一種無鐠釹、無鈷的高容量含鎂超晶格儲氫合金的制作方法
【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氫合金
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及儲氫合金領(lǐng)域，尤其涉及一種無鐠釹、無鈷的高容量含鎂超晶格儲氫
【背景技術(shù)】
[0002]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。
[0003]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(guān)系鎳氫電池行業(yè)發(fā)展命運的關(guān)鍵所在。含鎂超晶格儲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，被認(rèn)為是新一代鎳氫電池負極用儲氫合金材料。然而，在目前應(yīng)用的含鎂超晶格儲氫合金，多為PrNd含量較高的組分，如CN200310124842.X和CN200610154332.0。由于目前Pr、Nd的價格約為La、Ce等高豐度稀土價格的4_6倍，該類配方的合金的成本具有很大的劣勢，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氫合金，在提高儲氫合金的放電容量的同時，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，提高儲氫合金的市場競爭力。
[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 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，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，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]該儲氫合金的在45°C條件下的PCT曲線放氫平臺壓為0.01-0.05MPa。
[0011]所述儲氫合金由多相組成，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°至少有一個特征衍射峰，且該區(qū)域最強特征衍射峰與衍射圖譜中最強特征衍射峰的強度比值不小于0.15。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:該儲氫合金具有成本極低、PCT平臺壓合理、放電容量高、低自放電性能好的特點，合金中不含有Pr、Nd和Co元素，市場競爭力極強，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)明實施例1PCT曲線；
[0014]圖2是本發(fā)明實施例1放電曲線圖；
[0015]圖3是本發(fā)明實施例1XRD圖。
【具體實施方式】
[0016]下面對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步說明:
[0017]本發(fā)明實施例1-實施例15的組分對比見表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，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，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氫合金，其特征在于，該儲氫合金的在45°C條件下的PCT曲線放氫平臺壓為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氫合金，其特征在于，所述儲氫合金由多相組成，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°至少有一個特征衍射峰，且該區(qū)域最強特征衍射峰與衍射圖譜中最強特征衍射峰的強度比值不小于0.15。
【文檔編號】C22C30/00GK103436738SQ201310362901
【公開日】2013年12月11日 申請日期: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 申請人:鞍山鑫普新材料有限公司, 包頭鑫普新材料有限公司