[发明专利]一种无钴贮氢合金电极材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无钴贮氢合金电极材料及其制备方法，属于储氢材料技术领域。 

背景技术

通常负极贮氢合金材料性能的好坏，是影响镍氢电池性能的关键因素。目前研究的贮氢合金电极材料主要有AB5型混合稀土系合金、AB2型Laves相合金、Mg基合金、V基固溶体型合金以及La-Mg-Ni系合金等几种类型。AB5型稀土储氢合金因具有综合性能好和价格低廉的优点，广泛用于镍氢电池负极材料的生产，其典型成分为MmNi_3.55Co_0.75Mn_0.4Al_0.3，因受到合金晶体结构（CaCu5型）的限制，其本征贮氢量只有1.4wt%，商品电极合金的放电容量一般只有300-320mAh/g左右，已接近于其理论容量极限(348mAh/g)，难以得到进一步提高，不能适应Ni/MH电池进一步提高能量密度的发展要求。对于其它贮氢合金，从目前的发展状况来看，AB2型合金尚存在初期活化困难及合金的成本较高等问题，而Mg-Ni基合金及V基固溶体合金的循环寿命距实用化的要求还有很大的距离，均有待进一步研究改进。 

La-Mg-Ni系合金的气态贮氢量可达1.8wt%，电化学放电容量可达410mAh/g，较AB5型合金高20%～30%，同时具有较好的活化性能及高倍率放电性能，但是循环稳定性有待改善。主要原因是合金中吸氢元素La和Mg在反应过程中容易发生氧化腐蚀生成La(OH)₃和 Mg(OH)₂，而合金较大的吸氢体积膨胀率使合金在充放电循环中迅速粉化，粉化增大了合金的比表面积又加剧了合金的氧化。由于严重的氧化和粉化现象的存在，La-Mg-Ni系合金电极在充放电循环过程中放电容量表现出迅速衰减的现象，是此系列合金循环稳定性较差的主要原因。 

发明内容

发明目的：为了克服现有La-Mg-Ni系合金电极材料循环稳定性差的不足，本发明提供一种无钴贮氢合金电极材料及其制备方法。 

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的一种无钴贮氢合金电极材料的通式为La_4-xMg_yNi_19-zMn_z，式中0≤x≤0.03，0≤y≤1，0≤z≤2。 

作为优选，所述通式中0.01≤y≤0.03。 

上述无钴贮氢合金电极材料的制备方法包括以下步骤： 

1）将通式La_4-xMg_yNi_19-zMn_z，中各成份按照0≤x≤0.03，0≤y≤1，0≤z≤2的摩尔比配料并混合；

2）将上述原料在惰性气体保护条件下，在磁悬浮真空感应炉中熔炼形成合金；

3) 将合金粉碎后过300目筛，取通过筛网的合金粉末；

4）将筛选后的合金粉末与羟基Ni粉按1:4的质量比混合均匀；

5）将混合物在15～20Mpa压力下冷压成电极片。

作为优选，该制备方法步骤2）中所述的惰性气体为氩气。 

作为优选，该制备方法步骤5）中所述的压力为18MPa。 

有益效果：本发明的一种无钴贮氢合金电极材料通过在传统的La-Mg-Ni系合金中加入Mn，使得合金的各项性能都有一定程度的提高。Mn元素调整了合金吸放氢平台压力，降低滞后，提高合金的动力学性能，改善合金放电容量和高倍率放电性能。本发明的无钴贮氢合金电极材料的制备方法具有操作简单、产物纯度高的优点。 

附图说明

图1是本发明的实施例1的XRD相图； 

图2是本发明的实施例2的XRD相图；

图3是本发明的实施例3的XRD相图；

图4是本发明的实施例4的XRD相图；

图5是本发明的实施例5的XRD相图。

具体实施方式