專利名稱：：一種低溫鎳氫動(dòng)力電池用貯氫合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種電池用貯氫合金，特別涉及一種低溫電池用貯氫合金。
背景技術(shù)：
：鎳氫電池以其較高的比能量、可快速充放電、無污染和循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。從二次電池的可靠性、安全性、電池材料的資源與環(huán)境問題以及二次電池性能的發(fā)展趨勢(shì)綜合考慮，鎳氫電池是近期和中期混合電動(dòng)車用首選動(dòng)力電池。此外，鎳氫電池也被認(rèn)為是許多新型便攜式軍事電子設(shè)備的可選電源。然而，這些新的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)﹄姵氐拇箅娏鞣烹娦阅芎褪褂脺囟确秶岢隽烁叩囊?。在寒冷地區(qū)及軍事應(yīng)用，要求鎳氫電池在-40。C條件下放電。目前，鎳氫電池主要在04(TC條件下使用，當(dāng)溫度低于O'C，鎳氫電池大電流放電性能急劇下降，當(dāng)溫度低于-20。C時(shí)，鎳氫電池小電流放電容量下降明顯，當(dāng)溫度達(dá)到-40。C，鎳氫電池已基本放不出電。鎳氫電池的低溫放電性能與正負(fù)極材料、隔膜以及電解液都有一定的關(guān)系，但主要取決于貯氫合金的低溫放電性能。中國(guó)專利200410040649.2和200510123747.7均公開了一種用于低溫(低至-40。C)鎳氫電池的無釹稀土貯氫合金Lai.x.yCexPry(NiCoMnAl)5，但未提及貯氫合金的大電流放電性能。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提出一種用于低溫動(dòng)力鎳氫電池的貯氫合金。該忙氫合金不僅可用于在-40°C條件下使用的低溫鎳氫電池，同時(shí)在-20°C條件下仍具有良好的大電流放電性能。本發(fā)明的貯氫合金的組成原子比為L(zhǎng)ai,.zCexPryNdzNiaCobMncAldBe，其中x=0.45~0.60，y=0.050.07，z=0.150.21，a=3.50~3.80，b=0.40~0.65，c=0.25~0.45，d=0.100.35，e=0.05~0.15。所述貯氫合金屬于稀土系A(chǔ)B5型貯氫合金，A側(cè)由富鈰稀土貯氫合金組成，其中含有元素La、Ce、Pr禾nNd，B側(cè)含有元素Ni、Co、Mn、Al和B。通過添加元素B，在貯氫合金中能生成具有高催化活性的CeCo4B型第二相，從而提高貯氫合金的大電流放電性能和低溫放電性能。圖1實(shí)施例4貯氫合金XRD圖2實(shí)施例4貯氫合金PCT曲線(45°C);圖3比較例貯氫合金PCT曲線(45°C);圖4鎳氫電池5C放電曲線。具體實(shí)施例方式根據(jù)合金成分比例，其中稀土元素以富鈰稀土合金的形式，元素B以鎳硼合金的形式添加，其他金屬純度在99.5%以上，將配好的原料用真空快淬爐，抽真空至0.05Pa，然后通氬氣保護(hù)壓力0.05MPa，熔煉并甩成0.050.1mm的貯氫合金片，合金片在900。C條件下熱處理4小時(shí)，冷卻后，經(jīng)機(jī)械球磨制粉，過篩，得到粒度小于0.075mm的貯氫合金粉。按照上述貯氫合金粉制備工藝，得到如表1組成的貯氫合金粉實(shí)施例1~6，比較例采用市售鎳氫電池用貯氫合金粉。表l貯氫合金的組成實(shí)施例組成原子比1La:Ce:Pr:Nd:Ni:Co:Mn:Al:B=0.35:0.45:0.05:0.15:3.70:0.60:0.35:0,25:0.102La:Ce:Pr:Nd:Ni:Co:Mn:Al:B=0.13:0.60:0.07:0.20:3.50:0.65:0.45:0.25:0,153La:Ce:Pr:Nd:Ni:Co:Mn:Al:B=0.26:0.50:0.06:0.18:3.75:0.45:0.40:0.35:0.054La:Ce:Pr:Nd:Ni:Co:Mn:Al:B=0.19:0,55:0.07:0.19:3.80:0.55:0.40:0.15:0.105La:Ce:Pr:Nd:Ni:Co:Mn:Al:B=0.31:0.45:0.06:0,18:3.75:0.65:0.45:0.10:0.156La:Ce:Pr:Nd:Ni:Co:Mn:Al:B=0.18:0.55:0.07:0.20:3.80:0.60:0.30:0.18:0.12比較例La:Ce:Pr:Nd:Ni:Co:Mn:Al=0.25:0.50:0.06:0.19:3.65:0,75:0.40:0.20將貯氫合金粉約0.2g與羰基鎳粉以1:3重量比均勻混合，在250MPa的壓力下制成直徑為15mm的圓片電極作負(fù)極，以容量為1200mAh的燒結(jié)式氫氧化鎳電極作正極，電解液為6mol/L的KOH溶液，組裝成模擬電池，在25"室溫條件下，以0.2C充放電測(cè)試貯氫合金粉的放電比容量，以2C充電，10C放電測(cè)試貯氫合金粉的大電流放電性能及循環(huán)壽命。以模擬電池測(cè)得上述貯氫合金的常溫放電性能如表2所示。從表2可看出，本發(fā)明的貯氫合金粉與比較例貯氫合金粉相比，10C放電比容量明顯提高，具有較好的大電流放電性能。從圖2、圖3的PCT曲線可看出，實(shí)施例4合金粉的PCT平臺(tái)明顯高于比較例貯氫合金，從圖4的電池5C放電曲線可看出，本發(fā)明的貯氫合金的大電流放電平臺(tái)顯著提高。從圖1實(shí)施例4貯氫合金的XRD圖可看出，本發(fā)明的貯氫合金除了由CaCu5相組成外，還含有高催化活性的CeCo4B型第二相。由于高催化活性第二相的存在，大大提高貯氫合金的大電流放電性能和低溫放電性能。表225"C下貯氫合金放電性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>將貯氫合金粉與粘結(jié)劑混合，制作漿料，然后涂布在穿孔鋼帶上，干燥、壓制、裁斷，制得鎳氫電池負(fù)極片；在球形氫氧化亞鎳(含3。/。Zn和l%Co)中加入CoO、粘結(jié)劑，制得槳料，將該漿料填充到發(fā)泡鎳中，干燥、壓制、裁斷，得到鎳氫電池正極。將上述正、負(fù)極與隔膜巻繞，封裝，以3On/。的KOH溶液為電解液，組裝成電池，經(jīng)化成后得到電池，鎳氫電池的理論容量為1500mAh。在25X:室溫條件下，以1C充電，5C放電測(cè)試電池的大電流放電性能。將鎳氫電池以0.5C充2.5小時(shí)，分別在0°C、-20°(:條件下放置5小時(shí)，以0.5C放電至1V，測(cè)試合金粉0。C和-20。C的放電性能，在-40。C條件下放置5小時(shí)后，以0.2C放電至1V，測(cè)試貯氫合金粉-4(TC的放電性能。表3為實(shí)施例和比較例貯氫合金粉組裝的鎳氫電池的低溫放電性能，從表3可看出，本發(fā)明貯氫合金粉的低溫放電性能明顯提高，實(shí)施例4貯氫合金粉組裝的鎳氫電池在-40。C條件下，0.2C放電時(shí)間可達(dá)到202min，達(dá)到其額定放電容量的67.3%。表3鎳氫電池的低溫放電性能<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求1.一種低溫鎳氫動(dòng)力電池用貯氫合金，其特征是組成原子比為L(zhǎng)a1-x-y-zCexPryNdzNiaCobMncAldBe，其中x＝0.45～0.60，y＝0.05～0.07，z＝0.15～0.21，a＝3.50～3.80，b＝0.40～0.65，c＝0.25～0.45，d＝0.10～0.35，e＝0.05～0.15。全文摘要一種低溫鎳氫動(dòng)力電池用貯氫合金。其組成原子比為L(zhǎng)a<sub>1-x-y-z</sub>Ce<sub>x</sub>Pr<sub>y</sub>Nd<sub>z</sub>Ni<sub>a</sub>Co<sub>b</sub>Mn<sub>c</sub>Al<sub>d</sub>B<sub>e</sub>，其中x＝0.45～0.60，y＝0.05～0.07，z＝0.15～0.21，a＝3.50～3.80，b＝0.40～0.65，c＝0.25～0.45，d＝0.10～0.35，e＝0.05～0.15。該貯氫合金能生成具有高催化活性的CeCo<sub>4</sub>B型第二相，從而提高貯氫合金的大電流放電性能和低溫放電性能，不僅可用于在-40℃條件下使用的低溫鎳氫電池，同時(shí)在-20℃條件下仍具有良好的大電流放電性能。文檔編號(hào)C22C19/03GK101320801SQ200810027969公開日2008年12月10日申請(qǐng)日期2008年5月8日優(yōu)先權(quán)日2008年5月8日發(fā)明者盧其云,唐仁衡,能彭,英王,肖方明申請(qǐng)人:廣州有色金屬研究院