿色能源”电池之一,广泛应用于移动电话、照相机、个人电脑等便携式电子产品和电动工具、电动车辆等大功率设备,对于移动应用、节约资源和保护环境具有重要意义。
目前研究的储氢合金负极材料主要有AB5型稀土镍系储氢合金、AB2型Laves相合金等几种类型。AB5型合金最早被用于电极材料,对其研究也最广泛,已成功实现商业化,但储氢容量低,已接近理论极限。AB2型Laves相合金具有储氢量大的特点,但还存在初期活化困难、高倍率放电性能较差以及成本较高等不足之处,有待进一步研究与改善。由于La-Mg-Ni系新型贮氢合金是由CaCu5单元和Laves相单元组成的,因为AB3合金结构和A2B7合金结构可表达为:
AB3=1/3(AB5)+2/3(AB2)
A2B7=(AB5)+(AB2)
新型高容量AB3型和A2B7型合金具有较高的放电容量,但是合金的容量衰减问题仍未解决。因此人们采用了元素替代、热处理等方法来改善AB3型和A2B7合金的综合电化学性能。对于A2B7合金来说,A侧多采用Ce、Pr、Nd进行元素替代,但是Pr、Nd价格太高,其含量直接决定了储氢合金粉的价格。而B侧多采用Co、Mn、Al进行元素替代,但是Co价格约为Ni的2倍,其含量直接影响储氢合金的循环稳定性和储氢合金粉的价格。另外合金中A2B7相含量的高低决定了该合金粉的电化学容量,因此如何提高其相含量是解决的关键技术问题。以往研究中关于Sm对A侧替代的研究较少,从检阅到的文献来看,潘洪革尝试过在AB5中添加极少量Sm,即仅有0.1at%,但是并未观察到任何特别之处。除此之外,未见任何A2B7合金中A侧元素用Sm大量替代La元素的研究报道。
发明内容
本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足,提供一种A2B7镍氢电池负极材料。
本发明的另一目的在于提供所述的A2B7镍氢电池负极材料的制备方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现:一种A2B7镍氢电池负极材料,包括含有如下结构通式的成分:LaxSmyMg2-x-yNizAl7-z,其中0.30≤x≤1.10,0.70≤y≤1.50,5.78≤z≤7.47;
所述的A优选为镧(La)元素、钐(Sm)元素和镁(Mg)元素,所述的B优选为镍(Ni)元素和铝(Al)元素;
所述的A2B7镍氢电池负极材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将金属镧(La)、钐(Sm)、镍(Ni)、镁(Mg)和铝(Al)按摩尔比3.60~11.33:7.33~15.49:70.86~76.70:1.51~3.87:1.36~5.58置于感应熔炼炉坩埚中,抽真空后充入氩气,于1050~1350℃熔炼0.5~3h,得到金属熔炼液;将金属熔炼液注入水冷锭模,冷却,得到合金铸锭;
(2)将步骤(1)的合金铸锭置于保护气氛炉中,抽真空后充入氩气,于850~950℃退火2~8h,得到A2B7镍氢电池负极材料;
步骤(1)中:
所述的抽真空的真空度优选为10-1~10-2Pa;
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