AB3型含钇储氢合金、电池及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种AB3型含钇储氢合金、电池及其制备方法。该储氢合金的化学组成为Y

【技术实现步骤摘要】
AB3型含钇储氢合金、电池及制备方法


[0001]本专利技术涉及一种AB3型含钇储氢合金、电池及制备方法。

技术介绍

[0002]稀土
‑
铁基合金的理论容量高，但是合金存在歧化反应，存在多次吸放氢后合金容量急剧衰减，有效吸氢容量低等缺点。CN112899548A公开了一种AB2型钇
‑
锆
‑
铁
‑
铝合金材料，化学通式为Y1‑
x
Zr
x
Fe2‑
y
Al
y
，其中，0.25<x<0.45，0.1<y<0.4。CN108220739A公开了一种含钇稀土储氢材料，组成为Y1‑
x
M
x
Fe3‑
y
N
y
，其中，0≤x≤0.5，0≤y≤1.5，M为La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Zr、Ti、Mg中的一种或两种以上，N为Ni、Co、Mn、Ca中的一种或两种以上。上述储氢合金的多次有效吸氢容量较低。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的一个目的在于提供一种AB3型含钇储氢合金，多次有效吸氢容量较高。本专利技术的另一个目的在于提供上述储氢合金的制备方法。本专利技术的再一个目的在于提供一种电池。本专利技术采用如下技术方案实现上述目的。
[0004]一方面，本专利技术提供一种AB3型含钇储氢合金，其化学组成如式(1)所示：/>[0005]Y
x
R
y
Fe
a
M
b
Al
c
ꢀꢀꢀ
(1)
[0006]其中，Y为钇元素，x表示Y元素的摩尔系数，0.65<x≤0.95；
[0007]其中，R为Sm或Sc元素，y表示R元素的摩尔系数，0.01<y≤0.2；
[0008]其中，x+y＝1.0；
[0009]其中，Fe表示铁元素，a表示Fe元素的摩尔系数，1.0<a≤3.0；
[0010]其中，M为Mn或Cu元素，b表示M元素的摩尔系数，0.01<b≤0.5；
[0011]其中，Al表示铝元素，c表示Al元素的摩尔系数，0.01<c≤0.3；
[0012]其中，2.8<a+b+c≤3.2；
[0013]其中，所述储氢合金中不含Ni、Co和Ca。
[0014]根据本专利技术所述的AB3型含钇储氢合金，优选地，0.7<x≤0.95，0.03<y≤0.15。
[0015]根据本专利技术所述的AB3型含钇储氢合金，优选地，0.75<x≤0.9，0.05<y≤0.15；R为Sm或Sc。
[0016]根据本专利技术所述的AB3型含钇储氢合金，优选地，1.5<a≤3.0，0.02<b≤0.3，0.05<c≤0.2。
[0017]根据本专利技术所述的AB3型含钇储氢合金，优选地，2.0<a≤3.0，0.05<b≤0.2，0.05<c≤0.15，且c≤b。
[0018]根据本专利技术所述的AB3型含钇储氢合金，优选地，所述储氢合金的AB3相的丰度大于85％且小于等于100％。
[0019]根据本专利技术所述的AB3型含钇储氢合金，优选地，其选自如下式之一所示的合金：
[0020]Y
0.9
Sm
0.1
Fe
2.7
Mn
0.2
Al
0.1
，
[0021]Y
0.9
Sc
0.1
Fe
2.7
Cu
0.2
Al
0.15
。
[0022]另一方面，本专利技术还提供如上所述的AB3型含钇储氢合金的制备方法，包括如下步骤：
[0023]1)准备如式(1)组成的原料，将原料置于熔炼装置中进行熔炼，得到熔炼产物；将熔炼产物冷却得到合金；
[0024]2)将合金破碎，然后在1000～1280℃热处理10～95h，得到AB3型含钇储氢合金。
[0025]根据本专利技术所述的制备方法，优选地，热处理的温度为1000～1180℃，热处理的时间为20～95h。
[0026]再一方面，本专利技术还提供一种电池，其包括如上所述的AB3型含钇储氢合金。
[0027]本专利技术的AB3型含钇储氢合金的多次有效吸氢容量得到提高。通过控制金属元素的种类和配比，可以使得AB3相的丰度大于85％，稳定性好。
具体实施方式
[0028]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。
[0029]在本专利技术中，绝对真空度表示容器中的实际压力。相对真空度表示容器压力与1个标准大气压的差值。惰性气体包括氮气或氩气等。
[0030]<储氢合金>
[0031]本专利技术的AB3型含钇储氢合金不含金属元素Ni、Co和Ca。当然，不排除合金中存在微量的Ni、Co和Ca杂质。本专利技术的含钇储氢合金的主相结构为AB3相，且AB3相的丰度大于85％小于等于100％，优选为大于等于87％小于等于100％，更优选为大于等于90％小于等于100％。根据本专利技术的一个具体实施方式，本专利技术的含钇储氢合金的AB3相的丰度为100％。
[0032]本专利技术的AB3型含钇储氢合金的化学组成如式(1)所示：
[0033]Y
x
R
y
Fe
a
M
b
Al
c
ꢀꢀꢀ
(1)。
[0034]根据本专利技术的一个实施方式，本专利技术的储氢合金除了含有一些不可避免的杂质，不再添加其他额外的成分。
[0035]在本专利技术中，Y为钇元素。x表示元素Y的摩尔系数。R为Sm或Sc元素。在某些实施方案中，R为Sm。在另一些实施方案中，R为Sc。y表示元素R的摩尔系数。本专利技术中，x+y＝1.0。
[0036]在本专利技术中，0.65<x≤0.95，优选地，0.7<x≤0.95，更优选地，0.75<x≤0.9，进一步优选地，0.8<x≤0.9。0.01<y≤0.2，优选地，0.03<y≤0.15，更优选地，0.05<y≤0.15。将Y元素、R元素含量调整至本专利技术限定的范围内，有利于改善储氢合金的相结构的稳定性，改善储氢合金的可逆性以及提高储氢量(即有效吸氢容量)。
[0037]在本专利技术中，Fe表示铁元素，a表示Fe元素的摩尔系数。Al表示铝元素，c表示Al元素的摩尔系数。M为Mn或Cu本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种AB3型含钇储氢合金，其特征在于，其化学组成如式(1)所示：Y
x
R
y
Fe
a
M
b
Al
c
ꢀꢀꢀꢀ
(1)其中，Y为钇元素，x表示Y元素的摩尔系数，0.65<x≤0.95；其中，R为Sm或Sc元素，y表示R元素的摩尔系数，0.01<y≤0.2；其中，x+y＝1.0；其中，Fe表示铁元素，a表示Fe元素的摩尔系数，1.0<a≤3.0；其中，M为Mn或Cu元素，b表示M元素的摩尔系数，0.01<b≤0.5；其中，Al表示铝元素，c表示Al元素的摩尔系数，0.01<c≤0.3；其中，2.8<a+b+c≤3.2；其中，所述储氢合金中不含Ni、Co和Ca。2.根据权利要求1所述的AB3型含钇储氢合金，其特征在于，0.7<x≤0.95，0.03<y≤0.15。3.根据权利要求1所述的AB3型含钇储氢合金，其特征在于，0.75<x≤0.9，0.05<y≤0.15。4.根据权利要求1所述的AB3型含钇储氢合金，其特征在于，1.5<a≤3.0，0.02<b≤0.3，0.05<c≤0.2。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玉园，王利，李宝犬，张旭，熊玮，徐津，闫慧忠，周淑娟，李金，何向阳，郑天仓，
申请(专利权)人：包头稀土研究院，
类型：发明
国别省市：