一种无镨钕、无钴的高容量含镁超晶格储氢合金的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种无镨钕、无钴的高容量含镁超晶格储氢合金，其特征是，其组成的化学式为：Mm1-x-yLaxMgyNiaAlb、Mm1-x-y-zLaxMgyMzNiaAlb、Mm1-x-yLaxMgyNiaAlbNc或Mm1-x-y-zLaxMgyMzNiaAlbNc中的一种，其中，Mm为稀土或混合稀土金属，至少含有La、Ce、Y、Sm、Gd中的一种或一种以上；M为Ti、Zr、Hf中的一种或一种以上；N为Mn、Sn、Cr、V、W、Mo中的一种或一种以上；x、y、z、a、b、c表示摩尔比。与现有技术相比，本发明的优点是：放电容量大、成本低、低自放电性能好。
【专利说明】一种无镨钕、无钴的高容量含镁超晶格储氢合金
【技术领域】
[0001]本发明涉及储氢合金领域，尤其涉及一种无镨钕、无钴的高容量含镁超晶格储氢
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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。含镁超晶格储氢合金具有放电容量高、自放电低、温度适应性好等诸多优点，被认为是新一代镍氢电池负极用储氢合金材料。然而，在目前应用的含镁超晶格储氢合金，多为PrNd含量较高的组分，如CN200310124842.X和CN200610154332.0。由于目前Pr、Nd的价格约为La、Ce等高丰度稀土价格的4_6倍，该类配方的合金的成本具有很大的劣势，并且该类合金的放电容量很难提高。因此，迫切需要开发一种无镨钕、无钴的低成本高容量型含镁超晶格储氢合金。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种无镨钕、无钴的高容量含镁超晶格储氢合金，在提高储氢合金的放电容量的同时，使合金的中Pr、Nd元素和Co元素的含量降低至0，最大程度地降低生产成本，提高储氢合金的市场竞争力。
[0005]为解决上述技术问题，本发明的技术方案是:
[0006]一种无镨钕、无钴的高容量含镁超晶格储氢合金，其成分组成的化学式表示为:Mm1IyLaxMgyNiaAlb,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、1、a、b表示摩尔比，其数值范围为:0.5≤ X ≤0.75,0.25 < y < 0.4、a≥2.5、0<b < 0.2、2.8 ≤ a+b ≤4.0。
[0007]为进一步改善合金的性能，所述成分组成中还包括N。，化学式表示为:Mm1IyLaxMgyNiaAlbNe, N为Mn、Sn、Cr、V、W、Mo中的一种或一种以上；c表示摩尔比，其数值范围为:0 < c ≤ 0.1，同时 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]上述一种无镨钕、无钴的高容量含镁超晶格储氢合金组分中可以包括Mz，即合金的组成化学式表示为-Mmh-pLaxMgyMJiJlb，M为T1、Zr、Hf中的一种或一种以上；z表示摩尔比，其数值范围为:0 < z≤0.05，同时，0.5≤X≤0.75,0.25 < y < 0.4、a≥2.5、0<b < 0.2、2.8 ≤ a+b ≤ 4.0。
[0009]为进一步改善合金的性能，所述成分组成中还包括N。，化学式表示为:Mm1HzLaxMgyMzNiaAlbNc, M 为 T1、Zr、Hf 中的一种或一种以上；N 为 Mn、Sn、Cr、V、W、Mo 中的一种或一种以上；C表示摩尔比，其数值范围为:0 < C≤0.1，同时，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]该储氢合金的在45°C条件下的PCT曲线放氢平台压为0.01-0.05MPa。
[0011]所述储氢合金由多相组成，并且至少含有PuNi3型、Ce2Ni7型、Ce5Co19型、Pr5Co19型超晶格相中的一种或一种以上，即合金样品的XRD衍射图在2 Θ角度为31.5°-34.5°至少有一个特征衍射峰，且该区域最强特征衍射峰与衍射图谱中最强特征衍射峰的强度比值不小于0.15。
[0012]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、放电容量高、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，可以广泛用于高容量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。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明实施例1PCT曲线；
[0014]图2是本发明实施例1放电曲线图；
[0015]图3是本发明实施例1XRD图。
【具体实施方式】
[0016]下面对本发明的【具体实施方式】作进一步说明:
[0017]本发明实施例1-实施例15的组分对比见表I。
[0018]表1
[0019]
【权利要求】
1.一种无镨钕、无钴的高容量含镁超晶格储氢合金，其特征在于，其成分组成的化学式表示为=Mm1TyLaxMgyNiaAlb,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、1、a、b表示摩尔比，其数值范围为:0.5≤X≤0.75,0.25 < y < 0.4、a ≤ 2.5、0 < b < 0.2、2.8≤ a+b ≤ 4.0。
2.根据权利要求1所述的一种无镨钕、无钴的高容量含镁超晶格储氢合金，其特征在于，所述成分组成中还包括N。，化学式表示为=Mm1TyLaxMgyNiaAlbNe, N为Mn、Sn、Cr、V、W、Mo中的一种或一种以上；c表示摩尔比，其数值范围为:0 < c≤0.1，同时0.5≤ X≤0.75、0.25 < y < 0.4> a ≤ 2.5、0 < b < 0.2>2.8 ≤ a+b+c < 4.0。
3.一种无镨钕、无钴的高容量含镁超晶格储氢合金，其特征在于，其成分组成的化学式表示为-MmmzLaxMgyMzNiaAlb, M为T1、Zr、Hf中的一种或一种以上；z表示摩尔比，其数值范围为:0 < z ≤ 0.05，同时，0.5 ≤ X ≤ 0.75,0.25 < y < 0.4、a ≤ 2.5、0 < b < 0.2、2.8 ≤ a+b≤ 4.00
4.根据权利要求3所述的一种无镨钕、无钴的高容量含镁超晶格储氢合金，其特征在于，所述成分组成中还包括N。，化学式表示为=MmmzLaxMgyMzNiaAlbNe, M为T1、Zr、Hf中的一种或一种以上；N为Mn、Sn、Cr、V、W、Mo中的一种或一种以上；c表不摩尔比，其数值范围为:0 < c ≤ 0.1，同时，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.根据权利要求1、2、3或4所述的一种无镨钕、无钴的高容量含镁超晶格储氢合金，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0.01-0.05MPa。
6.根据权利要求1、2、3或4所述的一种无镨钕、无钴的高容量含镁超晶格储氢合金，其特征在于，所述储氢合金由多相组成，并且至少含有PuNi3型、Ce2Ni7型、Ce5Co19型、Pr5Co19型超晶格相中的一种或一种以上，即合金样品的XRD衍射图在2 Θ角度为31.5°-34.5°至少有一个特征衍射峰，且该区域最强特征衍射峰与衍射图谱中最强特征衍射峰的强度比值不小于0.15。
【文档编号】C22C30/00GK103436738SQ201310362901
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月16日 优先权日:2013年8月16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