一種釔-鎳稀土系儲(chǔ)氫合金的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種a2b7型稀土 -釔-鎳系儲(chǔ)氫合金。
【背景技術(shù)】
[0002] 儲(chǔ)氫合金是上世紀(jì)60年代末發(fā)現(xiàn)的一類具有高存儲(chǔ)氫密度的功能材料，已有儲(chǔ) 氫合金從組成上大致可分為六類：稀土系A(chǔ)B5型如LaNi5;鎂系如Mg2Ni、MgNi、La2Mg17;稀 土-鎂-鎳系A(chǔ)B3_4型如La2MgNi9,La5Mg2Ni23,La3MgNi14;鈦系A(chǔ)B型如TiNi、TiFe;鋯、鈦系 Laves相AB2型如ZrNi2;f凡系固溶體型如（Va9TiQ.
[0003] 目前廣泛使用的儲(chǔ)氫材料是LaNi5型儲(chǔ)氫合金。該合金主要用作金屬氫化物-鎳 二次電池（MH/Ni)的負(fù)極材料，其理論電化學(xué)容量為373mAh 實(shí)際應(yīng)用的商品負(fù)極材料 Mm(NiCoMnAl)5(其中Mm為混合稀土金屬）的最大容量約為350mAh*g'為了開(kāi)發(fā)電化學(xué) 性能更好或儲(chǔ)氫量更大的儲(chǔ)氫合金，對(duì)鎂基合金的研宄成為熱點(diǎn)。鎂基儲(chǔ)氫合金材料的理 論電化學(xué)容量高，尤其是稀土-鎂-鎳系A(chǔ)B3型、A2B7型、A5B19型儲(chǔ)氫合金的研宄取得了重 要進(jìn)展，并進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用階段。鋯、鈦系以及釩系儲(chǔ)氫材料由于活化困難、成本太高等原 因都未被廣泛應(yīng)用。
[0004] A2B7型稀土 -鎂-鎳系儲(chǔ)氫合金中Mg元素為主成分之一。CN201310228766. 0中 公開(kāi)了一種鎳氫電池用A2B7型儲(chǔ)氫合金及其制備方法。其結(jié)構(gòu)通式為：LnaMgbNixYyZz，其中 !^是一種或多種稀土元素，丫為六1、(：〇、恥、￥、卩6、(：11、211、六8、6&、]\1〇、511、111、1、51、？中的 一種或幾種元素，Z為Ag、Sr、Ge中的一種或幾種元素，0? 5彡a< 2,0 <b< 1，5 <X+Y+Z <9,0<Y<3,0<Z<1。該專利合金成份中必需含有Mg元素，由于活潑金屬元素鎂的 蒸汽壓高，使得制造難度增大，合金成分難以控制，同時(shí)揮發(fā)的微細(xì)鎂粉易燃易爆而存在安 全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明旨在提供一種不含有Mg元素的稀土系儲(chǔ)氫合金，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不 足。
[0006] 本發(fā)明涉及一種通式為RExYyNiz_a_bMnaAlb的新型稀土系儲(chǔ)氫合金，其中，RE=La、 Ce、Pr、Nd、Sm、Gd中的一種或幾種元素，x> 0,y多 0? 5,x+y= 3 ;11 >z多 9. 5(z= 10. 5 時(shí)為化學(xué)計(jì)量比A2B7型；z辛10. 5時(shí)為非化學(xué)計(jì)量比A2B7型）；4. 5彡a+b> 0。
[0007] 進(jìn)一步地，RE元素優(yōu)選的含量范圍為0. 5?2. 0:
[0008] 進(jìn)一步地，Mn元素優(yōu)選的含量范圍為0. 5?2. 5;
[0009] 進(jìn)一步地，A1元素優(yōu)選的含量范圍為0? 2?1. 0。
[0010] 本發(fā)明所述合金可采用高溫熔煉-快淬法制備得到，其工藝過(guò)程為：組成中各單 質(zhì)金屬或中間合金原料的純度均> 99. 0%，按照化學(xué)分子式配比計(jì)算并準(zhǔn)確稱取各原料， 將原料依次放入A1203坩堝，抽真空至3.OPa，充入惰性氣體Ar至0. 055MPa。升溫熔煉，保 溫約6min后速凝。速凝銅輥線速度為3. 4m/s。銅輥常通冷卻水，冷卻水溫25°C。易燒損 原料需適量增加配比，增加比例如下表：
[0011]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種稀±系儲(chǔ)氨合金，其特征在于：組成通式為RExYyNi,_,_bMn,Alb，其中RE為L(zhǎng)a、Ce、 Pr、Nd、Sm、Gd 中的一種或幾種元素；x > 0，y > 0. 5，x+y = 3;ll>z>9. 5;4. a+b >0。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種稀±系儲(chǔ)氨合金，其特征在于；2. 0 > X > 0. 5。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的一種稀±系儲(chǔ)氨合金，其特征在于；2. 5 > a > 0. 5。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的一種稀±系儲(chǔ)氨合金，其特征在于；1. 0 > b > 0. 2。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的一種稀±系儲(chǔ)氨合金，其特征在于；z = 10. 5。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種稀±系儲(chǔ)氨合金，其特征在于；2.0 > X > 0.5， 2. 5 > a > 0. 5,1. 0 > b > 0. 2, Z = 10. 5。
7. -種稀±系儲(chǔ)氨合金的制備方法，其特征在于；按照化學(xué)分子式配比計(jì)算并準(zhǔn)確稱 取各單質(zhì)金屬原料，原料純度均大于99. 0% ;將原料放入Al2〇3相蝸，抽真空至3. OPa，充入 惰性氣體Ar至0. 055MPa ;升溫烙煉，保溫約6min后速凝，速凝銅漉線速度為3. 4m/s，銅漉 常通冷卻水，冷卻水溫25 °C。
8. 如權(quán)利要求7所述的一種稀±系儲(chǔ)氨合金的制備方法，其特征在于；在速凝步驟結(jié) 束后，合金在真空或惰性氣體保護(hù)下，750°C下退火熱處理她。
9. 一種儲(chǔ)氨合金電極，其特征在于W權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的稀±系儲(chǔ)氨合金作 為儲(chǔ)氨介質(zhì)。
10. -種二次電池，其特征在于含有權(quán)利要求9所述的儲(chǔ)氨合金電極。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種A2B7型RExYyNiz-a-bMnaAlb儲(chǔ)氫合金。該類具有良好的壓力-組成-等溫特性，在通常條件下的最大儲(chǔ)氫量能夠達(dá)到1.36wt.％以上。本發(fā)明所述合金作為儲(chǔ)氫電極的電化學(xué)性能以及作為儲(chǔ)氫材料的氣相吸放氫性能優(yōu)于傳統(tǒng)LaNi5型儲(chǔ)氫合金；又因其組成中不含有鎂元素，故與傳統(tǒng)的稀土-鎂-鎳系A(chǔ)2B7型儲(chǔ)氫合金相比，制造方法簡(jiǎn)單且安全。
【IPC分類】C22C19-03, H01M4-24, H01M4-38, C22C30-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104532095
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410429202
【發(fā)明人】閆慧忠, 熊瑋, 王利, 李寶犬, 李金
【申請(qǐng)人】包頭稀土研究院, 瑞科稀土冶金及功能材料國(guó)家工程研究中心有限公司, 天津包鋼稀土研究院有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年8月28日