[发明专利]A5

说明书

本发明公开了一种A₅B₁₉型含钐储氢合金、电池及制备方法。该储氢合金组成为RE_xSm_yNi_{z‑a‑b‑c}Mn_aAl_bM_c；RE选自稀土金属元素中的一种或多种，但不为Sm；M选自Sn、V、Cu、Fe、W、Cr、Zn、Mo和Si中的一种或多种；x、y、z、a、b、c分别表示各元素的摩尔分数；所述储氢合金不含有金属元素Mg；x0，y0.1，x+y＝3；4≥a+b0，2≥c≥0，且13z≥11。该储氢合金具有较高的最大放电容量和使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种A₅B₁₉型含钐储氢合金、电池及制备方法。

背景技术

氢能作为全球能源转型升级的绿色能源，正在逐步成为能源市场的主角。稀土储氢合金作为重要的能源储存和转换材料，与氢反应生成金属氢化物，在特定温度及压力条件下可大量吸氢和放氢，且吸/放氢反应快、可逆性优良，能够实现氢能的规模化开发与利用。稀土储氢合金由于具有优良的电化学性能，已广泛应用于新能源汽车、通讯基站储备电源和便携式电动工具等领域中。

AB_3-3.8型La-Mg-Ni系稀土储氢合金具有较高的电化学容量(约380mAh/g)，但其组成中金属Mg的熔点较低，饱和蒸汽压较高，使得冶金熔炼时极易挥发和产生粉尘爆炸，不仅给制备合金带来很大的安全隐患，同时对控制Mg含量与相组成以及电极与电池性能的一致性带来较大困难。

CN108048693A公开了一种A₅B₁₉型贮氢合金，化学组成为La_0.6Sm_0.2Mg_0.2Ni_3.6-xCo_xAl_y，其中x和y表示摩尔比，x＝0、0.3、1或1.5；y＝0或0.2。该贮氢合金含有金属元素Mg，提高了最大放电容量，但是其第100次循环的容量和电活化性能均不高。CN104513925B公开了一种2H型A₅B₁₉贮氢合金电极材料，其化学组成为La_xM_yMg_zNi_r，式中x、y、z、r为各原子比，且0.6≤x≤0.7、0.1≤y≤0.2、0.1≤z≤0.20、3.70≤r≤3.85；所述M为稀土元素Pr、Nd、Sm或Gd中的一种。该贮氢合金电极材料含有金属元素Mg。

CN101376941A公开了一种贮氢合金，组分成为La_aM_(1-a)Ni_xCu_yFe_zCo_uMn_vAl_w，M表示除镧之外的稀土金属中的至少两种，a、x、y、z、u、v、w分别为La、Ni、Cu、Fe、Co、Mn和Al的摩尔分数，0.4≤a≤0.9，2.5≤x≤3.6，0.4≤y≤1.0，0≤z≤0.2，0＜u≤0.2，0.4≤v≤0.7，0.2≤w≤0.4，4.8≤x+y+z+u+v+w≤5.3。该合金活化周期较长，放电容量较低(约为320mAh/g)。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本申请的发明人进行了深入研究。本发明的一个目的在于提供一种A₅B₁₉型含钐储氢合金，其不含有金属元素Mg，具有较高的最大放电容量。进一步地，该储氢合金具有优异的电活化性能和第100次循环的容量保持率。更进一步地，该储氢合金提高了自放电性能和倍率放电性能。本发明的另一个目的在于提供上述储氢合金的制备方法。本发明的再一个目的在于提供一种电池。本发明采用如下技术方案实现上述目的。

一方面，本发明提供一种A₅B₁₉型含钐储氢合金，其具有式(1)表示的组成：