[发明专利]一种改善储氢合金低温电化学性能的表面包覆钯的方法

说明书

本发明提供一种A₂B₇型储氢合金低温电化学性能改善的方法‑包覆钯的表面处理方法。该方法是：通过机械破碎将退火后的A₂B₇型储氢合金进行破碎，用标准分样筛筛选200‑300目之间的合金粉；称取不同质量PdCl₂分别溶于25mlHCl(1ul/L)形成PdCl₂溶液，在常温条件下充分搅拌，直至PdCl₂完全溶解；将1g储氢合金粉分别加入到配好的不同含量的PdCl₂溶液中，常温慢速搅拌，反应时间为2min；待反应完后立即对合金粉进行过滤，将所得的合金粉先用去离子水，再用乙醇清洗，在30℃条件下用真空干燥箱处理4h，即得到所需要的合金粉。本发明的方法处理工艺简单、镀液成分单一、环境污染小。

1.技术领域

本发明涉及一种A₂B₇型储氢合金包覆钯的表面处理方法主要改善合金的低温放电性能，属于镍氢电池用的电极负极材料的表面处理工艺领域。

2.背景技术

镍氢电池由于具有电化学性能好、安全性能高以及无污染等优点，近年来得到人们的广泛关注，尤其是在电子器件和动力汽车等领域。第一代商业化的镍氢电池的负极材料为AB₅型储氢合金，但是由于受其本身晶体结构的限制，其放电容量较低，为320mAh/g。近年来一种新型的La-Mg-Ni系储氢合金由于具有较高的容量(实际放电容量接近400mAh/g)和优异的活化性能，被认为是取代AB₅型储氢合金的候选材料。然而合金的较差的常温循环寿命和低温放电性能限制其应用，尤其是在某些寒冷地区的应用。为了提高储氢合金的综合电化学性能，通常采用表面包覆的方法对其进行改性，表面包覆能提高合金表面的电催化活性、抗腐蚀和抗氧化能力。不同的金属被用来进行表面包覆，在众多的表面镀层的金属中，钯具有优异的电催化活性，有利于氢在合金表面的迁移，这有利于低温放电性能的改善。Willianms通过置换镀在AB₅型合金表面进行钯包覆，研究表明钯包覆能明显吸氢动力学。郭为民报道了化学镀钯的Mn(NiMnCoAl)₅合金电极展现出较好的抗粉化能力，具有较好的循环寿命活化性能。虽然成本低廉的Cu、Ni镀层更有利于产业化，但是Pd及其合金由于具有极强的耐碱腐蚀和极优的电催化活性，其研究对于低温电化学性能，尤其是低温大电流放电性能的改善具有积极的意义。对于La-Mg-Ni基储氢合金，先前的研究主要是集中在化学镀对常温电化学性能的研究，针对此类合金低温以及置换镀的方法研究甚少。与化学镀相比，置换镀的操作工艺简单，无污染，成本低。且本发明对置换镀的工艺进行了调整，减少镀前的活化处理步骤，使得镀层颗粒控制在20-100个纳米之间，致密均匀的分布在合金表面，这对于低温电化学性能的改性具有积极的意义。

3.发明内容

本发明的主要目的是针对现在A₂B₇储氢合金表面包覆化学镀存在的一些问题，以及储氢合金本身低温放电性能差的缺点，提供一种操作简单，环境污染小，成本低的置换镀的表面处理方法。

本发明主要通过以下几个步骤实现：

(1)在0.2MP氩气气氛下采用感应熔炼炉对合金进行熔炼。

(2)对熔炼好的合金在管式退火炉中进行退火处理，退火条件为：1173k，8h。

(3)通过机械破碎将退火后的合金进行破碎，用标准分样筛筛选200-300目之间的合金粉；

(4)称取不同质量PdCl₂分别溶于25ml HCl(1ul/L)形成PdCl₂溶液(相对于原始合金的质量来说，镀液中的Pd²⁺含量控制在x＝1wt.％-3wt.％),在常温条件下充分搅拌，直至PdCl₂完全溶解，形成淡黄色的澄清溶液；