[发明专利]一种稀土钇镍储氢合金及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种稀土钇镍储氢合金及其制备方法和应用，属于储氢材料技术领域。本发明提供的稀土钇镍储氢合金具有A₂B₇型结构，化学组成为RE_xY_yNi_z‑a‑bMn_aAl_b，所述RE为La、Ce、Pr、Nd、Sm和Gd中的一种或几种，x0，y0，x+y＝3且1.6≤y/x≤2.4，0a+b≤1，9.15≤z≤11.85。本发明提供的A₂B₇型稀土钇镍储氢合金不含Mg元素，且通过严格控制RE、Y、Ni、Mn以及Al的配比，保证所述稀土钇镍储氢合金具有良好的放电容量、循环性能以及气态储氢性能。

技术领域

本发明涉及储氢材料技术领域，尤其涉及一种稀土钇镍储氢合金及其制备方法和应用。

背景技术

目前，在镍氢电池上已经得到商业化使用的负极材料主要是AB₅型稀土系储氢合金，但放电容量仍有待提高。新一代A₂B₇型稀土储氢合金引起了研究者们的广泛关注，其在放电容量上较传统AB₅型稀土系储氢合金有更大的优势。

A₂B₇型稀土储氢合金以RE-Mg-Ni系为主，专利CN102383011B公开了一种低成本长寿命稀土镁基贮氢合金，该贮氢合金通式为La_aGd_bMg_cR_1-a-b-cNi_n-d-eAl_dM_e，式中R为除La、Gd外且包括Y的稀土元素、Zr、Ti和Ca元素中的至少一种，M为Fe、Mn、Zn、Cu、Co、V、Nb、Mo、Si元素中的至少一种，a、b、c、d、e、n表示摩尔比，其数值范围为：0.2≤a≤0.9，0b≤0.3，0.05c0.15，0.05d0.15，0≤e≤0.1，3.2≤n≤3.55。该专利的合金成分中必须含有Mg元素，由于活泼金属元素Mg的饱和蒸汽压高，导致稀土储氢合金的成分难以控制；且挥发的Mg经凝固后形成微细镁粉，易燃易爆，存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稀土钇镍储氢合金及其制备方法和应用，本发明提供的稀土钇镍储氢合金不含Mg元素，且具有良好的放电容量和气态储氢性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种稀土钇镍储氢合金，具有A₂B₇型结构，化学组成为RE_xY_yNi_z-a-bMn_aAl_b，所述RE为La、Ce、Pr、Nd、Sm和Gd中的一种或几种，x0，y0，x+y＝3且1.6≤y/x≤2.4，0a+b≤1，9.15≤z≤11.85。

优选地，所述稀土钇镍储氢合金的主相为Ce₂Ni₇型相。

优选地，所述稀土钇镍储氢合金中主相的质量含量≥90％。

优选地，所述稀土钇镍储氢合金的化学组成满足：0.88≤x≤1.15，0.2≤a≤0.6，0.1≤b≤0.5。

优选地，所述稀土钇镍储氢合金的化学组成为以下任一种：

La_1.1Y_1.9Ni_9.5Mn_0.6Al_0.4；

La_0.5Ce_0.5Y₂Ni_9.7Mn_0.5Al_0.3；