储氢合金及其制备工艺制造技术

本发明专利技术揭示了一种储氢合金及其制备工艺，其中储氢合金CaCu5型结构，通式为Ml(Ni

【技术实现步骤摘要】
储氢合金及其制备工艺


[0001]本专利技术涉及合金制备
，具体地，涉及一种储氢合金及其制备工艺。

技术介绍

[0002]随着科技的发展和社会的进步，人们的环保意识也日渐增强，环境污染和能源危机的问题已经受到人们的高度重视，作为绿色能源的高性能电池的研究开发已经成为各国发展的重点。其中，作为民用或混合动力汽车用的镍氢电池备受关注。然而现有的镍氢电池对工作工作温度要求较高，在60℃以上和
‑
20℃以下地区无法保持良好充放电性能，限制了其在不同环境下的使用。在高温、低温下储氢合金负极材料的容量下降较快，对镍氢电池的放电性能的影响较大。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种储氢合金及其制备工艺。
[0004]本专利技术公开的一种储氢合金储氢合金为CaCu5型结构，通式为Ml(Ni
a
Co
b
Mn
c
Al
d
X)，式中，a、b、c、d表示摩尔比，其数值范围分别为：3.9＜a＜4.8，0.3<b＜0.6，0<c<0.3，0<d<0.45，5.0＜a+b+c+d＜5.3，Ml为La、Ce、Pr以及Nd中的一种或多种，X为Y、Zr、Cu以及Er中的一种或多种。
[0005]根据本专利技术一实施方式，储氢合金粒度小于140目。
[0006]根据本专利技术一实施方式，储氢合金在45℃下的放氢平衡压不低于0.10MPa。
[0007]一种制备上述的储氢合金的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
[0008]按通式所示的合金设计成分称取相应的原料；
[0009]将原料放入坩埚中；
[0010]抽真空、烘炉、洗炉，充氩气增压；
[0011]熔炼至原料完全融化，精炼；
[0012]充氩气增压，浇铸并冷却后，获得合金薄片；
[0013]将合金薄片热处理，获得热处理态合金；
[0014]将热处理态合金制粒，得到储氢合金。
[0015]根据本专利技术一实施方式，抽真空、烘炉、洗炉，充氩气增压包括：
[0016]抽真空，使得反应炉内的气压不超过10Pa；
[0017]烘炉、洗炉；
[0018]充氩气至反应炉内的气压达到0.02MPa。
[0019]根据本专利技术一实施方式，熔炼至原料完全融化，精炼包括：
[0020]每5分钟调节一次反应炉熔炼的功率，逐步调节反应炉的功率为50kw、100kw、150kw、200kw、240kw，温度为1450℃
‑
1650℃，熔炼至原料完全熔化；
[0021]精炼3～10分钟。
[0022]根据本专利技术一实施方式，充氩气增压，浇铸并冷却后，获得合金薄片包括：
[0023]充氩气至反应炉内的气压达到0.03～0.05MPa；
[0024]熔融状态的原料浇铸并经水冷铜辊快速冷却，获得合金薄片。
[0025]根据本专利技术一实施方式，合金薄片的厚度为0.1
‑
0.35mm。
[0026]根据本专利技术一实施方式，将合金薄片热处理包括：
[0027]将合金薄片放入退火炉中，在氩气保护气体中，在500～980℃的条件线下，保温5小时热处理。
[0028]根据本专利技术一实施方式，将热处理态合金制粒包括：
[0029]将合金薄片制成粒度小于140目的合金粉末。
[0030]本申请的有益效果在于：通过提高合金放氢平衡压来提高放电中值电压，通过成分调整及热处理使合金具有高于常规储氢合金的放氢平衡压，从而具有高于常规合金的低温性能，通过加入微量元素，使得合金具有较好的高温性能和低温性能；此外，高放氢平衡压使合金在低温状态下的放氢平台能满足放电需要，从而使合金在低温状态下，具有良好的电化学性能；并通过降低合金的Mn含量，使储氢合金在电池体系中Mn含量的析出減少，防止过高的平衡氢压増大合金的自放电性能，从而使合金能在宽温环境下使用的同时，还具有与常规储氢合金相当的自放电性能。
附图说明
[0031]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0032]图1为合金粉末A1的PCT曲线；
[0033]图2为合金粉末A2的PCT曲线；
[0034]图3为低温电池A11 25℃测试曲线；
[0035]图4为低温电池A12 25℃测试曲线；
[0036]图5为低温电池A11
ꢀ‑
35℃测试曲线；
[0037]图6为低温电池A12
ꢀ‑
3525℃测试曲线；
[0038]图7为低温电池A11
ꢀ‑
40℃测试曲线；
[0039]图8为低温电池A12
ꢀ‑
40℃测试曲线；
[0040]图9为低温电池A21 25℃测试曲线；
[0041]图10为低温电池A22 25℃测试曲线；
[0042]图11为低温电池A21
ꢀ‑
35℃测试曲线；
[0043]图12为低温电池A22
ꢀ‑
3525℃测试曲线；
[0044]图13为低温电池A21
ꢀ‑
40℃测试曲线；
[0045]图14为低温电池A22
ꢀ‑
40℃测试曲线。
具体实施方式
[0046]以下将以图式揭露本专利技术的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本专利技术。也就是说，在本专利技术的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
[0047]需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示诸如上、下、左、右、前、后
……
仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0048]另外，在本专利技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本专利技术，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。
[0049]实施例一
[0050]本实施例中的一种储氢合金为CaCu5型结构，通式为Ml(Ni...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储氢合金，其特征在于，所述储氢合金为CaCu5型结构，通式为Ml(Ni
a
Co
b
Mn
c
Al
d
X)，式中，a、b、c、d表示摩尔比，其数值范围分别为：3.9＜a＜4.8，0.3<b＜0.6，0<c<0.3，0<d<0.45，5.0＜a+b+c+d＜5.3，Ml为La、Ce、Pr以及Nd中的一种或多种，X为Y、Zr、Cu以及Er中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的储氢合金，其特征在于，其粒度小于140目。3.根据权利要求1所述的储氢合金，其特征在于，其在45℃下的放氢平衡压不低于0.10MPa。4.一种制备权利要求1所述的储氢合金的工艺，其特征在于，包括以下步骤：按所述通式所示的合金设计成分称取相应的原料；将所述原料放入坩埚中；抽真空、烘炉、洗炉，充氩气增压；熔炼至所述原料完全融化，精炼；充氩气增压，浇铸并冷却后，获得合金薄片；将所述合金薄片热处理，获得热处理态合金；将所述热处理态合金制粒，得到储氢合金。5.根据权利要求4所述的储氢合金的制备工艺，其特征在于，抽真空、烘炉、...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐颖斐，赵原良，
申请(专利权)人：惠州星燚新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：