一種無鐠釹、無鈷的高容量含鎂超晶格儲(chǔ)氫合金的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無鐠釹、無鈷的高容量含鎂超晶格儲(chǔ)氫合金，其特征是，其組成的化學(xué)式為：Mm1-x-yLaxMgyNiaAlb、Mm1-x-y-zLaxMgyMzNiaAlb、Mm1-x-yLaxMgyNiaAlbNc或Mm1-x-y-zLaxMgyMzNiaAlbNc中的一種，其中，Mm為稀土或混合稀土金屬，至少含有La、Ce、Y、Sm、Gd中的一種或一種以上；M為Ti、Zr、Hf中的一種或一種以上；N為Mn、Sn、Cr、V、W、Mo中的一種或一種以上；x、y、z、a、b、c表示摩爾比。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：放電容量大、成本低、低自放電性能好。
【專利說明】一種無鐠釹、無鈷的高容量含鎂超晶格儲(chǔ)氫合金
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及儲(chǔ)氫合金領(lǐng)域，尤其涉及一種無鐠釹、無鈷的高容量含鎂超晶格儲(chǔ)氫
【背景技術(shù)】
[0002]隨著稀土價(jià)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(jìng)爭(zhēng)，已經(jīng)沒有成本上的優(yōu)勢(shì)，消費(fèi)市場(chǎng)面臨逐漸萎縮的危險(xiǎn)，給行業(yè)的發(fā)展命運(yùn)蒙上了陰影。
[0003]如何在保持儲(chǔ)氫合金性能的前提下，降低儲(chǔ)氫合金的生產(chǎn)成本，成為關(guān)系鎳氫電池行業(yè)發(fā)展命運(yùn)的關(guān)鍵所在。含鎂超晶格儲(chǔ)氫合金具有放電容量高、自放電低、溫度適應(yīng)性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是新一代鎳氫電池負(fù)極用儲(chǔ)氫合金材料。然而，在目前應(yīng)用的含鎂超晶格儲(chǔ)氫合金，多為PrNd含量較高的組分，如CN200310124842.X和CN200610154332.0。由于目前Pr、Nd的價(jià)格約為La、Ce等高豐度稀土價(jià)格的4_6倍，該類配方的合金的成本具有很大的劣勢(shì)，并且該類合金的放電容量很難提高。因此，迫切需要開發(fā)一種無鐠釹、無鈷的低成本高容量型含鎂超晶格儲(chǔ)氫合金。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種無鐠釹、無鈷的高容量含鎂超晶格儲(chǔ)氫合金，在提高儲(chǔ)氫合金的放電容量的同時(shí)，使合金的中Pr、Nd元素和Co元素的含量降低至0，最大程度地降低生產(chǎn)成本，提高儲(chǔ)氫合金的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0006]一種無鐠釹、無鈷的高容量含鎂超晶格儲(chǔ)氫合金，其成分組成的化學(xué)式表示為:Mm1IyLaxMgyNiaAlb,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、1、a、b表示摩爾比，其數(shù)值范圍為:0.5≤ X ≤0.75,0.25 < y < 0.4、a≥2.5、0<b < 0.2、2.8 ≤ a+b ≤4.0。
[0007]為進(jìn)一步改善合金的性能，所述成分組成中還包括N。，化學(xué)式表示為:Mm1IyLaxMgyNiaAlbNe, N為Mn、Sn、Cr、V、W、Mo中的一種或一種以上；c表示摩爾比，其數(shù)值范圍為:0 < c ≤ 0.1，同時(shí) 0.5 ≤ X ≤0.75,0.25 < y < 0.4、a ≥2.5、0 < b < 0.2、2.8 ≤ a+b+c ≤4.00
[0008]上述一種無鐠釹、無鈷的高容量含鎂超晶格儲(chǔ)氫合金組分中可以包括Mz，即合金的組成化學(xué)式表示為-Mmh-pLaxMgyMJiJlb，M為T1、Zr、Hf中的一種或一種以上；z表示摩爾比，其數(shù)值范圍為:0 < z≤0.05，同時(shí)，0.5≤X≤0.75,0.25 < y < 0.4、a≥2.5、0<b < 0.2、2.8 ≤ a+b ≤ 4.0。
[0009]為進(jìn)一步改善合金的性能，所述成分組成中還包括N。，化學(xué)式表示為:Mm1HzLaxMgyMzNiaAlbNc, M 為 T1、Zr、Hf 中的一種或一種以上；N 為 Mn、Sn、Cr、V、W、Mo 中的一種或一種以上；C表示摩爾比，其數(shù)值范圍為:0 < C≤0.1，同時(shí)，0.5 ≤ X ≤ 0.75,0.25
<y < 0.4、0 < z≤0.05、a ≥ 2.5、0 < b < 0.2，2.8 ≤ a+b+c ≤ 4.00
[0010]該儲(chǔ)氫合金的在45°C條件下的PCT曲線放氫平臺(tái)壓為0.01-0.05MPa。
[0011]所述儲(chǔ)氫合金由多相組成，并且至少含有PuNi3型、Ce2Ni7型、Ce5Co19型、Pr5Co19型超晶格相中的一種或一種以上，即合金樣品的XRD衍射圖在2 Θ角度為31.5°-34.5°至少有一個(gè)特征衍射峰，且該區(qū)域最強(qiáng)特征衍射峰與衍射圖譜中最強(qiáng)特征衍射峰的強(qiáng)度比值不小于0.15。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:該儲(chǔ)氫合金具有成本極低、PCT平臺(tái)壓合理、放電容量高、低自放電性能好的特點(diǎn)，合金中不含有Pr、Nd和Co元素，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力極強(qiáng)，可以廣泛用于高容量型鎳氫電池和低自放電鎳氫電池等多個(gè)鎳氫電池應(yīng)用領(lǐng)域。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1PCT曲線；
[0014]圖2是本發(fā)明實(shí)施例1放電曲線圖；
[0015]圖3是本發(fā)明實(shí)施例1XRD圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明:
[0017]本發(fā)明實(shí)施例1-實(shí)施例15的組分對(duì)比見表I。
[0018]表1
[0019]
【權(quán)利要求】
1.一種無鐠釹、無鈷的高容量含鎂超晶格儲(chǔ)氫合金，其特征在于，其成分組成的化學(xué)式表示為=Mm1TyLaxMgyNiaAlb,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、1、a、b表示摩爾比，其數(shù)值范圍為:0.5≤X≤0.75,0.25 < y < 0.4、a ≤ 2.5、0 < b < 0.2、2.8≤ a+b ≤ 4.0。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無鐠釹、無鈷的高容量含鎂超晶格儲(chǔ)氫合金，其特征在于，所述成分組成中還包括N。，化學(xué)式表示為=Mm1TyLaxMgyNiaAlbNe, N為Mn、Sn、Cr、V、W、Mo中的一種或一種以上；c表示摩爾比，其數(shù)值范圍為:0 < c≤0.1，同時(shí)0.5≤ X≤0.75、0.25 < y < 0.4> a ≤ 2.5、0 < b < 0.2>2.8 ≤ a+b+c < 4.0。
3.一種無鐠釹、無鈷的高容量含鎂超晶格儲(chǔ)氫合金，其特征在于，其成分組成的化學(xué)式表示為-MmmzLaxMgyMzNiaAlb, M為T1、Zr、Hf中的一種或一種以上；z表示摩爾比，其數(shù)值范圍為:0 < z ≤ 0.05，同時(shí)，0.5 ≤ X ≤ 0.75,0.25 < y < 0.4、a ≤ 2.5、0 < b < 0.2、2.8 ≤ a+b≤ 4.00
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無鐠釹、無鈷的高容量含鎂超晶格儲(chǔ)氫合金，其特征在于，所述成分組成中還包括N。，化學(xué)式表示為=MmmzLaxMgyMzNiaAlbNe, M為T1、Zr、Hf中的一種或一種以上；N為Mn、Sn、Cr、V、W、Mo中的一種或一種以上；c表不摩爾比，其數(shù)值范圍為:0 < c ≤ 0.1，同時(shí)，0.5≤ X ≤ 0.75,0.25 < y < 0.4、0 < z ≤ 0.05、a ≤ 2.5、0 < b〈0.2、2.8 < a+b+c < 4.0。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種無鐠釹、無鈷的高容量含鎂超晶格儲(chǔ)氫合金，其特征在于，該儲(chǔ)氫合金的在45°C條件下的PCT曲線放氫平臺(tái)壓為0.01-0.05MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種無鐠釹、無鈷的高容量含鎂超晶格儲(chǔ)氫合金，其特征在于，所述儲(chǔ)氫合金由多相組成，并且至少含有PuNi3型、Ce2Ni7型、Ce5Co19型、Pr5Co19型超晶格相中的一種或一種以上，即合金樣品的XRD衍射圖在2 Θ角度為31.5°-34.5°至少有一個(gè)特征衍射峰，且該區(qū)域最強(qiáng)特征衍射峰與衍射圖譜中最強(qiáng)特征衍射峰的強(qiáng)度比值不小于0.15。
【文檔編號(hào)】C22C30/00GK103436738SQ201310362901
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月16日
【發(fā)明者】王常春, 姜波, 遲新宇, 沈欣, 柳立, 張遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:鞍山鑫普新材料有限公司, 包頭鑫普新材料有限公司