专利名称：一种新型高容量的储氢电极材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新型高容量的储氢电极材料，属于功能材料领域。
背景技术：
近年来，由于计算机、通讯设备、家电设备和音像设备等电子产品的普及，对高容量的二次电池的需求日益增加。同时由于环境保护的需要，世界各国都在致力于研究开发高能量密度、长寿命和无污染的"绿色电池"。传统的镉-镍电池在比能量等方面以不能适应新的要求，且镉-镍电池所用的镉具有毒性。在这种背景下，以贮氢合金作为负极材料的金属氢化物-镍(Ni/MH) 二次电池引起了人们广泛的关注，并在产业化方面取得了重大的突破。与Ni-Cd电池相比，Ni/腿电池具有以下优点能量密度比普通的Ni-Cd电池高1. 5至2倍；电池可快速充放电；不存在记忆效应；耐过充过放能力强；电池不含有毒物质。此外由于Ni/MH电池的工作电压(1. 2V)与Ni-Cd电池相同，Ni/MH电池与Ni-Cd电池有良好的互换性。作为一种新型的高容量的绿色二次电池，Ni/MH电池有良好的发展前景。
LaNi5型合金作为电极负极材料，其理论电化学容量可以达到372mAh. g—、但电池的寿命很短。其关键原因是在反复吸放氢的过程中，引起合金持续粉化、比表面增大、表面能增大，从而增大了合金在碱性介质的腐蚀速度，从而使合金电极容量在充放电循环过程中迅速衰减。为了降低合金成本和改善充放电过程的循环稳定性，我国和日本研究采用混合稀土金属来代替LaNi5中高价的La，并用Co、Mn、Al等元素来对合金中的Ni进行了部分替代，非常明显的改善了 LaNis型合金综合的贮氢性能。尤其是Co元素对抑制合金的膨胀，减轻合金粉化可以起到明显作用，可以明显提高电极的循环稳定性，从而使LaNi5型合金商品化成为可能，当前比较典型的商品合金有Mm(NiMnAlCo)5和Ml (NiMnAlCo) 5等。
LaNi5型混合稀土贮氢合金具有易活化、较高的放电容量(300 320mAh. g—0 、较好的高倍率放电性能和循环稳定性及成本低廉等优点，现已成为世界各国Ni/MH电池产业的主干负极材料。但LaNi5型合金的放电容量还是存在便小的特点，不能满足日益发展的需求。 LaNi3型合金在10-4(TC及3. 3MPa氢压下吸氢，其贮氢量可达H/M = 1. 25 (重量比1. 6wt% )，理论电化学容量为430mAh/g，高于AB5型贮氢合金的理论容量。但LaNi3型合金的吸氢放氢压力有很大的滞后，其放氢曲线没有明显的放氢平台且由于合金的放氢压力很低，合金的放电容量仅有150mAh/g，远小于其理论容量，无法具有使用之目的。同时，La2Ni7型合金作为一种理论上的储氢材料，其理论电化学容量与LaNi3型合金相当，但由于在吸放氢过程中成为非晶，无法成为稳定的电极材料。 本发明的目的是提供一种新型的La-Mg-Ni合金，从而实现在作为电池负极材料中具有较高的放电容量及比较好的电循环寿命。
发明内容
本发明的目的，是提供一种新型高容量储氢电极材料La-Mg-Ni合金。是在现有的La2Ni7型合金中添加适当的Mg元素，用于制作Ni/MH 二次电池的负极材料，可提高电极的放电容量，同时具有良好的电极循环寿命。 本发明的技术方案是在一种新型高容量储氢电极材料La-Mg-Ni合金中，将La与Mg的原子比之和与Ni的原子比固定在1 : 3. 5，同时La含量为25 38X (质量)，Mg含量为0. 7 2. 5% (质量)，Ni为余量。 上述合金所述的互动商务广告终端，是通过计算机一体化技术，将音视频通讯和身份识别等功能模块应用到商务服务终端中。通过与网络管理平台连接的互动商务广告终端，顾客可直接与相应的广告主洽谈业务，同时供应商通过身份识别客户身份完成商品交易。 本发明的优点为 1)采用本发明的合金材料制作成的电极负极材料，具有良好的放氢平台和放氢压力，从而具有非常好的电化学容量； 2)采用本发明的合金材料制作成的电极负极材料，由于抑制了 La2Ni7型合金在充放电过程中的非晶化过程，从而保证了具有良好循环寿命； 3)制作本发明的合金材料制作工艺简单，可以采用常规的真空熔炼法及粉末冶金法进行生产，技术易于掌握和实施，成本无增加。
具体实施方式
按照表1的配置，取原料在真空感应炉进行熔炼制备新型高容量储氢电极材料La-Mg-Ni合金。 实施例1 3合金成分见表1 。 表1 :各实施例合金成分(质量百分数)
实施例LaMgNi
130. 22. 58余量
232. 81. 9余量
337. 30. 68余量 其中Mg元素的加入可以以纯金属加入也可以以MgNi中间合金的形式加入。将制备的合金进行均匀化处理并机械破碎粉末化后过100百目的筛密封保存。
将粉末制备成制作Ni/MH电极负极材料，进行电寿命测试。
实施例1 合金经过3到5次循环即可活化，最大放电容量为300mAh/g， 100次循环电极放电容量保持率为70%。
实施例2 合金经过1到3次循环即可活化，最大放电容量为410mAh/g， 100次循环电极放电容量保持率为89%。
实施例3 合金经过1到3次循环即可活化，最大放电容量为390mAh/g， 100次循环电极放电容量保持率为83%。 结论在La2Ni7型合金中添加适当的Mg元素形成La-Mg-Ni合金，Mg原子取代La原子位置形成金属间化合物。以La-Mg-Ni合金制作成的Ni/MH 二次电池负极材料，与不含Mg的La2Ni7合金相比，可以明显改善最大放电容量和电极循环寿命，具有商业化之目的。
权利要求
一种新型高容量的储氢电极材料，其特征在于所述的材料为La-Mg-Ni合金，其中La与Mg的原子比之和与Ni的原子比固定在1∶3.5。
2. 根据权利要求1所述的La-Mg-Ni合金，其特征在于La含量为30 38% (质量)， Mg含量为0. 6 2. 6% (质量)，Ni为余量。
全文摘要
本发明涉及一种新型高容量的储氢电极材料，适合于Ni/MH二次电池的负极材料。其特征在于，所述的材料为La-Mg-Ni合金，其中，La含量为30～38％(质量)，Mg含量为0.6～2.6％(质量)，Ni为余量，同时La与Mg的原子比之和与Ni的原子比固定在1∶3.5。该材料通过在La2Ni7型合金中添加有益的合金化元素Mg，通过Mg原子置换La原子，形成稳定的置换型固熔体合金(La，Mg)2Ni7合金，避免了La2Ni7型合金在吸放氢过程中非晶化倾向。该材料用于Ni/MH二次电池材料，大大提高了储氢电极的放电化学容量及电循环寿命，具有商业使用之目的。
文档编号H01M4/46GK101740771SQ200910191678
公开日2010年6月16日 申请日期2009年12月1日 优先权日2009年12月1日
发明者章应 申请人:章应