本发明属于材料技术领域，特别涉及一种复合储氢合金材料的制备方法。
背景技术：
能源是人类的生存和发展所不可或缺的。随着人类社会的进步和生活水平的提高，对能源的需求也越来越大，人类已经意识到有限的化石能源，如石油、天然气等，终有一天被耗光，迫使人类努力寻找一种可再生清洁能源。
自1958年储氢合金被首次提出以来，储氢合金以其高能量密度、较好的循环稳定性、高倍率的良好性能以及其对环境的无污染受到全世界的广泛关注。镍氢电池是贮氢合金为负极材料的高能绿色二次电池。具有优异的电化学性能以及突出的环境兼容性和安全性能。锂离子电池的快速崛起对mh/ni电池的发展造成了一定的冲击，但是mh/ni电池仍然是混合动力电车的理想动力能源。目前，研究和开发新型高能量密度的电池已经成为mh/ni电池研究领域的热点课题。提高mh/ni电池性能的技术关键在于负极储氢合金材料。
目前，市场上大多数的电极材料容量衰减快，放电容量受温度影响大，甚至有一些电池的高倍率放电性能很差。
技术实现要素：
本发明涉及一种方法简单、能较好地提高电池的高倍率放电性能的si/la15fe2ni72mn7b2mo2复合储氢合金材料的制备方法。
本发明的技术方案如下：
(1)制备la15fe2ni72mn7b2mo2合金粉末
按照la15fe2ni72mn7b2mo2合金的质量比，以熔点由低到高依次从下到上将上述各纯金属放置到熔炼炉内按常规方法熔炼，熔炼成成分均匀的合金锭，将合金锭机械破碎并研磨成200目以下的粉末。
(2)制备si/la15fe2ni72mn7b2mo2复合储氢合金材料
按si与la15fe2ni72mn7b2mo2合金粉末的质量比为1-3:19-17的比例，将纳米单晶si和步骤(1)的合金粉末同时放入研钵中充分研磨，或置于球磨罐中，充入惰性气体保护，球磨0.5h，使其均匀混合，制成的si/la15fe2ni72mn7b2mo2复合储氢合金材料。
测试方法：
将合金粉末压制成片，制成模拟电池测试其电化学性能。用dc-5电池测试仪测试电化学性能，包括衰减性能，最大容量，以及倍率性能。其中最大容量和活化性能是在充、放电流密度均为60ma/g时进行测试。倍率性能首先在充、放电流密度均为60ma/g的情况下使电池活化，然后在充点电密度为60ma/g充电，在放电电流密度为120ma/g，180ma/g……600ma/g下依次放电，根据所得的放电容量比对出倍率性能。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
方法简单、能较好地提高电池的高倍率放电性能。在600ma/g电流密度下，上述复合储氢合金材料最大放电容量依然能达到230mah/g，不添加si的la15fe2ni72mn7b2mo2合金最大放电容量仅仅达到80mah/g。即在放电电流密度为600ma/g下的倍率性能从30％增加到80％以上。
附图说明
图1是本发明实施例1、2、3制备的复合储氢合金材料的xrd图；
图2是本发明实施例1、2、3储氢合金添加si前后的扫描电镜图，图中：a是不掺杂si的la-fe-b合金、b是掺杂5％si的la-fe-b复合合金、c是掺杂10％si的la-fe-b复合合金、d是掺杂15％si的la-fe-b复合合金。
图3是本发明实施例1、2、3制备的复合储氢合金材料的倍率放电性能图。
图4是本发明实施例1、2、3制备的复合储氢合金材料在不同放电电流密度下的放电容量图。
图5是本发明实施例1、2、3制备的复合储氢合金材料最大放电容量图。
具体实施方式
实施例1
按la15fe2ni72mn7b2mo2分子式的化学计量比配料，将la，b，fe，ni，mn，mo等(纯度均高于99.9％)金属，以熔点由低到高依次从下到上放置到熔炼炉中，用循环水冷却保护的铜坩埚内，在氩气氛围下电弧熔炼，为确保合金的均匀统一，将合金翻转熔炼三次。将熔炼好的合金自然冷却、取出，通过机械粉碎、研磨的方式，并用200目的筛子过筛，制备la15fe2ni72mn7b2mo2合金粉末。
取0.95g上述la15fe2ni72mn7b2mo2合金粉末和0.05gsi粉末放入研钵中研磨，使合金与si充分混合，形成si/la15fe2ni72mn7b2mo2复合储氢合金。
如图1所示，将si/la15fe2ni72mn7b2mo2复合合金粉末采用x射线粉末衍射仪分析合金的物相结构，主要有lani5相、la3ni13b2相、(fe，ni)相以及si相。
如图2所示，利用场发射sem电子显微镜对添加si前后的合金的形貌与显微结构进行分析，发现形貌上没有改变。
取上述si/la15fe2ni72mn7b2mo2复合储氢合金材料与羰基镍(复合材料与羰基镍粉的质量比为1:5)，在研钵中研磨10min左右，混合均匀后，将其置于模具中，在12～18mpa下冷压制成圆形电极片，将电极片与镍棒，利用点焊机焊接在一起，作为模拟电池的负极，用烧结的氢氧化镍作为模拟电池的负极，电解液为6mol/l氢氧化钾溶液。制作成模拟电池，然后连接到dc-5电池测试仪，测试其循环寿命、高倍率放电性能。
测定循环寿命时，充电的电流密度和放电的电流密度都为60mah/g。测定倍率性能时，充电电流密度为60mah/g，放电电流密度依次设置为60mah/g、120mah/g、180mah/g…600mah/g。
如图3和图4所示，可以看到，在600ma/g电流密度下，上述复合储氢合金材料最大放电容量依然能达到230ma·h/g，不添加si的la15fe2ni72mn7b2mo2合金最大放电容量仅仅达到80mah/g。即在放电电流密度为600ma/g下的倍率性能从30％增加到80％以上。
实施例2
按la15fe2ni72mn7b2mo2分子式的化学计量比配料，将la，b，fe，ni，mn，mo等(纯度均高于99.9％)金属，以熔点由低到高依次从下到上放置到熔炼炉中，用循环水冷却保护的铜坩埚内，在氩气氛围下电弧熔炼，为确保合金的均匀统一，将合金翻转熔炼三次。将熔炼好的合金自然冷却、取出，通过机械粉碎、研磨的方式，并用200目的筛子过筛，制备la15fe2ni72mn7b2mo2合金粉末。
取0.90g上述la15fe2ni72mn7b2mo2合金粉末和0.10gsi粉末放入研钵中研磨，使合金与si充分混合，形成si/la15fe2ni72mn7b2mo2复合储氢合金。
如图1所示，上述复合合金粉末主要有lani5相、la3ni13b2相、(fe，ni)相以及si相。
如图2所示，利用场发射sem电子显微镜对添加si前后的合金的形貌与显微结构进行分析，发现形貌上没有改变。
取上述si/la15fe2ni72mn7b2mo2复合储氢合金材料与羰基镍(复合材料与羰基镍粉的质量比为1:5)，在研钵中研磨10min左右，混合均匀后，将其置于模具中，在12～18mpa下冷压制成圆形电极片，将电极片与镍棒，利用点焊机焊接在一起，作为模拟电池的负极，用烧结的氢氧化镍作为模拟电池的负极，电解液为6mol/l氢氧化钾溶液。制作成模拟电池，然后连接到dc-5电池测试仪，测试其循环寿命、高倍率放电性能。
测定循环寿命时，充电的电流密度和放电的电流密度都为60mah/g。测定倍率性能时，充电电流密度为60mah/g，放电电流密度依次设置为60mah/g、120mah/g、180mah/g…600mah/g。
实施例3
按la15fe2ni72mn7b2mo2分子式的化学计量比配料，将la，b，fe，ni，mn，mo等(纯度均高于99.9％)金属，以熔点由低到高依次从下到上放置到熔炼炉中，用循环水冷却保护的铜坩埚内，在氩气氛围下电弧熔炼，为确保合金的均匀统一，将合金翻转熔炼三次。将熔炼好的合金自然冷却、取出，通过机械粉碎、研磨的方式，并用200目的筛子过筛，制备la15fe2ni72mn7b2mo2合金粉末。
取0.85g上述la15fe2ni72mn7b2mo2合金粉末和0.15gsi粉末放入研钵中研磨，使合金与si充分混合，形成si/la15fe2ni72mn7b2mo2复合储氢合金。
如图1所示，上述复合合金粉末主要有lani5相、la3ni13b2相、(fe，ni)相以及si相。
如图2所示，利用场发射sem电子显微镜对添加si前后的合金的形貌与显微结构进行分析，发现形貌上没有改变。
取si/la15fe2ni72mn7b2mo2复合储氢合金材料与羰基镍(复合材料与羰基镍粉的质量比为1:5)，在研钵中研磨10min左右，混合均匀后，将其置于模具中，在12～18mpa下冷压制成圆形电极片，将电极片与镍棒，利用点焊机焊接在一起，作为模拟电池的负极，用烧结的氢氧化镍作为模拟电池的负极，电解液为6mol/l氢氧化钾溶液。制作成模拟电池，然后连接到dc-5电池测试仪，测试其循环寿命、高倍率放电性能。
测定循环寿命时，充电的电流密度和放电的电流密度都为60mah/g。测定倍率性能时，充电电流密度为60mah/g，放电电流密度依次设置为60mah/g、120mah/g、180mah/g…600mah/g。
实施例4
按la15fe2ni72mn7b2mo2分子式的化学计量比配料，将la，b，fe，ni，mn，mo等(纯度均高于99.9％)金属，以熔点由低到高依次从下到上放置到熔炼炉中，用循环水冷却保护的铜坩埚内，在氩气氛围下电弧熔炼，为确保合金的均匀统一，将合金翻转熔炼三次。将熔炼好的合金自然冷却、取出，通过机械粉碎、研磨的方式，并用200目的筛子过筛，制备la15fe2ni72mn7b2mo2合金粉末。
取0.95g上述la15fe2ni72mn7b2mo2合金粉末和0.05gsi粉末置于球磨罐中，充入氩气保护，球磨0.5h，得到si/la15fe2ni72mn7b2mo2复合储氢合金。
取si/la15fe2ni72mn7b2mo2复合储氢合金材料与羰基镍(复合材料与羰基镍粉的质量比为1:5)，在研钵中研磨10min左右，混合均匀后，将其置于模具中，在12～18mpa下冷压制成圆形电极片，将电极片与镍棒，利用点焊机焊接在一起，作为模拟电池的负极，用烧结的氢氧化镍作为模拟电池的负极，电解液为6mol/l氢氧化钾溶液。制作成模拟电池，然后连接到dc-5电池测试仪，测试其循环寿命、高倍率放电性能。
测定循环寿命时，充电的电流密度和放电的电流密度都为60mah/g。测定倍率性能时，充电电流密度为60mah/g，放电电流密度依次设置为60mah/g、120mah/g、180mah/g…600mah/g。
实施例5
按la15fe2ni72mn7b2mo2分子式的化学计量比配料，将la，b，fe，ni，mn，mo等(纯度均高于99.9％)金属，以熔点由低到高依次从下到上放置到熔炼炉中，用循环水冷却保护的铜坩埚内，在氩气氛围下电弧熔炼，为确保合金的均匀统一，将合金翻转熔炼三次。将熔炼好的合金自然冷却、取出，通过机械粉碎、研磨的方式，并用200目的筛子过筛，制备la15fe2ni72mn7b2mo2合金粉末。
取0.90g上述la15fe2ni72mn7b2mo2合金粉末和0.10gsi粉末置于球磨罐中，充入氩气保护，球磨0.5h，形成si/la15fe2ni72mn7b2mo2复合储氢合金。
取上述si/la15fe2ni72mn7b2mo2复合储氢合金材料与羰基镍(复合材料与羰基镍粉的质量比为1:5)，在研钵中研磨10min左右，混合均匀后，将其置于模具中，在12～18mpa下冷压制成圆形电极片，将电极片与镍棒，利用点焊机焊接在一起，作为模拟电池的负极，用烧结的氢氧化镍作为模拟电池的负极，电解液为6mol/l氢氧化钾溶液。制作成模拟电池，然后连接到dc-5电池测试仪，测试其循环寿命、高倍率放电性能。
测定循环寿命时，充电的电流密度和放电的电流密度都为60mah/g。测定倍率性能时，充电电流密度为60mah/g，放电电流密度依次设置为60mah/g、120mah/g、180mah/g…600mah/g。
实施例6
按la15fe2ni72mn7b2mo2分子式的化学计量比配料，将la，b，fe，ni，mn，mo等(纯度均高于99.9％)金属，以熔点由低到高依次从下到上放置到熔炼炉中，用循环水冷却保护的铜坩埚内，在氩气氛围下电弧熔炼，为确保合金的均匀统一，将合金翻转熔炼三次。将熔炼好的合金自然冷却、取出，通过机械粉碎、研磨的方式，并用200目的筛子过筛，制备la15fe2ni72mn7b2mo2合金粉末。
取0.85g上述la15fe2ni72mn7b2mo2合金粉末和0.15gsi粉末置于球磨罐中，充入氩气保护，球磨0.5h，形成si/la15fe2ni72mn7b2mo2复合储氢合金。
取上述si/la15fe2ni72mn7b2mo2复合储氢合金材料与羰基镍(复合材料与羰基镍粉的质量比为1:5)，在研钵中研磨10min左右，混合均匀后，将其置于模具中，在12～18mpa下冷压制成圆形电极片，将电极片与镍棒，利用点焊机焊接在一起，作为模拟电池的负极，用烧结的氢氧化镍作为模拟电池的负极，电解液为6mol/l氢氧化钾溶液。制作成模拟电池，然后连接到dc-5电池测试仪，测试其循环寿命、高倍率放电性能。
测定循环寿命时，充电的电流密度和放电的电流密度都为60mah/g。测定倍率性能时，充电电流密度为60mah/g，放电电流密度依次设置为60mah/g、120mah/g、180mah/g…600mah/g。