[发明专利]Ni-MH电池用高容量贮氢电极合金及其制备方法

权利要求书

1.一种Ni-MH电池用高容量贮氢电极合金，其特征在于：所述合金由多组元稀土和锆部分替代镁以及用铜部分替代镍，其成分为：Mg_24-xRE_x-yZr_yNi_12-zCu_z，式中RE为稀土元素，所述稀土元素除稀土元素钇外还必须含有镧、钐、钕、镨、铈中的至少一种；x、y、z为原子比，3<x<8，1<y<3，1<z<5。

2.如权利要求1所述的Ni-MH电池用高容量贮氢电极合金，其特征在于：所述化学式组成的原子比为x：y：z=4：1：3。

3.一种如权利要求1或2所述的Ni-MH电池用高容量贮氢电极合金的制备方法，其特征在于：所述制备方法是在惰性气体保护下采用感应加热熔炼，将熔融合金注入铜铸模，获得圆柱状合金铸锭；将铸锭装入石英管，感应加热融化后，在惰性气体的压力作用下，液态合金通过石英管底部的狭缝喷嘴连续喷落在旋转的水冷铜辊的表面，获得快淬态合金；将破碎的合金粉装入球磨罐抽真空后充入高纯氩气，在全方位行星式高能球磨机中球磨，获得具有纳米晶-非晶结构的合金粉末。

4.如权利要求3所述的Ni-MH电池用高容量贮氢电极合金的制备方法，其特征在于，具体制备步骤包括：

1）、按化学式组成Mg_24-xRE_x-yZr_yNi_12-zCu_z进行配料，式中x、y、z为原子比，3<x<8, 1<y<3, 1<z<5；RE为除稀土元素钇外，还必须含有镧、钐、钕、镨、铈中的至少一种；

2）、将称好的原料采用真空感应炉进行熔炼，首先抽真空至1×10^-2-5×10^-5 Pa，然后通入0.01-0.1 MPa的惰性气体作为保护气体，加热温度1300-1600℃，获得熔融的液态母合金，保持2-6分钟后；直接注入铜模中，获得铸态母合金铸锭；

3）、真空快淬处理：将上述步骤2）制备的铸锭置于底部具有狭缝的石英管内，感应加热到铸锭完全熔融，在保护气体的压力作用下液态合金喷落在线速度为10-40 m/s旋转的水冷铜辊的表面上，获得快淬Mg_24-xRE_x-yZr_yNi_12-zCu_z合金薄片；

4）、将快淬Mg_24-xRE_x-yZr_yNi_12-zCu_z合金薄片机械破碎并过200目筛，装入不锈钢球磨罐，抽真空后充入高纯氩气，在全方位行星式高能球磨机中球磨2-10小时，球料比40:1；转速：350转/分。

5.如权利要求4所述的Ni-MH电池用高容量贮氢电极合金的制备方法，其特征在于，用XRD测试球磨粉末的结构，用高分辨透射电镜HRTEM观察球磨后合金颗粒的形貌及微观结构，并用选区电子衍射SEAD确定球磨合金的晶态。

6.如权利要求4所述的Ni-MH电池用高容量贮氢电极合金的制备方法，其特征在于，将快淬Mg_24-xRE_x-yZr_yNi_12-zCu_z合金薄片通过机械粉碎，过200目筛，获得直径≤74μm的合金粉末，将合金粉末与颗粒直径2.5μm的羰基镍粉按质量比1:4混合均匀，在35MPa的压力下冷压成直径为15mm的圆柱状电极片，用全自动程控模拟电池测试设备测试合金电极的电化学贮氢性能。

7.如权利要求4-6之任一所述的Ni-MH电池用高容量贮氢电极合金的制备方法，其特征在于，所述化学式组成中的镁、稀土在配比时增加5%-10%重量比例的烧损量，原材料的金属纯度≥99.5%。

8.如权利要求7所述的Ni-MH电池用高容量贮氢电极合金的制备方法，其特征在于，保护气体为纯氦气或者氦气+氩气混合气体，所述混合气体的体积比为1:1。

9.如权利要求8所述的Ni-MH电池用高容量贮氢电极合金的制备方法，其特征在于，球磨过程中每球磨3小时停机1小时，去除停机时间球磨2-10小时。