[发明专利]一种钒基储氢合金及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种钒基储氢合金，属于镍氢电池开发技术领域。该合金的化学式为V₂TiNi_0.5Cr_0.5M_x，其中0＜x≤0.2，M为La、Ce、Y、Sc、Nd、Gd、Er和Yb中的至少一种。本发明考虑到稀土系贮氢合金和钒基贮氢合金的优缺点，采用V、Ti、Cr、Ni为基体合金，稀土中的La、Ce、Y、Sc、Nd、Gd、Er和Yb为改性金属，钒基贮氢合金中引入稀土元素后，一方面能够提高贮氢合金作为镍氢电池负极材料的放电容量，另一方面能够改善合金电极的电化学动力学性能。解决了现有镍氢电池在实际放电容量低和动力学性能方面不足的技术问题。

技术领域

本发明公开了一种钒基储氢合金及其制备方法和用途，属于镍氢电池开发技术领域。

背景技术

镍氢电池是近年来国内外大力研究和发展的一种碱性可充电电池，具有比能量高、不污染环境、无记忆效应以及良好的耐过充过放特性，在通讯数码产品、电动工具、仪器仪表和玩具等领域应用越来越广泛，镍氢电池分为高压镍氢电池和低压镍氢电池。镍氢电池正极活性物质为Ni(OH)₂(称NiO电极)，负极活性物质为金属氢化物，也称储氢合金(电极称储氢电极)。而现有镍氢电池实际放电容量低和动力学性能方面不足表现得更为明显。因此需要开发高容量、动力学性能好的贮氢合金作为镍氢电池负极材料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有镍氢电池放电容量低和动力学性能方面差，造成成本高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种钒基储氢合金，化学式为V₂TiNi_0.5Cr_0.5M_x，其中0＜x≤0.2，M为La、Ce、Y、Sc、Nd、Gd、Er和Yb中的至少一种。

其中，上述合金中所述M为La、Ce和Y中的至少一种。

其中，上述合金中所述化学式中0.02≤x≤0.1。

其中，上述合金中主相是钒基固溶体相，二次相为TiNi相。

其中，上述合金的纯度大于99.9％。

其中，上述合金中的制备方法，将V、Ti、Ni、Cr和M按一定比例混合制得原料，并将原料放于真空非自耗熔炼炉中，抽真空至10^-3Pa后，熔炼合金，水冷后取出即可。

其中，上述合金作为镍氢电池负极材料的用途。

本发明的有益效果是：本发明考虑到稀土系储氢合金和钒基储氢合金的优缺点，采用V、Ti、Cr、Ni为基体合金，稀土中的La、Ce、Y、Sc、Nd、Gd、Er和Yb至少一种为改性金属，钒基储氢合金中引入稀土元素后，一方面能够提高储氢合金作为镍氢电池负极材料的放电容量，另一方面能够改善合金电极的电化学动力学性能。

附图说明

图1为本发明合金电极V₂Ti_0.5Cr_0.5NiLa_x(x＝0.02～0.10)的活化性能曲线；

图2为本发明合金电极V₂Ti_0.5Cr_0.5NiLa_x(x＝0.02～0.10)的高倍率放电性能；

图3为本发明合金V₂Ti_0.5Cr_0.5NiCe_x(x＝0.00～0.10)的循环次数与放电容量关系；

图4为本发明合金电极V₂Ti_0.5Cr0.5NiCe_x(x＝0～0.10)的高倍率放电性能；