[发明专利]A5B19型含钆储氢合金、负极及制备方法

说明书

本发明公开了一种A₅B₁₉型储氢合金、负极及制备方法。该储氢合金的组成式为RE_uGd_vNi_{w‑a‑b‑c}Mn_aAl_bM_c；RE选自稀土金属元素中的一种或多种，但Gd除外；M选自Zn、V、W、Cu、Fe、Sn、Cr、Mo和Si元素中的一种或多种；u、v、w、a、b、c分别表示各元素的摩尔分数；u0，v0.1，u+v＝3；13w≥11，4≥a+b0，2≥c≥0。本发明提高了储氢合金的最大放电容量，延长了储氢合金的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种A₅B₁₉型储氢合金、负极及制备方法。

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。储氢合金是上世纪60年代末发现的一类具有高储氢密度的功能材料。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。稀土储氢合金具有优良的动力学性能和电化学性能，通常用作镍氢(MH-Ni)二次电池负极材料。

CN1072268C公开了一种稀土类金属-镍系吸氢合金。该储氢合金的组成式为(R_1-xL_x)(Ni_1-yM_y)_z；其中R为La、Ce、Pr、Nd或其混合元素；L表示：Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y、Sc、Mg、Ca及其混合元素；M为Co、Al、Mn、Fe、Cu、Zr、Ti、Mo、Si、V、Cr、Nb、Hf、Ta、W、B、C或其混合元素；x、y、z分别为0.05≤x≤0.4；0≤y≤0.5；3.0≤z＜4.5。该储氢合金具有较高的最大放电容量，但是使用寿命和电化学活化性能有待于提高。

CN101376941A公开了一种贮氢合金。该贮氢合金的组分式为La_aM_(1-a)Ni_xCu_yFe_zCo_uMn_vAl_w表示的组成，其中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；0.5≤a≤0.8，2.6≤x≤3.2，0.5≤y≤0.9，0.1≤z≤0.2，0.05≤u≤0.1，0.4≤v≤0.6，0.2≤w≤0.4，4.8≤x+y+z+u+v+w≤5.3。该贮氢合金最大放电容量不佳，活化周期较长。

CN108172807A公开了一种多元素单相A₅B₁₉型超晶格储氢合金电极材料La_1-a-b-c-d-ePr_aNd_bSm_cGd_dMg_eNi_k-x-y-zCo_xAl_yMn_z，a、b、c、d、e、k、x、y和z表示摩尔比，其数值范围为：0≤a≤0.05，0≤b≤0.15，0≤c≤0.20，0≤d≤0.05，0.16≤e≤0.30，3.65≤k≤3.80，0≤x≤0.20，0.05≤y≤0.20，0≤z≤0.20。该贮氢合金电极材料含有金属元素Mg，生产成本高，且具有很大的安全隐患。

发明内容