[发明专利]稀土-钐-镍型储氢合金、负极、电池及制备方法

说明书

本发明公开了一种稀土‑钐‑镍型储氢合金、负极、电池及制备方法。该储氢合金具有如下组成：RE_xSm_yL_zNi_{d‑a‑b‑c}Mn_aAl_bM_c。RE选自La、Ce、Pr、Nd和Sc中的一种或多种元素；L选自Y、Gd中的一种或两种；M选自Cu、Fe、Co、Sn、V、W、Cr、Zn、Mo、Si中的一种或多种元素；x、y、z、d、a、b、c表示各个元素的摩尔分数；x0，y≥0.5，zy，且x+y+z＝6；25≥d≥17；7≥a+b0；5≥c≥0；其中，所述储氢合金不含Mg。本发明的储氢合金自放电少，且电极完全活化需要的循环次数较少。

技术领域

本发明涉及一种稀土-钐-镍型储氢合金、负极、电池及制备方法。

背景技术

稀土储氢材料是一种重要的能源转换材料。随着新能源汽车、智能电网储能以及通信基站储备电源对镍氢电池需求的快速增长，全球稀土储氢材料的市场需求量也将快速增加，对稀土储氢材料的综合性能也提出了更高的要求。与传统的AB5型储氢合金相比，新一代超晶格结构的AB₃、A₂B₇和A₅B₁₉型储氢合金具有更好的电化学性能和更大的储氢容量。目前已经商业化的超晶格RE-Mg-Ni难以控制、挥发的微细镁粉易燃易爆，成为制约该储系稀土储氢合金，含有易挥发、易氧化的Mg，使得制备过程中组成氢合金发展应用的重要问题。

CN109585790A公开的贮氢合金为La_(3.0～3.2)xCe_xZr_ySm_{(1-(4.0～4.2)x-y)}Ni_dCo_uMn_vAl_w；x、y、d、u、v、w为摩尔比，0.14≤x≤0.17；0.02≤y≤0.03；4.60≤d+u+v+w≤5.33；0.10≤u≤0.20；0.25≤v≤0.30；0.30≤w≤0.40。US5496424A公开的贮氢合金为R_1-xA_x(Ni_5-yB_y)_d，R可为La，A可为Sm，B可为Al、Mn，x为0～0.5，y为0～1(不含0)，d为0.8～1.2。上述专利文献仅提供了一种含Sm储氢合金La_0.8Sm_0.2Ni_4.8Mn_0.2。上述贮氢合金中，Sm与La等稀土元素的比例小于1，从而导致电极完全活化需要的循环次数较多。上述贮氢合金中不含Y，导致自放电性能不佳。

CN101376941A公开了化学组成为La_aM_1-aNi_xCu_yFe_dCo_uMn_vAl_w的贮氢合金，M表示除镧之外的稀土金属中的至少两种，a为0.4～0.9，x为2.5～3.6，y为0.4～1.0，d为0～0.2，u为0～0.2(不含0)，v为0.4～0.7，w为0.2～0.4，x+y+d+u+v+w为4.8～5.3。一种贮氢合金为La_0.6Ce_0.2Sm_0.1Ni_3.3Cu_0.7Fe_0.1Co_0.1Mn_0.6Al_0.3，Sm与La和Ce等稀土元素的比例依然较低，从而导致电极完全活化需要的循环次数较多。另一种贮氢合金为La_0.6Ce_0.2Y_0.1Ni_3.3Cu_0.7Fe_0.15Co_0.1Mn_0.6Al_0.35，Y与La和Ce等稀土元素的比例依然较低，从而导致自放电性能不佳。