本发明专利技术涉及一种Ｌａ－Ｍｇ－Ｎｉ系贮氢电极合金的改性方法，属于金属功能材料技术领域。该方法主要包括以下步骤：将真空悬浮熔炼制得的Ｌａ－Ｍｇ－Ｎｉ系合金，放入反应釜中，然后将反应釜放入加热炉中，将反应釜连同加热炉一起放入０．５～６Ｔ范围内的稳恒强磁场中；将加热炉按照一定升温速度升温到８００～９００℃，保温之后随炉缓冷，合金取出后即可实现对Ｌａ－Ｍｇ－Ｎｉ系合金的改性处理。经过本发明专利技术方法处理的Ｌａ－Ｍｇ－Ｎｉ系合金具有电化学容量高，放电平台性能和放电稳定性好等特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，尤其涉及一种贮氢电极 合金的磁热处理改性方法，属于金属功能材料
技术背景近年来，许多发达国家立法禁止使用污染环境的Ni-Cd电池，这为能量密度高、 耐过充、无污染的Ni/MH电池迎来了新的发展机遇。然而目前已经商业化的稀土系 ABs型CaCu5结构电极合金由于放电容量较低，难以满足实际应用的需要。随着石油 资源价格的逐渐攀升，开发价格低，容量高，寿命长的电极合金显得越来越迫切。近来， 一种新的R-Mg-Ni基(R是稀土或Ca) AB3型电极合金由于成本低，容量 高，有望成为满足市场要求的新一代电极合金。Kadir等研究认为该类合金具有PuNi3 型结构。Kohno等发现La5Mg2Ni23型电极合金Laa7MgQ.3Ni2.8Coa5具有最大的放电容 量，可以达到410mAh/g，但仅在30次充放循环过程中具有较好的稳定性能。Pan等 系统深入的研究了 Lao.7MgQ.3(Ni8.5Co().15)x(x=3.15-3.8)体系合金，发现最大放电容量可 以达到398.4mAh/g，经过50次循环后合金的容量保持率为52.71%，循环性能却有待 提咼°热处理使贮氢合金化学成分更均匀，降低晶格应力，增加贮氢合金电极的有效导 电比表面积，降低电极表面的电荷转移电阻，使贮氢电极合金的平衡压降低，循环性 能更稳定，从而改善贮氢合金电极的电化学性能。磁场作为一种重要的物理场，在贮 氢合金制备和处理中得到了一定程度的应用。Varin等人利用磁场改变球磨过程中磨 球的能量，制备出了性能较好的镁基储氢合金。Li等人在磁场条件下运用氢化燃烧 法成功合成了 Mg2FeH6,该合金在1000s内吸氢量可达6.75wt.y。。 Pan及马建新等对 ABs型合金Lao.9Sm(uNi2.oCo3.0进行了磁处理，研究发现合金的最大放电容量从热处 理的198.5mAh/g增加到磁处理的225.6 mAh/g，最大放电容量磁处理比热处理提高了 13.6。/0。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供。 本专利技术的目的是通过以下技术手段来实现的。，其特征在于它包括如下工艺步骤1) 将La-Mg-Ni合金按照化学计量比配料，然后在真空悬浮熔炼炉中熔炼；2) 将熔炼好的合金置于不锈钢坩锅中，再将坩埚置于反应釜中，抽真空到 5.0xl(T3Pa;将反应釜放入加热炉内，并一同置入磁感应强度为0.5 6T的强磁场 中；3) 将加热炉以5 10°C/min的速度升温到800 900°C，保温l 4h，随炉缓冷至 20(TC以下；4) 将反应釜和加热炉从强磁场中取出，待炉温接近室温时，打开反应釜，取出坩埚， 即可得到磁热处理过的La-Mg-Ni系贮氢电极合金。 上述的强磁场为稳恒强磁场。采用本专利技术磁热处理的La-Mg-Ni贮氢系电极合金，尤其是在850°C IT磁感应强 度下处理的La-Mg-Ni合金放电容量有了极大的提高，同时放电平台性能得到了明显 的改善。本专利技术所涉及的一种贮氢电极合金的磁热处理改性方法，将为改善其他贮氢 电极合金的综合性能提供参考依据。本专利技术方法与现有贮氢电极合金热处理技术相比，具有以下特点1) 合金在处理过程中耗时短(l 4h)，较常规的热处理的时间(一般8 12h)短；2) 贮氢电极合金经过磁热处理后，其放电容量得到了提高，放电曲线更加平坦。 本专利技术方法的设备主要组成为提供稳恒强磁场发生源(超导强磁体)、 一组控温系统(由在磁场下输出直流的整流箱和一个智能控温箱)， 一个密闭隔绝空气的高压反 应釜。本专利技术方法处理的La-Mg-Ni系合金具有容量高、放电平台性能和放电稳定性 好等特点。 附图说明图1本专利技术中强磁场发生装置及处理样品于磁场中的位置示意图。 图中各数字代号表示如下1.试样架2.水冷铜套3.加热炉4.反应釜5.超导磁 体6.控温系统(整流箱和控温器)图2本专利技术方法处理的Lao.67Mgo.33Ni3贮氢电极合金的循环特性曲线，包括铸态下， 85(TC热处理及85(TC和1T磁感应强度的磁热处理(工艺如实施例1所述)图3本专利技术方法处理的Lao.67Mgo.33Ni3贮氢电极合金的放电曲线(工艺如实施例1所 述)图4本专利技术方法处理的Lao.67Mgo.33Ni2.5Qia5贮氢电极合金的循环特性曲线，包括铸态下，850'C热处理及85(TC和4T磁感应强度的磁热处理(工艺如实施例2所述)图5本专利技术方法处理的Lao.67Mgo.33Ni2.5Cuo.5贮氢电极合金放电曲线(工艺如实施例2所述)图6本专利技术方法处理的Lao.67Mgo.33Ni2.5COo.5贮氢电极合金的循环特性曲线，包括铸态下，85(TC热处理及85(TC和1T磁感应强度的磁热处理(工艺如实施例3所述)图7本专利技术方法处理的Lao.67Mgo.33Ni2.5COo.5贮氢电极合金放电曲线(工艺如实施例3所述)具体实施方式下面通过实施例对本专利技术进行详细说明，但本专利技术的方法并不仅限于实施例。 实施例1按照Lao.67Mgo.33Ni3化学剂量比称取纯度大于99.5%的La、 Mg、 Ni金属块共70g 在真空悬浮熔炼炉中熔炼。取熔炼好的金属置于不锈钢坩锅中，再将坩埚置于反应釜 中，抽真空到5.0x10—3Pa。将反应釜置于加热炉中，放入磁感应强度为1T的强磁场 中，利用整流箱输出直流电源，同时利用控温箱控制管式炉升温，升温速度为5'C/min。 温度达到850'C并稳定后保温4h，随即随炉缓冷至20(TC以下。强磁场发生装置及处 理样品于磁场中的位置如附图l所示，将反应釜和加热炉从磁场中取出，待炉温接近 室温时，打开反应釜，取出坩埚，得到磁热处理过的贮氢电极合金。将得到的合金样 品，经机械粉碎后，过200目筛。取过筛后的粉末0.1g与0.4g的羰基镍粉混合。然 后用压样机冷压成直径为10mm、厚度为2.0mm的片状，作为研究电极的负极。用烧 结式Ni(OHVNiOOH作为正极，电解液为6MKOH溶液。首先在活化过程中，将所 有的电极在100mA/g电流密度下充电5h，静置间隔10min，再在同样的电流密度下 放电，截止电压1V。经若干次充-放电循环后，负极达到最高放电容量时，即可判定 其完成了活化过程。在相同的充放电制度下，进行循环特性的测试。如附图2所示， 经850。C磁热处理后的Lao.67Mgo.33Ni3合金最大放电容量为355mAh/g，而经850。C热 处理后，其最大的放电容量仅为228.2 mAh/g。比较可发现，磁热处理将Laa67MgQ.33Ni3 合金的最大放电容量提高了 126.8 mAh/g，提高幅度为55.56%。合金放电曲线如附图 3所示，磁热处理的放电曲线较热处理的曲线平坦且宽广。 实施例2按照Lao.67Mgo.33Ni2.5Cuo.5化学剂量比称取纯度大于99.5。/o的La、 Mg、 Ni、 Cu金 属块共70g在真空悬浮熔炼炉中熔炼。取熔炼好的金属置于不锈钢坩锅中，再将柑埚置于反应釜中，抽真空到5.0xl(T3Pa。将反应釜置于加热炉中，放入磁感应强度为4T 的强磁场中，利用控温箱将加热炉升温，升温速度为5。C/min，升温到850°C，待温 度稳定后，保温lh后，随炉缓冷到20(TC以下取本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Ｌａ－Ｍｇ－Ｎｉ系贮氢电极合金的改性方法，其特征在于它包括如下工艺步骤：１）将Ｌａ－Ｍｇ－Ｎｉ合金按照化学计量比配料，然后在真空悬浮熔炼炉中熔炼；２）将熔炼好的合金置于不锈钢坩锅中，再将坩埚置于反应釜中，抽真空到５．０× １０↑［－３］Ｐａ；将反应釜放入加热炉内，并一同置入磁感应强度为０．５～６Ｔ的强磁场中；３）将加热炉以５～１０℃／ｍｉｎ的速度升温到８００～９００℃，保温１～４ｈ，随炉缓冷至２００℃以下；４）将反应釜和加热炉从强磁场中取出， 待炉温接近室温时，打开反应釜，取出坩埚，即可得到磁热处理过的Ｌａ－Ｍｇ－Ｎｉ系贮氢电极合金。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵显久，李谦，刘静，崔晓阳，李强，林根文，周国治，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。