专利名称：一种无钴无镨钕的低成本AB<sub>5</sub>型储氢合金的制作方法
技术领域：
本发明涉及储氢合金领域，尤其涉及一种无钴无镨钕的低成本AB5型储氢合金。
背景技术：
随着稀土价格的持续升高，尤其是镨Pr、钕Nd等稀土金属的大幅度提高，给磁性材料、镍氢电池等稀土下游行业的生产成本带来了极大的压力。尤其是镍氢电池行业，由于面临锂离子电池等其他电池的竞争，已经没有成本上的优势，消费市场面临逐渐萎缩的危险，给行业的发展命运蒙上了阴影。如何在保持储氢合金性能的前提下，降低储氢合金的生产成本，成为关系镍氢电池行业发展命运的关键所在。传统商用AB5合金中Pr、Nd的含量约4_7wt. %，Co的含量约5-10 wt. %,这两类金属的价格明显高于合金中的其他金属,其中Pr、Nd的价格约为La、Ce 等高丰度稀土价格的4-6倍，金属Co的价格约为金属Ni价格的两倍，约为Mn、Al价格的10-15倍。因此，迫切需要开发无镨Pr、无钕Nd和无钴的储氢合金，以提高镍氢电池行业的市场竞争力。
发明内容
本发明的目的是提供一种无钴无镨钕的低成本AB5型储氢合金，在满足储氢合金的大电流放电能力、低自放电性能的前提下，使合金中Pr、Nd元素和Co元素的含量降低至0，最大程度地降低生产成本，提高储氢合金的市场竞争力。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是一种无钴无镨钕的低成本AB5型储氢合金，其成分组成的化学式表示为MivxLaxNiaMnbAle,其中，Mm为稀土或混合稀土金属，含有La、Ce、Y、Sm、Gd中的一种或一种以上；x、a、b、c表示摩尔比，其数值范围为0. 5 < X < I. O、a彡4. 0、0 < b < O. 8、0 < c< O. 5、且 5. 2 < a+b+c ^ 5. 7。为进一步改善合金的性能，所述成分组成中还包括Nd,化学式表示为Mm1^xLaxNiaMnbAlcNd, N为Sn、Cr、V、W、Mo中的一种或一种以上；d表示摩尔比，其数值范围为0 < d < O. I。另一种无钴无镨钕的低成本AB5型储氢合金，其成分组成的化学式表示为Mm1IyLaxMyNiaMnbAle,其中，Mm为稀土或混合稀土金属，含有La、Ce、Y、Sm、Gd中的一种或一种以上；M为Ti、Zr、Hf、Mg中的一种或一种以上；x、y、a、b、c表示摩尔比，其数值范围为O. 5 < X < I. 0、0 < y ^ O. 05、a ^ 4. 0、0 < b < O. 8、0 < c < O. 5、且 5. 2 < a+b+c ^ 5. 7。为进一步改善合金的性能，所述成分组成中还包括Nd,化学式表示为Mm1IyLaxMyNiaMnbAleNd, N为Sn、Cr、V、W、Mo中的一种或一种以上；d表示摩尔比，其数值范围为:0 < d彡O. I。该储氢合金的在45°C条件下的PCT曲线放氢平台压为O. 01-0. 06MPa。与现有技术相比，本发明的有益效果是
该储氢合金具有成本极低、PCT平台压合理、放电容量适中、大电流放电能力极强、低自放电性能好的特点。合金中不含有Pr、Nd和Co元素，市场竞争力极强，可以广泛用于普通镍氢电池、动力型镍氢电池和低自放电镍氢电池等多个镍氢电池应用领域。
图I是本发明实施例I PCT曲线；图2是本发明实施例I不同倍率放电曲线图。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步说明
本发明实施例I-实施例25的组分对比见表I。实施例I-实施例25中的一种无钴无镨钕的低成本AB5型储氢合金的制备方法，具体操作步骤如下I)分别按照化学式 MnvxLaxNiaMnbAlc^ Mm1 _x_yLaxMyNiaMnbAIc> MnvxLaxNiaMnbAlcNd 或Mm1IyLaxMyNiaMnbAleNd进行配料，将配好的原料放入真空熔炼炉的坩埚中；2)真空熔炼炉抽真空至< O. 5Pa，向真空感应熔炼炉内充入惰性气体，控制充气压力为-O. IMPa -O. 06MPa ；3)真空熔炼炉开始加热至1200-1700°C，当炉内物料熔化均匀后，停止加热；4)当熔液达到1150-1550°C后，浇铸至水冷模或冷却辊，冷却成厚度IO-IOOmm的合金锭或厚度O. 1-0. 5mm的合金片；5)将熔炼好的合金块或合金片放入真空热处理炉中进行热处理，热处理过程在惰性气体的保护下进行，热处理温度为800 1200°C，保温时间为3 30小时；6)将合金块或合金片经低温液氮冷却冲击磨或气流磨制粉，制成平均粒径为30 80um的储氢合金粉。表I
j冷却合金形态
实施例 IMmo.iLao.gNi4.7Mno.4Alo.35IO-IOOmm 合金锭
实施例 2Mma1Lath9N^65Mna3Ala3510-IOOmm 合金锭
实施例 3Mm。. ULaa85Nii65Mna5Ala35厚度 O. I-O. 5mm 的合金片
实施例 4Mm0.2La0.8Ni4.6Mn0.5Al0.3510-IOOmm 合金锭
实施例 5Mm0.4La0.6Ni4.7Mn0.75Al0.210-IOOmm 合金锭
实施例 6Mma1Lath9Niu5Mna45Ala310-IOOmm 合金锭
实施例 7Mm0.15La0.85Ni4. ^5Al0.3510-IOOmm 合金锭
权利要求
1.一种无钴无镨钕的低成本AB5型储氢合金，其特征在于，其成分组成的化学式表示为-MivxLaxNiaMnbAlc^其中，Mm为稀土或混合稀土金属，含有La、Ce、Y、Sm、Gd中的一种或一种以上；x、a、b、c表示摩尔比，其数值范围为0. 5 < X < I. 0、a彡4. 0、0 < b < 0. 8、0 < c< 0. 5、且 5. 2 < a+b+c ^ 5. 7。
2.根据权利要求I所述的一种无钴无镨钕的低成本AB5型储氢合金，其特征在于，所述成分组成中还包括Nd，化学式表示为=MivxLaxNiaMnbAleNd, N为Sn、Cr、V、W、Mo中的一种或一种以上；d表示摩尔比，其数值范围为0 < 0. I。
3.一种无钴无镨钕的低成本AB5型储氢合金，其特征在于，其成分组成的化学式表示为=Mm1TyLaxMyNiaMnbAle,其中，Mm为稀土或混合稀土金属，含有La、Ce、Y、Sm、Gd中的一种或一种以上⑷为Ti、Zr、Hf、Mg中的一种或一种以上；x、y、a、b、c表示摩尔比，其数值范围为0.5 < X < I. 0、0 < y ^ 0. 05、a ^ 4. 0、0 < b < 0. 8、0 < c < 0. 5、且 5. 2 < a+b+c ^ 5. I0
4.根据权利要求3所述的一种无钴无镨钕的低成本AB5型储氢合金，其特征在于，所述成分组成中还包括Nd，化学式表示为-MmmLaXMyNLMnbAH N为Sn、Cr、V、W、Mo中的一种或一种以上；d表示摩尔比,其数值范围为0 < d < 0. I。
5.根据权利要求I或2或3或4所述的一种无钴无镨钕的低成本AB5型储氢合金，其特征在于，该储氢合金的在45°C条件下的PCT曲线放氢平台压为0. 01-0. 06MPa。
全文摘要
本发明涉及储氢合金领域，尤其涉及一种无钴无镨钕的低成本AB5型储氢合金，其特征在于，其成分组成的化学式表示为Mm1-xLaxNiaMnbAlc，其中，Mm为稀土或混合稀土金属，含有La、Ce、Y、Sm、Gd中的一种或一种以上；x、a、b、c表示摩尔比，其数值范围为0.5＜x＜1.0、a≥4.0、0＜b＜0.8、0＜c＜0.5、且5.2≤a+b+c≤5.7。与现有技术相比，本发明的有益效果是该储氢合金具有成本极低、PCT平台压合理、放电容量适中、大电流放电能力极强、低自放电性能好的特点。合金中不含有Pr、Nd和Co元素，市场竞争力极强，可以广泛用于多种镍氢电池应用领域。
文档编号C22C19/03GK102808107SQ20121026010
公开日2012年12月5日 申请日期2012年7月25日 优先权日2012年7月25日
发明者王常春, 姜波, 迟新宇, 沈欣, 柳立, 张远 申请人:鞍山鑫普新材料有限公司, 包头鑫普新材料有限公司