Pr5Co19与PrNi5两相共存的Pr-Mg-Ni基储氢合金的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种Pr5Co19与PrNi5两相共存的Pr‑Mg‑Ni基储氢合金的制备方法，在充满保护气体的环境下，先将前驱物PrMgNi4和PrNi5分别粉碎研磨并过筛，再将过筛后的PrMgNi4和PrNi5按摩尔比2.0～2.5：1混合；之后将混合粉末在一定压力下冷压制成小片，将小片采用镍金属带包裹焊接密封，之后将密封好的小片置于充有0.01～0.02MPa保护气体的真空管式炉中进行烧结处理；最后将烧结处理后的产物冷却至室温并经粉碎研磨——过筛制得。本发明专利技术方法，工艺简单可行，其制得的储氢合金活化性能较好。

Preparation of Pr-Mg-Ni based hydrogen storage alloys coexisting with Pr5Co19 and PrNi5

The invention provides a preparation method of Pr_Mg_Ni-based hydrogen storage alloy with two phases of Pr5Co19 and PrNi5 coexisting. In the environment full of protective gas, the precursors PrMgNi4 and PrNi5 are crushed, grinded and sifted separately, and then the sifted PrMgNi4 and PrNi5 massol ratio are mixed with 2.0-2.5:1. Then the mixed powder is cold pressed into small pieces under certain pressure, and the small pieces are made of nickel metal strip. After wrapping and welding, the sealed pieces are sintered in a vacuum tube furnace filled with 0.01-0.02 MPa protective gas. Finally, the sintered products are cooled to room temperature and grinded by grinding and sieving. The method of the invention is simple and feasible, and the prepared hydrogen storage alloy has good activation performance.

【技术实现步骤摘要】
Pr5Co19与PrNi5两相共存的Pr-Mg-Ni基储氢合金的制备方法
本专利技术涉及一种Pr5Co19与PrNi5两相共存的Pr-Mg-Ni基储氢合金的制备方法。
技术介绍
储氢合金作为镍氢电池的负极材料，其电化学性能好坏直接影响着电池的容量、电性能等。较常使用的Pr–Mg–Ni基储氢合金，因其自身比较稳定导致合金电极在做电性能测试时活化很慢，为了充分活化，一般会增加充放电活化工序的时间工艺参数，这在一定程度上会增加生产成本。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种工艺简单可行、活化性能较好的Pr5Co19与PrNi5两相共存的Pr-Mg-Ni基储氢合金的制备方法。本专利技术通过以下方案实现：一种Pr5Co19与PrNi5两相共存的Pr-Mg-Ni基储氢合金的制备方法，按以下步骤进行：Ⅰ在充满保护气体的环境下，先将前驱物PrMgNi4和PrNi5分别粉碎研磨并过筛，再将过筛后的PrMgNi4和PrNi5按摩尔比2.0～2.5：1混合；Ⅱ将步骤Ⅰ得到的混合粉末在一定压力下冷压制成小片，将小片采用镍金属带包裹焊接密封，之后将密封好的小片置于充有0.01～0.02MPa保护气体的真空管式炉中进行烧结处理；Ⅲ将步骤Ⅱ烧结处理后的产物冷却至室温并经粉碎研磨——过筛制得Pr5Co19与PrNi5两相共存的Pr-Mg-Ni基储氢合金。所述步骤Ⅱ中的烧结处理工艺为：先将真空管式炉的温度依次升高至600～650℃、700～750℃和800～850℃，并分别在600～650℃、700～750℃、800～750℃下各保温1h，再将真空管式炉的温度升高至950℃并保温96～108h，真空管式炉的升温速率为5～10℃/min。所述步骤Ⅰ中，前驱物PrMgNi4和PrNi5粉碎研磨后过筛的筛网目数为300目，过筛时间一般为20～30min；所述步骤Ⅲ中，烧结处理后的产物粉碎研磨后过筛的筛网为400目，过筛时间一般为20～30min。所述步骤Ⅱ中，混合粉末冷压制成小片的压力为10～12MPa。所述步骤Ⅰ和步骤Ⅱ中，保护气体为氮气、惰性气体中的一种。一般情况下，惰性气体包括氩气、氦气等。本专利技术的Pr5Co19与PrNi5两相共存的Pr-Mg-Ni基储氢合金的制备方法，工艺简单可行、稳定，利用相间催化的作用来改善储氢合金的活化性能。本专利技术方法制备得到的储氢合金的活化性能较好，使用其制作成电池后，电池在充放电循环活化3次左右即可达到电池的最大放电容量，可缩短电池充放电活化时间，降低生产成本。附图说明图1为实施例1方法制得的储氢合金的Rietveld全谱拟合；图2为使用实施例1方法制得的储氢合金制成的负极制成的电池与Pr5Co19型单相Pr-Mg-Ni基储氢合金制成的负极制成的电池的充放电活化循环对比数据；图3为实施例2方法制得的储氢合金的Rietveld全谱拟合；图4为使用实施例2方法制得的储氢合金制成的负极制成的电池与Pr5Co19型单相Pr-Mg-Ni基储氢合金制成的负极制成的电池的充放电活化循环对比数据。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术并不局限于实施例之表述。实施例1一种Pr5Co19与PrNi5两相共存的Pr-Mg-Ni基储氢合金的制备方法，按以下步骤进行：Ⅰ在充满氮气的环境下，先将前驱物PrMgNi4和PrNi5分别粉碎研磨并过300目筛，过筛时间为25min，再将过筛后的PrMgNi4和PrNi5按摩尔比2.0：1混合；Ⅱ将步骤Ⅰ得到的混合粉末在10MPa压力下冷压制成小片，将小片采用镍金属带包裹焊接密封，之后将密封好的小片置于充有0.01Mpa氮气的真空管式炉中进行烧结处理，先将真空管式炉的温度依次升高至600℃、700℃和800℃，并分别在600℃、700℃、800℃下各保温1h，再将真空管式炉的温度升高至950℃并保温96h，真空管式炉的升温速率为10℃/min；Ⅲ将步骤Ⅱ烧结处理后的产物冷却至室温并经粉碎研磨——过400目筛，过筛时间为30min，制得Pr5Co19与PrNi5两相共存的Pr-Mg-Ni基储氢合金。将实施例1方法制得的储氢合金进行XRD测试并将测试数据导入到精修软件Rietica中进行Rietveld全谱拟合，其拟合结果如图1所示，从如图1中可看出，Pr5Co19与PrNi5两相共存，Pr5Co19相质量含量为93％，PrNi5相质量含量为7％。使用实施例1方法制得的储氢合金和Pr5Co19型单相Pr-Mg-Ni基储氢合金分别按某镍氢电池的负极制作工艺制成负极，并分别按相同的工艺制作成电池，使用DC-5电池测试仪进行0.2C充放电活化循环，其对比数据如图2所示，其中“■”表示的是使用Pr5Co19型单相Pr-Mg-Ni基储氢合金制成的负极制成的电池的充放电活化循环曲线，◆表示的是使用实施例1方法制得的储氢合金制成的负极制成的电池的充放电活化循环曲线。从图2中可看出，使用实施例1方法制得的储氢合金制成的负极制成的电池在第3周循环完成后就达到电池的最大放电容量，而使用Pr5Co19型单相Pr-Mg-Ni基储氢合金制成的负极制成的电池在第10周循环完成后才达到电池的最大放电容量，可见实施例1方法制得的储氢合金的活化速度较快。实施例2一种Pr5Co19与PrNi5两相共存的Pr-Mg-Ni基储氢合金的制备方法，其步骤与实施例1中的Pr5Co19与PrNi5两相共存的Pr-Mg-Ni基储氢合金的制备方法，的步骤基本相同，其不同之处在于：1、步骤Ⅰ中，保护气体为氩气，PrMgNi4和PrNi5的摩尔比为2.5：1；2、步骤Ⅱ中，混合粉末冷压制成小片的压力为12MPa，保护气体为氩气，保护气体压力为0.02MPa，烧结处理工艺为：先将真空管式炉的温度依次升高至650℃、750℃和850℃，并分别在650℃、750℃、850℃下各保温1h，再将真空管式炉的温度升高至950℃并保温108h，真空管式炉的升温速率为5℃/min。将实施例2方法制得的储氢合金进行XRD测试并将测试数据导入到精修软件Rietica中进行Rietveld全谱拟合，其拟合结果如图3所示，从如图3中可看出，Pr5Co19与PrNi5两相共存，Pr5Co19相质量含量为90％，PrNi5相质量含量为10％。使用实施例2方法制得的储氢合金和Pr5Co19型单相Pr-Mg-Ni基储氢合金分别按某镍氢电池的负极制作工艺制成负极，并分别按相同的工艺制作成电池，使用DC-5电池测试仪进行0.2C充放电活化循环，其对比数据如图4所示，其中“■”表示的是使用Pr5Co19型单相Pr-Mg-Ni基储氢合金制成的负极制成的电池的充放电活化循环曲线，◆表示的是使用实施例2方法制得的储氢合金制成的负极制成的电池的充放电活化循环曲线。从图4中可看出，使用实施例2方法制得的储氢合金制成的负极制成的电池在第2次循环完成后就达到电池的最大放电容量，而使用Pr5Co19型单相Pr-Mg-Ni基储氢合金制成的负极制成的电池在第10周循环完成后才达到电池的最大放电容量，可见实施例2方法制得的储氢合金的活化速度较快。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Pr5Co19与PrNi5两相共存的Pr‑Mg‑Ni基储氢合金的制备方法，其特征在于：按以下步骤进行：Ⅰ在充满保护气体的环境下，先将前驱物PrMgNi4和PrNi5分别粉碎研磨并过筛，再将过筛后的PrMgNi4和PrNi5按摩尔比2.0～2.5：1混合；Ⅱ将步骤Ⅰ得到的混合粉末在一定压力下冷压制成小片，将小片采用镍金属带包裹焊接密封，之后将密封好的小片置于充有0.01～0.02MPa保护气体的真空管式炉中进行烧结处理；Ⅲ将步骤Ⅱ烧结处理后的产物冷却至室温并经粉碎研磨——过筛制得Pr5Co19与PrNi5两相共存的Pr‑Mg‑Ni基储氢合金。

【技术特征摘要】
1.一种Pr5Co19与PrNi5两相共存的Pr-Mg-Ni基储氢合金的制备方法，其特征在于：按以下步骤进行：Ⅰ在充满保护气体的环境下，先将前驱物PrMgNi4和PrNi5分别粉碎研磨并过筛，再将过筛后的PrMgNi4和PrNi5按摩尔比2.0～2.5：1混合；Ⅱ将步骤Ⅰ得到的混合粉末在一定压力下冷压制成小片，将小片采用镍金属带包裹焊接密封，之后将密封好的小片置于充有0.01～0.02MPa保护气体的真空管式炉中进行烧结处理；Ⅲ将步骤Ⅱ烧结处理后的产物冷却至室温并经粉碎研磨——过筛制得Pr5Co19与PrNi5两相共存的Pr-Mg-Ni基储氢合金。2.如权利要求1所述的Pr5Co19与PrNi5两相共存的Pr-Mg-Ni基储氢合金的制备方法，其特征在于：所述步骤Ⅱ中的烧结处理工艺为：先将真空管式炉的温度依次升高至600～650℃、700～750℃和800～85...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟发平，丁艳巧，匡德志，柳立新，胡向宇，李华，钟巍，
申请(专利权)人：湖南科霸汽车动力电池有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43