專利名稱：一種低鈷無鐠釹的低成本AB₅型儲氫合金及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及儲氫合金領域，尤其涉及一種低鈷、無鐠釹的低成本AB5型儲氫合金及其制備方法。
背景技術：
隨著稀土價格的持續(xù)升高，尤其是鐠Pr、釹Nd等稀土金屬的大幅度提高，給磁性材料、鎳氫電池等稀土下游行業(yè)的生產(chǎn)成本帶來了極大的壓力。尤其是鎳氫電池行業(yè)，由于面臨鋰離子電池等其他電池的競爭，已經(jīng)沒有成本上的優(yōu)勢，消費市場面臨逐漸萎縮的危險，給行業(yè)的發(fā)展命運蒙上了陰影。如何在保持儲氫合金性能的前提下，降低儲氫合金的生產(chǎn)成本，成為關系鎳氫電 池行業(yè)發(fā)展命運的關鍵所在。傳統(tǒng)商用AB5合金中Pr、Nd的含量約4-7wt. %,Co的含量約5-10wt. %,這兩類金屬的價格明顯高于合金中的其他金屬,其中Pr、Nd的價格約為La、Ce等高豐度稀土價格的4-6倍。因此，迫切需要開發(fā)低鐠Pr、釹Nd和低鈷的儲氫合金，以提高鎳氫電池行業(yè)的市場競爭力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種低成本AB5型儲氫合金及其制備方法，在滿足儲氫合金的大電流放電能力、低自放電性能的前提下，減少合金中Pr、Nd元素和Co元素的含量，降低生產(chǎn)成本，提高市場競爭力。為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是一種低鈷無鐠釹的低成本AB5型儲氫合金，其組成的化學式為MnvxLaxNiaCobMneAld,其中，Mm 為稀土或混合稀土金屬，含有 La、Ce、Y、Sm、Gd 中的一種或一種以上；X、a、b、C、d表示摩爾比，其數(shù)值范圍為0. 5<x< I.O、a彡4. O、
O< b < O. 3、0 < c < O. 8、0 < d < O. 5,5. 35 ( a+b+c+d 彡 5. 7。為進一步提高合金的性能，所述合金組分中包括N，N為Sn、Cr、V、W、Mo中的一種或一種以上；合金組成化學式為=Mm1^xLaxNiaCobMncAldNej e表示摩爾比，其數(shù)值范圍為0 < e彡O. 1，同時5. 35 ^ a+b+c+d+e ^ 5. I0還有一種低鈷無鐠釹的低成本AB5型儲氫合金，其組成化學式為Mm1IyLaxMyNiaCobMneAld, Mm為稀土或混合稀土金屬，含有La、Ce、Y、Sm、Gd中的一種或一種以上；M為Ti、Zr、Hf、Mg中的一種或一種以上；x、y、a、b、c、d表示摩爾比表示摩爾比,其數(shù)值范圍為0. 5 < X < I. 0、0 < y 彡 O. 05、a 彡 4. 0、0 < b < O. 3、0 < c < O. 8、0 < d < O. 5、5. 35 ( a+b+c+d ( 5. 7。為進一步提高合金的性能，合金組分中還包括N，N為Sn、Cr、V、W、Mo中的一種或一種以上；合金組成化學式為！Mnih-yLaJVIyNi^CObMneAldNe, e表不摩爾比,其數(shù)值范圍為0 < e 彡 O. 1，同時 5. 35 ( a+b+c+d+e ( 5. 7。該儲氫合金的PCT曲線放氫平臺壓為O. 01-0. 06MPa。上述低鈷無鐠釹的低成本AB5型儲氫合金的制備方法，具體操作步驟如下
I)按照化學式進行配料，將配好的金屬原料放入真空熔煉爐的坩堝中；2)真空熔煉爐抽真空至壓力< O. 5Pa，向真空感應熔煉爐內(nèi)充入惰性氣體，控制充氣壓力為-O. IMPa -O. 06MPa ；3)真空熔煉爐開始加熱至1200-1700°C，當爐內(nèi)物料熔化均勻后，停止加熱；4)當熔液達到1150-1550°C后，澆鑄至水冷?；蚶鋮s輥，冷卻成厚度IO-IOOmm的合金錠或厚度O. 1-0. 5mm的合金片；5)將熔煉好的合金塊或合金片放入真空熱處理爐中進行熱處理，熱處理過程在惰性氣體的保護下進行，熱處理溫度為800 1200°C，保溫時間為3 30小時；6)將合金塊或合金片經(jīng)低溫液氮冷卻沖擊磨或氣流磨制粉，制成平均粒徑為 30 80um的儲氫合金粉。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是該儲氫合金具有成本低、PCT平臺壓合理、放電容量適中、大電流放電能力強、低自放電性能好的特點。合金中不含有Pr、Nd元素、Co元素的含量< 3wt. %，市場競爭力極強，可以廣泛用于普通鎳氫電池、動力型鎳氫電池和低自放電鎳氫電池等多個鎳氫電池應用領域。


圖I是本發(fā)明低鈷無鐠釹的低成本AB5型儲氫合金實施例IPCT曲線；圖2是本發(fā)明低鈷無鐠釹的低成本AB5型儲氫合金實施例I不同倍率放電曲線圖。
具體實施例方式下面對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步說明 本發(fā)明實施例I-實施例25的組分對比見表I。表I
權利要求
1.一種低鈷無鐠釹的低成本AB5型儲氫合金，其特征在于，其組成的化學式為MivxLaxNiaCobMneAld,其中，Mm為稀土或混合稀土金屬，含有La、Ce、Y、Sm、Gd中的一種或一種以上；x、a、b、C、d表示摩爾比，其數(shù)值范圍為0. 5 < X < I. 0、a≥4. 0、0 < b < 0. 3、0< c < 0. 8、0 < d < 0. 5、5. 35 ^ a+b+c+d ^ 5. 7。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種低鈷無鐠釹的低成本AB5型儲氫合金，其特征在于，所述合金組分中包括N，N為Sn、Cr、V、W、Mo中的一種或一種以上；合金組成化學式為=MivxLaxNiaCobMncAldNe, e表示摩爾比，其數(shù)值范圍為0<e≤0. 1，同時.5.35 ≤ a+b+c+d+e ≤ 5. I0
3.一種低鈷無鐠釹的低成本AB5型儲氫合金，其特征在于，其組成化學式為Mm1IyLaxMyNiaCobMneAld, Mm為稀土或混合稀土金屬，含有La、Ce、Y、Sm、Gd中的一種或一種以上；M為Ti、Zr、Hf、Mg中的一種或一種以上；x、y、a、b、c、d表示摩爾比表示摩爾比,其數(shù)值范圍為0. 5 < X < I. 0、0 < y ≥ 0. 05、a ≥ 4. 0、0 < b < 0. 3、0 < c < 0. 8、0 < d < 0. 5、.5.35 ≤ a+b+c+d ≤ 5. I0
4.根據(jù)權利要求3所述的一種低鈷無鐠釹的低成本AB5型儲氫合金，其特征在于，合金組分中還包括N，N為Sn、Cr、V、W、Mo中的一種或一種以上；合金組成化學式為rMmmLaxMyN^CObMr^AldNe，e表示摩爾比，其數(shù)值范圍為0<e彡0. 1，同時.5.35 ≤ a+b+c+d+e ≤ 5. I0
5.根據(jù)權利要求I或3所述的一種低鈷無鐠釹的低成本AB5型儲氫合金，其特征在于，該儲氫合金的PCT曲線放氫平臺壓為0. 01-0. 06MPa。
6.權利要求I或3所述一種低鈷無鐠釹的低成本AB5型儲氫合金的制備方法，其特征在于，具體操作步驟如下 1)按照化學式進行配料，將配好的金屬原料放入真空熔煉爐的坩堝中； 2)真空熔煉爐抽真空至壓力<0. 5Pa，向真空感應熔煉爐內(nèi)充入惰性氣體，控制充氣壓力為-0. IMPa -0. 06MPa ； 3)真空熔煉爐開始加熱至1200-1700°C，當爐內(nèi)物料熔化均勻后，停止加熱； 4)當熔液達到1150-1550°C后，澆鑄至水冷?；蚶鋮s輥，冷卻成厚度IO-IOOmm的合金錠或厚度0. 1-0. 5mm的合金片； 5)將熔煉好的合金塊或合金片放入真空熱處理爐中進行熱處理，熱處理過程在惰性氣體的保護下進行，熱處理溫度為800 1200°C，保溫時間為3 30小時； 6)將合金塊或合金片經(jīng)低溫液氮冷卻沖擊磨或氣流磨制粉，制成平均粒徑為30 80um的儲氫合金粉。
全文摘要
本發(fā)明涉及儲氫合金領域，尤其涉及一種低鈷、無鐠釹的低成本AB5型儲氫合金及其制備方法，其特征在于，其組成的化學式為Mm1-xLaxNiaCobMncAld，其中，Mm為稀土或混合稀土金屬，含有La、Ce、Y、Sm、Gd中的一種或一種以上；x、a、b、c、d表示摩爾比，其數(shù)值范圍為0.5＜x＜1.0、a≥4.0、0＜b＜0.3、0＜c＜0.8、0＜d＜0.5、5.35≤a+b+c+d≤5.7。所述合金組分中包括N,N為Sn、Cr、V、W、Mo中的一種或一種以上；合金組成化學式為Mm1-xLaxNiaCobMncAldNe。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點是合金生產(chǎn)成本低，市場競爭力極強。
文檔編號C22C1/02GK102758104SQ201210215478
公開日2012年10月31日 申請日期2012年6月27日 優(yōu)先權日2012年6月27日
發(fā)明者姜波, 張遠, 柳立, 沈欣, 王常春, 遲新宇 申請人:鞍山鑫普新材料有限公司