[发明专利]掺Al、Co的A5B19型贮氢合金制备方法

说明书

本发明涉及一种掺Al、Co的A5B19型贮氢合金制备方法，其合金的化学组成为La0.6Sm0.2Ni3.6‑xCoxAly(x＝0,0.3,1,1.5；y＝0,0.2)；且该贮氢合金为多相结构；上述A5B19型单相超晶格贮氢合金电极材料的制备方法主要是采用金属单质为原料，通过真空非自耗熔炼方法制备铸态合金，然后进行球磨。本发明的合金可直接作为镍/金属氢化物电池负极材料使用，合金的最大放电容量在380mAh/g以上，100周充/放电循环后容量保持率在80％以上。

技术领域

本发明涉及一种不同尺寸的掺Al、Co的A5B19型贮氢合金制备方法。

背景技术

氢作为一种绿色洁净能源而受到人们的极大关注。随着化石燃料的日益枯竭以及对环境保护要求的提高，氢能必将成为今后重要的能源之一。

氢能具有燃烧热值高、燃烧产物不会污染环境及资源丰富的优点。氢能的利用中，发展的瓶颈是贮存和运输。传统的高压气体及低温液态储氢设备复杂，体积和重量庞大，且存在很大的安全隐患，不能应用于车载或便携式燃料电池设备。采用金属氢化物贮氢是现有的氢贮存方法中最为安全和高效的。在各类的储氢方式中，金属氢化物具有体积小、容量高、安全、能耗低等显著的优点，是理想的储氢方式。目前广泛使用的LaNi5型合金体积贮氢密度甚至已经超过液态氢的密度，但是因其较低的放电容量，此类电极材料日渐难以满足动力电池的发展需求。为了提高Ni/MH电池市场竞争力和产业优势，开发具有容量高且寿命长的新型负极材料成为关键所在。随着MH-Ni电池应用领域的不断扩大，国际上的研究开发以高能量密度、高功率、长寿命和低成本的MH-Ni电池为目标。由于决定镍氧电池性能的主要关键材料是储氛合金电极，为了推动我国键氧电池的产业化发展，因此进一步的开发出新型高性能、低成本的储氧合金电极材料对具有很重要的意义。

近年来，镧一镁一镍(La-Mg-Ni)系贮氢合金作为Ni/MH负极材料，由于具有较高的放电容量和较好的高倍率放电性能备受关注，然而较差的循环寿命限制了其作为Ni/MH电池负极材料的产业化应用。研究发现，该类贮氢合金是一种超晶格结构合金，它是由[A2B4」和[AB5]亚单元按照一定比例沿C轴堆垛而成的，可分为AB3型(1:1)、A2B7型(1:2)和A5B19型(1:3)超晶格结构，而每种化学组成相同的超晶格结构又根据其包含的[A2B4」亚单元(可以看成是Laves相结构)的不同可分为2H型和3R型，且每种超晶格结构类型的合金电极具有不同的电化学性能特性。其中，A5B19型贮氢合金电极因出色的高倍率性能而受到广泛关注。但是，此类A5B19型贮氢合金电极材料的放电容量和循环稳定性还尚不够令人满意，面临商品化其循环寿命还需进一步提高。

发明内容