[发明专利]电容型镍氢动力电池用球形贮氢合金及其制备方法

说明书

本发明属于稀土功能材料技术领域，具体涉及一种电容型镍氢动力电池用球形贮氢合金及其制备方法。多个外表面包覆亚微米级镁粉的AB₅型贮氢合金在HPMC导电胶水的作用下得到球形产品，其中：HPMC导电胶水包括导电物质、粘结剂和HPMC。亚微米级镁粉颗粒粒度D₅₀≤2微米，D_max≤10微米。AB₅型贮氢合金中加入亚微米级镁粉，经真空热处理、酸洗、纯水洗涤后，再经HPMC导电胶水包覆、喷雾造粒制备而成，本发明能够提高电极的循环使用寿命和合金功率，材料加工性能好，能够实现常压下塑封，可实现大包装，极大的提高生产效率和降低包装成本，具有重要的经济意义。

技术领域

本发明属于稀土功能材料技术领域，具体涉及一种电容型镍氢动力电池用球形贮氢合金及其制备方法。

背景技术

随着城市化进程加快，智能城市建设日新月异，智能交通(如无轨车、高铁、动车、纯电动公交车)成为一个城市或城市间的一大特色，而动力电池作为智能交通的重要部件，要求具有高功率、长寿命、环保可回收、环境适应性宽、高安全性和高能量密度。电容型镍氢动力电池作为车载动力电池中的一种，具有调节平衡镧铈应用、打造稀土高端应用产业链、可快速充放电、耐过充过放能力优良、安全性好等优势，引起了市场的高度关注。

但电容型镍氢动力电池在功率方面还存在一定缺陷，如不能进行50～100C充放电或2000～4000A电流充放电，而负极所使用的的贮氢合金又是决定动力电池功率的重要因素，因此，开发一款具有耐腐蚀性、高催化活性、强反应动力学性和倍率性能的贮氢合金，具有很大的经济意义。

当前应用最广泛的贮氢合金为AB₅型，而AB₅型合金通常需要进行酸、碱等表面处理，才能应用于动力电池，如混合动力车用镍氢电池，其贮氢合金通常经过碱液处理，以使其表面富含镍，提高反应活性，获得较高的功率增长，但此方法对合金颗粒形貌造成较大的损坏，对后续的极片制作工艺增加工程难度；也有单位采用烧结工艺，获得较大的催化活性，但烧结极片存在变形性大，极片必须比较薄，且烧结极片比较脆，机械强度增加的同时，柔性度降低，而贮氢合金在充放电过程中具有较大的膨胀率，缺乏柔性度的烧结极片反而容易粉化，降低电池使用寿命。因此，烧结极片面积比较小，电池质量比能量≤50Wh/Kg，容量≤100Ah，寿命≤500次，应用领域也局限于不计较成本、功率要求特殊的领域，如激光设备。此外，有科研单位进行添加Co₃O₄的AB₅合金的电化学性能研究，比容量具有一定的提高，但Co₃O₄直接加入到合金粉中直接使用，存在分散性差、附着力低、其催化性能难以发挥等问题，因此，合金粉仍需进行表面处理，以提高其倍率性能。

《电池》发表的“添加Co₃O₄的AB₅型贮氢合金的的电化学性能”中将Co₃O₄直接加入合金粉中，直接使用，对合金粉比容量和催化性能有一定作用，但催化性能有限，且附着力不强，分散不均匀。

在AB₅贮氢合金上真空热处理附着纳米级Co₃O₄和CeO₂，制备出AB₅/Co₃O₄/CeO₂(专利CN 103215485 A)，使贮氢合金催化活性有很大的提高，进而提高其电池功率，但其专利不足之处表现在纳米级金属氧化物成本较高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种电容型镍氢动力电池用球形贮氢合金，满足高功率电容型镍氢动力电池用负极电池材料的质量要求，提高电极的循环使用寿命和合金功率，材料加工性能好，实现常压下塑封和大包装，本发明还提供其制备方法，构造出球形形态的贮氢合金。