属A1 13.8g。将除金属MgW外的所有合金放入氧化侣陶瓷相蜗中，最后将金属Mg置于相 蜗上部。然后盖好炉盖，抽真空至真空度IX1(T中aW上，再充入氮气+氣气的混合气体作 为保护气，压力为0.04MPa。调节功率为5kW，温度控制在约650°C，停留5分钟，然后调节 功率到28kW，温度控制在1500°C，使所有金属完全烙化。金属烙化完毕，在烙融条件下保 持5分钟。然后将液态合金注入中间包，通过中间包底部的氮化棚喷嘴连续喷落在WlOm/s 线速度旋转的水冷铜漉的光滑表面上，获得快泽态合金薄片，如图1所示。用SEM观察快泽 态合金的形貌，如图2所示。将快泽态合金薄片置于耐热钢料售中，在真空热处理炉中进行 退火处理。抽真空至5X1(T3Pa，加热到800°C保温4小时后，随炉冷却至150°C出炉空冷， 获得退火态合金，即可作为Ni-MH电池的负极材料。
[0029] 按照实施例1的制备方法，并按上述实施例2-10的化学式组成选取块体金属儀、 金属镶、金属侣W及稀±金属，按化学剂量比称重并制备。
[0030] 图3-5为实施例1-10中铸态、快泽态及退火态合金的X畑衍射图谱。用化de6.0软 件分析XRD数据发现，所有实施例的合金在铸态及快泽态下均具有多相结构，包括LaMgNi4 相和少量LaNig相。元素替代及快泽处理并没有改变合金的相组成，但合金中各相的含量 发生了明显改变。退火使LaNie相消失，合金变成单相的LaMgNi4结构。
[0031] 将获得的上述各不同成分实施例的合金通过机械粉碎，过200目筛，获得直径 《74ym的合金粉末。将合金粉与幾基镶粉(颗粒直径《2. 5ym)按质量比1:4混合均匀 后，在35MPa的压力下冷压成直径为15mm的圆柱状电极片，然后采用标准的S电极测试方 法测试其电化学性能。
[0032] 测试合金的活化性能与最大放电容量所采用的放电制度为；充放电电流密度为 60mA/g，过充50%，放电截止电压为-0. 5V;测试合金的电化学循环稳定性所采用的放电制 度为；充放电电流密度为300mA/g，过充50%，放电截止电压为-0.5V。当充放电电流密度 为3〇0mA/g时，用S3。康示300次循环后合金容量的保持率，即S3〇〇=C3w，3〇〇/Cmax，30〇X100%。 旬《，3。。一充放电流密度为300mA/g时的最大放电容量；〔3。。，3。。一充放电流密度为300mA/g时 经300次充放循环后的放电容量。用高倍率放电能力（HRD)表示合金的电化学贬氨动力学 性化，HRD-Cg。，mjjy/Cgw，m。,，Cg。，1。。,一充放电流酱度为60mA/g时的取大放电谷里；Cgw，m。,一充放 电流密度为900mA/g时的最大放电容量。
[0033] 上述实施例所制备的合金经测试的结果列于表1中。
[0034] 表1实施例1-10合金的电化学性能
【主权项】
1?一种混合动力汽车Ni-MH电池用高容量RE-Mg-Ti-Ni-Co-Al系AB2型贮氢电 极合金，其特征在于，其化学式组成为：LahRExMg1VTiyNi4ImCozAlm，其中A侧元素化学 成分为LapxRExMgpyTiy,B侧元素化学成分为Ni4_z_mCozAlm，式中x，y，z，m为原子比，且 0? 1彡X彡0? 4,0. 01彡y彡0? 1，0. 1彡z彡0? 3,0. 05彡m彡0? 2 ;稀土元素RE为除La以 外、Ce、Sm、Y、NcUPr中的至少一种。
2. 根据权利要求1所述的一种混合动力汽车Ni-MH电池用高容量RE-Mg-Ti-Ni-Co-Al 系AB2SIC氢电极合金，其特征在于，所述化学式组成的原子比为x:y:z:m =0. 2:0. 05:0. 2:0. 1〇
3. -种混合动力汽车Ni-MH电池用高容量RE-Mg-Ti-Ni-Co-Al系AB2型贮氢电极合金 的制备方法，其特征在于，其制备步骤包括如下： A、 按化学式组成LahRExMghTiyNi4ImCozAl1^行配料，式中0?I<X彡0? 4， 0? 01彡y彡0? 1，0. 1彡z彡0? 3,0. 05彡m彡0? 2 ;稀土元素RE是除La以外、必须含有Ce、 Pr、Y、NcUSm中的至少一种； B、 将配好的原材料放入真空感应炉的氧化铝陶瓷坩埚中熔炼，除Mg元素放在坩埚最 上部外，其余元素加料无顺序要求；抽真空至IX1(T2-5XKT4Pa，施加0.01-0.IMPa压 力的惰性气体作为保护气体，使熔融态合金的温度达到1400-1600 °C之间，获得熔融的 La^RExMghTiyNihiCOzAV液态母合金； C、 上述熔融的液态母合金在保护气体氛围下保持5分钟后，直接注入中间包进行快淬 处理，通过中间包底部的喷嘴连续喷落在线速度为5-10m/s旋转的水冷铜辊的表面上，在 惰性气体保护下冷却30分钟，获得厚度在100-500ym之间的快淬态合金薄片；该快淬态合 金薄片呈柱状晶组织结构，具有均匀一致的微晶+纳米晶+微量非晶结构； D、 将快淬态合金薄片放入真空热处理炉，抽真空至IXl(T2-5XKT4Pa，然后充入0.05 MPa的惰性气体作为保护气体，加热到500-900°C，保温3-5小时后，随炉冷却至150°C以下 时出炉空冷，获得退火态合金； E、 将退火态合金机械粉碎后过200目筛，获得直径< 74ym的合金粉末，将合金粉与颗 粒直径为2. 5ym的羰基镍粉按质量比1:4混合均匀，在35MPa的压力下冷压成直径为15 mm的圆柱状实验电极片。
4. 根据权利要求3所述的一种混合动力汽车Ni-MH电池用高容量RE-Mg-Ti-Ni-Co-Al 系AB2型贮氢电极合金的制备方法，其特征在于，所述化学式组成中的Mg和RE在配比时增 加5%-10%比例的烧损量。
5. 根据权利要求3所述的一种混合动力汽车Ni-MH电池用高容量RE-Mg-Ti-Ni-Co-Al 系AB2型贮氢电极合金的制备方法，其特征在于，所述原材料的金属纯度多99. 5%。
6. 根据权利要求3所述的一种混合动力汽车Ni-MH电池用高容量RE-Mg-Ti-Ni-Co-Al 系AB2型贮氢电极合金的制备方法，其特征在于，所述保护气体为纯氦气或者氦气+氩气混 合气体，所述混合气体的体积比约为1:1。
7. 根据权利要求3所述的一种混合动力汽车Ni-MH电池用高容量RE-Mg-Ti-Ni-Co-Al 系AB2型贮氢电极合金的制备方法，其特征在于，步骤D中加热到800°C，保温时间4小时。
8. 根据权利要求3或7所述的一种混合动力汽车Ni-MH电池用高容量 RE-Mg-Ti-Ni-Co-Al系AB2型贮氢电极合金的制备方法，其特征在于，经步骤D处理后，AB2 型贮氢电极合金具有单相LaMgNi4结构。
【专利摘要】本发明涉及一种混合动力汽车Ni-MH电池用高容量RE-Mg-Ti-Ni-Co-Al系AB2型贮氢电极合金，其化学式组成为：La1-xRExMg1-yTiyNi4-z-mCozAlm，其中A侧元素化学成分为La1-xRExMg1-yTiy，B侧元素化学成分为Ni4-z-mCozAlm，式中x，y，z，m为原子比，且0.1≤x≤0.4，0.01≤y≤0.1，0.1≤z≤0.3，0.05≤m≤0.2；RE为除La以外、Ce、Sm、Y、Nd、Pr中的至少一种。该制备方法是经真空感应加热熔炼+惰性气体保护，获得均匀一致的快淬态合金薄片，采用快淬+退火工艺，使快淬后形成的少量非晶相退火后完全晶化，有效抑制后续电化学吸放氢过程中的氢致非晶化现象。本发明从成分设计及制备工艺两方面相结合，改善合金的电化学贮氢性能，其工艺易于掌握，适于规模化生产，所得合金最大放电容量为435mAh/g，是理论放电容量的92%，经300次电化学充放循环未发现明显的氢致非晶化现象。
【IPC分类】H01M4-38
【公开号】CN104701513
【申请号】CN201510008846
【发明人】高金良, 张羊换, 尚宏伟, 杨泰, 翟亭亭, 李亚琴
【申请人】微山钢研稀土材料有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年1月8日