[发明专利]一种二氧化钛包覆镍-金属氢化物电池负极用稀土储氢合金粉的包覆方法

说明书

本发明公开一种二氧化钛包覆镍‑金属氢化物电池负极用稀土储氢合金粉的包覆方法，涉及镍氢电池负极材料技术领域。本发明通过将稀土储氢材料分散在氟钛酸铵和硼酸的混合溶液中，采用溶胶‑凝胶法对稀土储氢材料进行改性，经过制备钛源溶液、制备悬浊液、包覆反应和包覆物洁净处理的四个步骤，获得二氧化钛包覆的镍‑金属氢化物电池负极用Asubgt;2/subgt;Bsubgt;7/subgt;型稀土储氢合金粉材料。该方法获得的稀土储氢材料，在375mA/g电流密度下循环400次，仍具有218.2mAh/g的容量，展现了比未包覆改性材料更好的循环性能，起到了抑制Asubgt;2/subgt;Bsubgt;7/subgt;型稀土储氢合金粉容量衰减作用，达到了发明目的。

技术领域

本发明属于镍-金属氢化物电池负极材料领域，具体涉及二氧化钛包覆镍-金属氢化物电池负极用稀土储氢合金粉的包覆方法，尤其涉及二氧化钛包覆镍-金属氢化物电池负极用A₂B₇型稀土储氢合金粉的包覆方法。

背景技术

镍-金属氢化物电池(Nickel-Metal Hydrogen Battery)因具有体积能量密度高、低温性能优异、耐过充能力强或无记忆效应等优点，已广泛应用于各种电子设备中。但是商业化的AB₅型合金中Co元素的加入降低了市场竞争力。而A₂B₇型储氢合金与AB₅型相比，尤其是Ln-Mg-Ni系(Ln指混合稀土元素)储氢合金，其中的稀土元素对于镁元素的吸氢能力有类似催化剂的作用，使得该体系合金具有较高的气态储氢量(1.8wt.％)，及良好的活化性能和高倍率放电性能，因此，无论从性能角度还是市场竞争力角度都是应用于镍-金属氢化物电池的候选负极材料。

尽管A₂B₇型储氢合金已经进入实用化阶段，但由于该类合金在强碱溶液中易于氧化腐蚀，导致合金粉化，加速了合金负极的腐蚀和活性物质的流失，最终导致合金负极的容量迅速衰减，循环性能差。因此，对该类合金的制备手段及改性方法仍需要进一步改善，这对提高该类合金的生产技术水平和综合性能具有重要的意义。

近年来，研究人员采取了多种新的技术和新的方法来提高该类储氢合金的综合性能。常用的优化合金体系的方法包括对合金进行元素替代，制备复合合金，调控热处理制度来控制合金成分，改善材料的性能以及利用同离子效应改良阳极区内双电层关键离子的分布等。除此之外，对合金进行表面处理也是一种有效的策略，该方法简单易操作，制造成本低廉，且有利于提高合金在强碱性电解液中的抗腐蚀能力和循环稳定性。二氧化钛(TiO₂)具备低膨胀率、高机械稳定性、及耐酸碱等特点，使其展现出作为良好的复合包覆组分的巨大潜力。如果能将TiO₂相包覆于储氢合金表面，保护负极免受电解质侵袭，抑制副反应，可能获得性能平衡优化过程中利远大于弊的更好的负极活性物质材料。