[发明专利]一种无钴无镨钕的低成本AB5型储氢合金

说明书

技术领域

本发明涉及储氢合金领域，尤其涉及一种无钴无镨钕的低成本AB₅型储氢合金。

背景技术

随着稀土价格的持续升高，尤其是镨Pr、钕Nd等稀土金属的大幅度提高，给磁性材料、镍氢电池等稀土下游行业的生产成本带来了极大的压力。尤其是镍氢电池行业，由于面临锂离子电池等其他电池的竞争，已经没有成本上的优势，消费市场面临逐渐萎缩的危险，给行业的发展命运蒙上了阴影。

如何在保持储氢合金性能的前提下，降低储氢合金的生产成本，成为关系镍氢电池行业发展命运的关键所在。传统商用AB₅合金中Pr、Nd的含量约4-7wt.%，Co的含量约5-10 wt.%，这两类金属的价格明显高于合金中的其他金属，其中Pr、Nd的价格约为La、Ce等高丰度稀土价格的4-6倍，金属Co的价格约为金属Ni价格的两倍，约为Mn、Al价格的10-15倍。因此，迫切需要开发无镨Pr、无钕Nd和无钴的储氢合金，以提高镍氢电池行业的市场竞争力。

发明内容

本发明的目的是提供一种无钴无镨钕的低成本AB₅型储氢合金，在满足储氢合金的大电流放电能力、低自放电性能的前提下，使合金中Pr、Nd元素和Co元素的含量降低至0，最大程度地降低生产成本，提高储氢合金的市场竞争力。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种无钴无镨钕的低成本AB₅型储氢合金，其成分组成的化学式表示为：Mm_1-xLa_xNi_aMn_bAl_c，其中，Mm为稀土或混合稀土金属，含有La、Ce、Y、Sm、Gd中的一种或一种以上；x、a、b、c表示摩尔比，其数值范围为：0.5＜x＜1.0、a≥4.0、0＜b＜0.8、0＜c＜0.5、且5.2≤a+b+c≤5.7。

为进一步改善合金的性能，所述成分组成中还包括N_d，化学式表示为：Mm_1-xLa_xNi_aMn_bAl_cN_d，N为Sn、Cr、V、W、Mo中的一种或一种以上；d表示摩尔比，其数值范围为：0＜d≤0.1。

另一种无钴无镨钕的低成本AB₅型储氢合金，其成分组成的化学式表示为：Mm_1-x-yLa_xM_yNi_aMn_bAl_c，其中，Mm为稀土或混合稀土金属，含有La、Ce、Y、Sm、Gd中的一种或一种以上；M为Ti、Zr、Hf、Mg中的一种或一种以上；x、y、a、b、c表示摩尔比，其数值范围为：0.5＜x＜1.0、0＜y≤0.05、a≥4.0、0＜b＜0.8、0＜c＜0.5、且5.2≤a+b+c≤5.7。

为进一步改善合金的性能，所述成分组成中还包括N_d，化学式表示为：Mm_1-x-yLa_xM_yNi_aMn_bAl_cN_d，N为Sn、Cr、V、W、Mo中的一种或一种以上；d表示摩尔比，其数值范围为：0＜d≤0.1。

该储氢合金的在45℃条件下的PCT曲线放氢平台压为0.01-0.06MPa。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该储氢合金具有成本极低、PCT平台压合理、放电容量适中、大电流放电能力极强、低自放电性能好的特点。合金中不含有Pr、Nd和Co元素，市场竞争力极强，可以广泛用于普通镍氢电池、动力型镍氢电池和低自放电镍氢电池等多个镍氢电池应用领域。

附图说明

图1是本发明实施例1 PCT曲线；

图2是本发明实施例1 不同倍率放电曲线图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：

本发明实施例1-实施例25的组分对比见表1。

实施例1-实施例25中的一种无钴无镨钕的低成本AB₅型储氢合金的制备方法，具体操作步骤如下：