型储氢合金的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于材料化学以及电化学研宄领域，特别涉及一种利用氟化处理对AB3型La0.94Mg0.06附3.49^Ο0.73^0.12Α1α2(ι储氢合金进行表面改性的方法。
【背景技术】
[0002]随着人们对环境保护意识的增强，许多研宄工作者把镍氢电池作为电动汽车和混合动力车的电源。电动汽车的广泛应用对城市的空气质量、国家能源自主性和国际贸易平衡具有重要的影响，而高效的电池是实用性电动汽车发展的技术关键。镍氢电池因其具有高的能量密度、大功率、寿命长、耐腐蚀、工作温度范围宽、快速充电、密封维护保养及无故障操作以及对环境友好的优点，而被广泛的应用到电动车辆上。镍氢电池的负极材料是储氢合金，商业化的AB5型储氢合金的容量已接近其理论容量，很难再被提高，这也使镍氢电池的发展受到阻碍，寻找高容量的储氢材料已成为目前研宄的重点。AB3型储氢合金因其具有高的放电容量，近年来受到科学工作者的青睐，但因其表面易氧化，易腐蚀、循环稳定性差，一直以来很难被商业化。目前在提高AB3型储氢合金循环稳定性的众多方法中，氟化处理是一种简单有效的方法。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种利用氟化处理表面改性AB3型储氢合金的方法。
[0004]本发明的思路:利用氟化液对Laa94Mgaci6Ni^49Coa73Mnchl2Ala2ci合金进行表面改性，使合金的表面组成发生变化，从而提高合金电极的电化学性能。
[0005]具体步骤为:
(I)通过真空感应熔炼法制备AB3型La Cl94Mgatl6Ni3JCoa73Mnai2Ala2。母体合金，合金锭机械粉碎后，以转速250~300转/分钟球磨60~90分钟，筛分出200~300目的La。.94MgQ.Q6Ni3.49Co0.73Mn0.12A10.2(l 合金颗粒粉末。
[0006](2)将步骤(I)制得的Laa94Mgaci6Ni^49C0a73Mnai2Ala2ci合金颗粒粉末放入含有0.1-0.3 mol/L HF和0.2 mol/L NaF的水溶液中，室温搅拌15-20分钟后，再加入0.05mol/L的NaBHjK溶液，直至氢气泡完全消失，将处理过的La 0.94Mg0.06Ni3^gCo0.DMnai2Ala2tl合金颗粒粉末依次用去离子水和无水乙醇进行洗涤，然后在60°C下真空干燥5~8小时，即制得利用氟化处理表面改性的AB3型储氢合金。
[0007]本发明方法操作简单，易于大规模推广，且通过对具有良好应用前景的Ni/MH电池负极材料-AB3型储氢合金进行表面改性，获得了具有良好循环稳定性以及优异动力学性能的合金电极材料。
【具体实施方式】
[0008]实施例1:
(I)通过真空感应熔炼法制备AB3型La Cl94Mgatl6Ni3JCoa73Mnai2Ala2。母体合金，合金锭机械粉碎后，以转速300转/分钟球磨60分钟，筛分出300目的Laa94Mgatl6Ni^49Coa73Mn0.12Al0.2(|合金颗粒粉末ο
[0009](2)将步骤(I)制得的Laa94Mgaci6Nii49Coa73Mnai2Ala2tl合金颗粒粉末放入含有0.1mol/L HF和0.2 mol/L NaF的水溶液中，室温搅拌20分钟后，再加入0.05 mol/L的NaBH4水溶液，直至氢气泡完全消失，将处理过的Laa94Mgaci6Nii49Coa73Mna 12AIa2tl合金颗粒粉末依次用去离子水和无水乙醇进行洗涤，然后在60°C下真空干燥7小时，即制得利用氟化处理表面改性的AB3型储氢合金，编号为I。
[0010]实施例2:
将步骤(2)中HF水溶液的浓度改为0.2 mol/L，其余同实施例1，制得利用氟化处理表面改性的AB3型储氢合金，编号为2。
[0011]实施例3:
将步骤(2)中HF水溶液的浓度改为0.3 mol/L，其余同实施例1，制得利用氟化处理表面改性的AB3型储氢合金，编号为3。
[0012]对实施例1~3制得的利用氟化处理表面改性的AB3型储氢合金，用LAND 5.3B电池测试系统以及CHI660E电化学工作站分别测定其电极的循环稳定性和动力学性能，结果如下:
I)氟化处理后电极的最大放电容量有所提高，从346.4 mAh/g (未经氟化处理)增加到384.2 mAh/g (I号样品)。
[0013]2)氟化处理后电极的循环稳定性得到了改善，50次充放电循环后，容量保持率从69.5%(未经氟化处理)增加到74.3% (3号样品)。
[0014]3)氟化处理后电极的交换电流密度、极限电流密度和腐蚀电位也都得到提高，电化学反应阻抗减小。
[0015]研宄结果证实，上述实施例运用不同浓度的氟化液对Laa94Mgaci6N^49Coa73Mntll2Al。.2。合金进行处理，改变了母体合金的结构，处理后的合金除了具有母体合金的LaNi 5相和La2Ni7相外，还有MgFiJ^相产生；氟化处理不仅提高合金电极的循环稳定性，还能改善其动力学性质。
【主权项】
1.一种利用氟化处理表面改性AB 3型储氢合金的方法，其特征在于具体步骤为: (1)通过真空感应熔炼法制备AB3型LaCl94Mgatl6Ni3JCoa73Mnai2Ala2。母体合金，合金锭机械粉碎后，以转速250~300转/分钟球磨60~90分钟，筛分出200~300目的La。.94MgQ.Q6Ni3.49Co0.73Mn0.12A10.2(l合金颗粒粉末； (2)将步骤(I)制得的Laa94Mgatl6Ni3.Joa73Mntll2Ala2tl合金颗粒粉末放入含有0.1-0.3mol/L HF和0.2 mo I/L NaF的水溶液中，室温搅拌15~20分钟后，再加入0.05 mol/L的NaBH^K溶液，直至氢气泡完全消失，将处理过的La 0.94Mg0.06Ni3.49Co0.73Mn0.12A10.2(l合金颗粒粉末依次用去离子水和无水乙醇进行洗涤，然后在60°C下真空干燥5~8小时，即制得利用氟化处理表面改性的AB3型储氢合金。
【专利摘要】本发明公开了一种利用氟化处理表面改性AB3型储氢合金的方法。通过真空感应熔炼法制备AB3型La0.94Mg0.06Ni3.49Co0.73Mn0.12Al0.20合金，合金锭机械粉碎后，球磨筛分出200~300目的合金颗粒粉末，然后放入含有0.1~0.3mol/L HF和0.2mol/L NaF的溶液中，室温搅拌15~20分钟后，加入0.05mol/L的NaBH4溶液，直至氢气泡完全消失，将合金粉末依次用去离子水和无水乙醇进行洗涤后，60℃下真空干燥5~8小时，获得改性合金。本发明方法操作简单，易于大规模推广，且获得了具有良好的循环稳定性以及优异动力学性能的AB3型储氢合金电极。
【IPC分类】C23C22-34, H01M4-38, H01M4-26
【公开号】CN104846360
【申请号】CN201510248486
【发明人】黄红霞, 李国辉, 王新颖
【申请人】桂林理工大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月17日