[发明专利]一种含稀土镁硼的镍基储氢合金制备成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合金的制备设备及方法，具体涉及一种含稀土镁硼的镍基储氢合金制备设备及方法，属于合金熔炼领域。

背景技术

清洁、环境友好的氢能的迅速发展，将会使其成为低碳时代“新能源宠儿”。氢能储存材料之一为贮氢合金，而贮氢合金主要作为低排放混合电动车(HEV)用Ni-MH动力电池的负极材料。以贮氢合金为负极材料的Ni/MH二次电池具有耐过充过放能力强，能量密度高，循环寿命好，无公害以及无记忆效应等优点，因而获得了广泛的应用。Ni/MH电池由于其优越的电化学性能因而被认为是极具希望的混合动力车(HEV)的辅助电源。而且中国工业和信息化部在2009年颁布的《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》中就以镍氢电池为辅助动力的混合动力车归类为成熟产品，允许其在全国范围内销售使用，这将为Ni-MH电池的发展和应用带来新的机遇。

中国专利申请号CN200810034113.8公开了一种La-Mg-Ni系贮氢电极合金的改性方法，属于金属功能材料技术领域。该方法主要包括以下步骤：将真空悬浮熔炼制得的La-Mg-Ni系合金，放入反应釜中，然后将反应釜放入加热炉中，将反应釜连同加热炉一起放入0.5～6T范围内的稳恒强磁场中；将加热炉按照一定升温速度升温到800～900℃，保温之后随炉缓冷，合金取出后即可实现对La-Mg-Ni系合金的改性处理。经过本发明方法处理的La-Mg-Ni系合金具有电化学容量高、放电平台性能和放电稳定性好等特点。但是，该发明涉及的稳恒强磁场不容易实现，不利于成批生产。

中国专利申请号CN200810041445.9公开了一种电池电极材料领域的La-Mg-Ni系储氢合金的制备方法，首先设计La-Mg-Ni系储氢合金：(MmxMg(1-x))(NiyCozAlm)n+vTiO2，其中0.6＜x＜0.9 0.6＜y＜1；0.1＜z＜0.3；0.1＜m＜0.3；3.3＜n＜3.8；0.5＜v＜0.7；Mm是至少一种或几种稀土元素的混合；将原料按比例在高频悬浮氩气气氛中感应熔炼，然后将高频悬浮氩气气氛感应熔炼制得的合金锭进行氩气气氛退火得到所需合金锭，氩气环境下机械球磨合金锭，球磨时加少量纳米TiO2粉末。该发明制得的合金具有较高的电化学容量(达到390mAh/g以上)；具有较长的循环寿命；活化性能好；电化学催化性能好；原材料价格合适。但是，该发明涉及的机械球磨法很难成批生产，一定程度上限制了其广泛应用。

中国专利申请号CN200810204031.3公开了一种磁场下烧结制备La-Mg-Ni基AB3型贮氢合金的方法，属于金属功能材料和粉末冶金技术领域。该方法主要包括以下步骤：将La、Mg金属粉或熔盐法制备的中间合金La2Mg与Ni、Co或Cu粉中的一种或两种按AB3的原子摩尔质量比例混合后采用适当工艺预球磨；球磨混合的原料粉经200～500MPa压制成Φ15mm×(3～5)mm的圆饼后放入自制高压反应釜中，反复抽真空后充入0.5MPa氩气；将高压釜置于1～8T稳恒强磁场中加热至610～850℃进行烧结，缓慢降温后可得La-Mg-Ni基AB3型贮氢合金。本发明方法制备的材料具有活性高、成分均匀且杂质含量低等优点。电化学及PCT测试发现该贮氢材料容量高。具有较好的综合性能。但是该发明涉及的粉末状的稀土价格昂贵，成本提高，再者其极易氧化，影响合金的电化学性能。而且在较高的温度烧结时，不能避免Mg的挥发，使合金偏离设计组分。

中国专利申请号CN201510011344.7公开了一种高容量镍氢二次电池的负极制备方法，其中该储氢合金负极的活性材料由以下按原子配比的合金成分组成：La(0.5-a)NdaMgbCocNi(3.3-b-c-d-e)AldNbe，其中a＝0.1-0.15，b＝0.3-0.6，c＝0.2-0.25，d＝0.1-0.15，e＝0.03-0.05，该制备方法包括如下步骤：(1)制备储氢合金粉末，(2)配制负极浆料，(3)负极制备。本发明制备的负极，在储氢合金中的配比中使用能量密度高的钴镁作为主要材料，并添加了用Nd替代部分的La，并添加了Nb，改善了合金的循环稳定性；在负极材料的配料中，配制两种具有不同粒径的储氢合金粉末的浆料，以形成能量密度更高的负极涂层，并在两种浆料中分别加入了导电炭黑和导电碳纳米管以提高负极的导电性能，从而进一步提高了负极的循环稳定性。但是该发明所用的主要材料价格昂贵，而且制备方法较复杂，成批生产很困难。

发明内容