专利名称：对 AB<sub>3</sub> 型储氢合金进行热碱化学镀镍的方法
技术领域：
本发明涉及冶金化学以及电化学研究领域，特别是对作为Ni/MH电池负极材料的AB3型储氢合金Laa35Pra3ciMga35N^9tlAla3tl进行热碱化学镀镍的方法。
背景技术：
商品化AB5型合金电极的放电容量已接近理论容量348 mAh/g，难以再提高其容量，不能适应Ni/MH动力电池的要求。目前新型AB3型储氢合金备受研究者青睐，其放电容量高达410 mAh/g。然而，在镍氢电池的使用过程中，作为负极材料的AB3型储氢合金由于与强碱性电解质长期接触，其表面被腐蚀氧化，合金颗粒的粉化，容量迅速衰减，使其实际应用受到限制。合金电极的性质不仅受到合金成分的影响，表面状态对合金的性质影响也很重要，这是因为作为吸氢过程的前提，氢气首先要在合金的表面发生分解反应，生成氢原子，随后氢原子透过合金的表面层进入基体。此外，在充放电过程中，电子通过合金表面传导给电解液，因此，具有良好电子传导性的表面，成为影响电极反应的重要因素。通过改善合金表面的导电性、催化活性、氢原子的扩散性能、抗腐蚀抗粉化能力以及热传导性，来提高储氢合金的整体 性能。利用热碱化学镀镍复合处理合金后，由于镀层金属Ni的存在，储氢合金的抗氧化腐蚀能力增强，延缓了碱液对储氢合金的腐蚀氧化。此外，由于金属Ni具有良好的导电性，为反应提供更多的电子，有利于电荷的转移，促进H离子在合金表面的吸/放氢反应。
发明内容
本发明的目的是提供一种对AB3型储氢合金La。.35PrQ.30Mg0.35Ni2.90A10.30进行热碱化学镀镍的方法，以改善电极的综合性能。具体步骤为:
(I)在氩气保护下，AB3型储氢合金Laa35Pra3tlMga35Ni2JAla3tl通过真空感应熔炼金属原料制备，储氢合金锭被机械粉碎后，以225 250转/分的转速球磨30 60分钟，筛分200 300目的Laa35Pra3ciMga35N^9tlAla3tl储氢合金粉末用于后续改性处理。(2)取步骤(I)所得 200 300 目的 La0.35Pr0.30Mg0.35Ni2.90A10.30 的储氢合金粉末，用质量百分比为30%的KOH溶液浸泡5 10小时，温度控制在90 110°C。(3)将步骤(2)碱活化过后的储氢合金粉末用去离子水反复洗涤后，80°C真空干燥20小时后放入镀镍溶液中，在温度80 100°C下，搅拌5分钟，溶液PH=Il 12 ;所述镀镍溶液组成为:NiCl2.6H20 24 25 g/L、NaHCO3 45 46 g/L, N2H4.H2O 40 41 g/L、K2CO3 69 70 g/L、Na2HPO4 87 88 g/L 和 KOH 13 14 g/L。(4)将经过步骤(3)处理后的储氢合金粉末用去离子水反复洗涤后，80°C真空干燥20小时。本发明对La。.35Pr0.30Mg0.35Ni2.90A10.30储氢合金进行热碱化学镀镍处理，提高了电极的循环性能和动力学性能，为动力电池用镍氢电池负极材料的开发提供参考。
具体实施例方式实施例:
(I)在氩气保护下，AB3型储氢合金Laa35Pra3ciMga35N^9ciAla3tl通过真空感应熔炼金属原料制备，储氢合金锭被机械粉碎后，以250转/分的转速球磨40分钟，筛分300目的Laa35Pra3tlMga35Ni2JAla3t^金粉末用于后续改性处理。(2)取步骤(I)所得300目的La。.35Pr0.30Mg0.35Ni2.90A10.30储氢合金粉末，用质量百分比为30% KOH溶液浸泡5小时，温度控制在100°C。(3)将步骤(2)碱活化过后的储氢合金粉末用去离子水洗涤后，80°C真空干燥20小时；将储氢合金粉末放入镀镍溶液中，85°C下搅拌5分钟，溶液pH =11.5;所述镀镍溶液组成为=NiCl2.6H20 24.79 g/L、NaHCO3 45.06 g/L、N2H4.H2O 40.67 g/L、K2CO3 69.10g/L、Na2HPO4 87.09 g/L 和 KOH 13.14 g/L。(4)经过步骤(3)处理后的储氢合金粉末用去离子水反复洗涤后，80°C真空干燥20小时，封装备用。
利用上述工艺，对Laa35Pra3ciMga35N^9tlAla3tl储氢合金进行热碱化学镀镍处理，测定电极的循环稳定性和动力学性能，结果如下:
I)经过热碱化学镀镍处理后，电极的最大放电容量从356 mAh/g降低到293 mAh/g,循环稳定性得到改善。40次循环后的容量保持率从68.1%增加为87.5%。热碱预处理增强了电极的活化性能，而化学镀镍在合金表面形成保护膜，阻止合金在充放电过程被氧化，且富Ni层可以作为集流体，能有效改善电极的导电和导热性能，使电极表现出良好的循环稳定性。2)经处理后，交换电流密度从198 mA/g提高到253 mA/g，极限电流密度由871mA/g提高至930 mA/g。热碱化学镀镍处理除去合金表面氧化层，同时镀上富Ni层，更有利于H在合金表面的进出，Ni具有很高的电催化活性和导电性，加快了合金表面的电子转移，从而增强电极的电化学反应动力学性能。
权利要求
1.一种对AB3型储氢合金进行化学镀镍的方法，其特征在于具体步骤为: (1)在氩气保护下，AB3型储氢合金Laa35Pra3tlMga35Ni2JAla3tl通过真空感应熔炼金属原料制备，储氢合金锭被机械粉碎后，以225 250转/分的转速球磨30 60分钟，筛分200 300目的Laa35Pra3ciMga35N^9tlAla3tl储氢合金粉末用于后续改性处理； (2)取步骤(I)所得200 300目的La。.S5Pra3ciMga35N^9tlAlc1.3Q的储氢合金粉末，用质量百分比为30%的KOH溶液浸泡5 10小时，温度控制在90 110°C ； (3)将步骤(2)碱活化过后的储氢合金粉末用去离子水反复洗涤后，80°C真空干燥20小时后放入镀镍溶液中，在温度80 100°C下，搅拌5分钟，溶液PH=Il 12 ;所述镀镍溶液组成为=NiCl2.6H20 24 25 g/L、NaHCO3 45 46 g/L、N2H4.H2O 40 41 g/L、K2CO3 69 70 g/L、Na2HPO4 87 88 g/L和 KOH 13 14 g/L ； (4)将经过步骤(3)处理后的储氢合金粉末用去离子水反复洗涤后，80°C真空干燥20小时。`
全文摘要
本发明公开了一种对AB3型储氢合金进行热碱化学镀镍的方法。称取200~300目的La0.35Pr0.30Mg0.35Ni2.90Al0.30的储氢合金粉末，用质量百分比为30%的KOH溶液浸泡5~10小时，温度控制在90~110℃；将碱活化过后的储氢合金粉末用去离子水洗涤后，80℃真空干燥20小时后放入镀镍溶液中，在温度80~100℃下，搅拌5分钟，溶液pH=11~12；所述镀镍溶液组成为NiCl2·6H2O24~25g/L、NaHCO345~46g/L、N2H4·H2O40~41g/L、K2CO369~70g/L、Na2HPO487~88g/L和KOH13~14g/L；将处理后的储氢合金粉末用去离子水洗涤后，80℃真空干燥20小时。本发明对La0.35Pr0.30Mg0.35Ni2.90Al0.30合金进行热碱化学镀镍处理，提高了电极的循环性能和动力学性能。
文档编号C23C18/36GK103103509SQ201310071929
公开日2013年5月15日 申请日期2013年3月7日 优先权日2013年3月7日
发明者黄红霞 申请人:桂林理工大学