[发明专利]一种镍氢电池用储氢合金及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及储氢合金技术领域，提供了一种Asubgt;5/subgt;Bsubgt;19/subgt;型La‑Y‑Ni系储氢合金及其制备方法和应用。本发明提供的Asubgt;5/subgt;Bsubgt;19/subgt;型La‑Y‑Ni系储氢合金的化学组成为Lasubgt;5‑x/subgt;Ysubgt;x/subgt;Nisubgt;19‑y/subgt;Rsubgt;y/subgt;，2.78≤x≤3.34，0≤y≤1.5，R为Mn、Al、Co、Zr、Cr、Sc、Ti、V、Nb和Mo中的一种或几种。本发明提供的储氢合金具有良好的电化学活化性能，放电容量高、循环稳定性好、使用寿命长，作为镍氢动力电池负极材料使用具有广阔的应用前景。本发明提供的制备方法产品收率高，条件相对温和，流程简单，可操作性强，适于工业化生产。

技术领域

本发明涉及储氢合金技术领域，尤其涉及一种A₅B₁₉型La-Y-Ni系储氢合金及其制备方法和应用。

背景技术

氢能是一种来源丰富、清洁低碳、灵活高效、应用广泛的二次能源，可以与电能、热能等异质能源品种系统融合、互联互补，是清洁能源体系的重要组成部分，是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体。稀土储氢合金具有将化学能转换为热能或机械能的能量转换功能，已被应用于氢气的固态存储、氢的提纯和同位素分离、热泵、化学催化、制备稀土永磁材料、镍氢(Ni/MH)二次电池等领域。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，但该储氢合金的放电容量仍有待提高。

中国专利CN106854715A公开了一种含钇元素的镧-镁-镍系AB₃型储氢合金及其制备工艺。该储氢合金的化学式为La_aY_bMg_cCa_dNi₉，a、b、c、d分别表示元素之间的原子数比，0＜a≤0.65，0＜b≤0.65，0＜c，0＜d，2.5≤a+b+c+d≤3.5。该储氢合金中含有金属元素Mg，生产成本高，且具有很大的安全隐患。

中国专利CN112342438A公开了一种A₂B₇-A₇B₂₃双相超晶格储气合金及其制备方法。该合金具有A₂B₇和A₇B₂₃双相结构，其中通过感应熔炼和退火热处理得到La_0.61Pr_0.15Mg_0.24Ni_3.27合金，当A₇B₂₃型相的相丰度为15.4％时，合金拥有最大的放电容量413mAh/g；但是，该专利中显示循环100次后，容量就降低到原先的80％，循环性能仍需提高。

研究表明，新型超点阵结构La-YNi系储氢合金电极具有电化学放电容量高、易活化、氢致非晶化倾向小以及可逆吸放氢性能好等特点，作为未来镍氢电池候选负极材料具有较大研发价值。目前对La-YNi系A₂B₇型储氢合金研究报道较多，A₂B₇型储氢合金虽然有较高的电化学放电容量，但其充放电循环稳定性有待提高。

综上所述，目前的储氢合金无法兼顾放电容量和循环性能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种A₅B₁₉型La-Y-Ni系储氢合金及其制备方法和应用。本发明提供的A₅B₁₉型La-Y-Ni系储氢合金放电容量高，循环寿命长，在镍氢电池中具有广阔的应用前景。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：