[实用新型]一种生产高容量含镁稀土储氢合金的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种生产高容量含镁稀土储氢合金的装置，采用二次加入镍镁合金的方式，制得的含镁稀土储氢合金成分稳定均匀、容量高、寿命较长、PCT平台压力适中，适合大规模生产，具体属于储氢合金材料技术领域。

背景技术

储氢合金作为镍氢电池的负极材料，其性能对镍氢电池的性能起决定性作用。商业化的AB₅型稀土储氢合金的放电比容量理论上只有372mAh／g，而实际上一般只有300～350mAh／g，容量进一步提高的空间很小，很难适应镍氢电池进一步发展的要求。而La-Mg-Ni系储氢合金具有超晶格结构，其晶胞体积要大于AB₅型合金，可以提供更多可容纳氢的晶格间位置，储氢量要高于AB₅型合金。

然而，La-Mg-Ni系储氢合金中由于含有镁元素，制备过程中需要用到原料镁，而镁熔点低、易挥发。在本技术领域中，传统装料方式是一次性将合金所需的所有原料装入熔炼炉坩埚中，且不通过其他方式再次加入原料。由于镁的熔点低，镁在熔炼加热过程中极易挥发，且挥发量难以控制；同时，由于镁的密度低，熔炼时漂浮在熔液表面，容易造成合金成分不均匀。由此，一方面造成镁原料损失，另一方面造成熔炼后的合金成分偏离目标值，且成分不稳定、分布不均匀，从而影响合金的性能及其稳定性。

针对上述情况，本发明通过采用二次加料盒加入镍镁合金的方式，在合金元素中添加Mg、Co元素，获得成分稳定均匀、容量高、寿命较长、PCT平台压力适中的储氢合金，二次加料操作简单易行，有利于大规模生产。

发明内容

本实用新型一种生产高容量含镁稀土储氢合金的装置包括二次加料盒（1）、坩埚（2）、坩埚浇口（3）、打炉料（4）、感应线圈（5）和坩埚转动轴（6）；坩埚（2）置于真空感应熔炼炉（8）的感应线圈（5）内，坩埚（2）与感应线圈（5）中间的间隙用打炉料（4）填充。二次加料盒（1）借助两个以上螺栓固定在感应线圈（5）顶部的固定点（7）位置，二次加料盒（1）的固定位置与坩埚浇口（3）的位置相对应，且位于坩埚转动轴（6）的两侧。坩埚转动轴（6）的两端与真空感应熔炼炉（8）的内部炉壁相连。

所述的二次加料盒（1）为方形金属容器,其中一个垂直面和顶面为敞口。

所述的二次加料盒（1）的敞口垂直面朝坩埚浇口（3）的方向设置。

所述的坩埚（2）随坩埚转动轴（6）的转动而倾斜的角度可以是0-60°。

本发明的优点有：

采用本实用新型的装置熔炼合金时，造渣少，合金收率高，制备的储氢合金成分稳定均匀，循环寿命在300次以上，放电比容量在380mAh/g以上，PCT平台压力为0.025±0.01MPa。

通过二次加料盒二次加入镍镁合金，可以有效减少镁的挥发，并能控制含镁稀土储氢合金中镁的挥发损耗率在7.0%以内。熔炼操作简便易行，适用于大规模生产。

附图说明

图1：生产高容量含镁稀土储氢合金的装置俯视结构示意图

图中标号：1、二次加料盒；2、坩埚；3、坩埚浇口；4、坩埚打炉料；5、感应线圈；6、坩埚转动轴；7、固定点；8、真空感应熔炼炉。

图2：生产高容量含镁稀土储氢合金的装置主视结构示意图

图中标号：1、二次加料盒；2、坩埚；3、坩埚浇口；4、坩埚打炉料；5、感应线圈；6、坩埚转动轴；8、真空感应熔炼炉。

图3：二次加料盒结构示意图

图中标号：1、二次加料盒；7、固定点。

具体实施方式

实施例1

生产高容量含镁稀土储氢合金的装置包括二次加料盒（1）、坩埚（2）、坩埚浇口（3）、打炉料（4）、感应线圈（5）和坩埚转动轴（6）。坩埚（2）置于真空感应熔炼炉（8）的感应线圈（5）内，坩埚（2）与感应线圈（5）中间的间隙用打炉料（4）填充。二次加料盒（1）借助两个以上螺栓固定在感应线圈（5）顶部的固定点（7）的位置，二次加料盒（1）的固定位置与坩埚浇口（3）相对应，且位于坩埚转动轴（6）的两侧。坩埚转动轴（6）的两端与真空感应熔炼炉（8）的内部炉壁相连。二次加料盒（1）为方形金属容器,其中一个垂直面和顶面为敞口。二次加料盒（1）的敞口垂直面朝坩埚浇口（3）的方向设置。坩埚（2）可以随坩埚转动轴（6）的转动而倾斜，且倾斜的角度为0-60°。

实施例2