利用Ni-B-C合金改性La-Mg-Ni基储氢合金的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用Ni?B?C合金改性La?Mg?Ni基储氢合金的方法。分别制得La?Mg?Ni基储氢合金和Ni?B?C合金粉末，然后将La?Mg?Ni基储氢合金和Ni?B?C合金粉末按照质量比例混合均匀后球磨，球料比为20:1，球磨机转速为150~200 rpm，球磨时间0.5~1.0 h，即实现利用Ni?B?C合金改性La?Mg?Ni基储氢合金La0.94Mg0.06Ni3.49Co0.73Mn0.12Al0.20。本发明方法操作简单，且添加Ni?B?C合金粉末后，电极的最大放电容量和容量保持率均得到提高，对镍氢电池的发展具有一定的现实意义。
【专利说明】
利用N 1-B-C合金改性La-Mg-N i基储氢合金的方法
技术领域
[0001]本发明属于材料化学以及电化学研究领域，特别涉及一种利用球磨得到的N1-B-C合金对La-Mg-Ni 基储氢合金 La。.94Mg0.Q6Ni3.49Co().73Mn().12Al().20 进行改性的方法。
【背景技术】
[0002]随着人们环保意识的增强，混合动力汽车将会有更广阔的市场。在现有混合动力电池市场份额中，98%为镍氢动力电池。镍氢电池的负极材料主要是储氢合金，La-Mg-Ni基储氢合金具有比商业化的AB5型稀土系储氢合金更大的晶胞体积，可容纳更多的氢而具有更大的放电容量。La-Mg-Ni基储氢合金未能替代六85型储氢合金的主要原因是循环稳定性较差，这是现在急需克服的困难。
[0003]研究人员注意到，Co-X(X = B, S，P, Si等)无定形合金有良好的电化学性能。研究者将Co粉末与P粉末球磨，制成Ni/MH电池的负极，考察其电化学性能，发现最大放电容量达到300 mAh/g，100次循环后，容量保持率为95%。
[0004]本发明将球磨法得到的N1-B - C的合金粉末与La -Mg -N i基储氢合金La0.94Mg0.Q6Ni3.49Co().73Mn().12Al().2()以不同比例混合后球磨，作为Ni/MH电池的负极，最大放电容量和循环稳定性均得到了提高。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种利用N1-B-C合金对La-Mg-Ni基储氢合金La0.94Mg0.06Ni 3.49C00.73Mn0.12AI ο.20进行改性的方法。
[0006]本发明思路:采用球磨得到N1-B-C合金，再按一定比例与La-Mg-Ni基储氢合金La0.MMgoiNi^gCoLnmAlo』球磨得到复合合金，以提高其电化学性能，使其作为镍氢电池的负极材料得到更好应用。
[0007]具体步骤为:
(I )按照储氢合金1^0.94]\%().()6祖3.4900().73]/[11().1241().2()的摩尔配比称取纯度在99%以上的金属原料，在氩气保护下，通过真空感应熔炼法制备储氢合金，将铸锭翻转重熔2?3次后研碎，过200 目筛，制得 1^_]\%-祖基储氣合金1^。.94]\%。.。6附3.4900。.73]/[11。.12厶1().20。
[0008](2)在500 mL蒸馏水中加入15 g NiCl2.6H2O, 95°C磁力搅拌下，滴加100?200mL 0.1 mol/L的NaBH4溶液，所得产物用无水乙醇洗涤2次，在75°C条件下干燥5 h得到N1-B合金粉末，将N1-B合金粉末与石墨粉按照质量比为6:4混合均勾，以200?400 rpm的转速球磨5?1 h，球磨比为10:1或20:1，S卩制得N1-B-C合金粉末。
[0009](3)将步骤(I)制得的La-Mg-Ni基储氢合金La0.MMg0.0sNi^CoojMnmAlo』和步骤(2)制得的N1-B-C合金粉末按照质量比例混合均匀后球磨，球料比为20:1，球磨机转速为150?200 rpm，球磨时间0.5?1.0 h，即实现利用N1-B-C合金改性La-Mg-Ni基储氢合金La0.94Mg0.06Ni3.49Co0.73Mn0.12A10.20。
[0010]所述质量比例为9:1、8.5:1.5或8:2。
[0011]本发明方法通过球磨将球磨得到的N1- B - C合金粉末添加到储氢合金La0.94Mg0.Q6Ni3.49Co().73Mn().12Al().2()中，操作简单，且添加N1-B-C合金粉末后，电极的最大放电容量和容量保持率均得到提高，对镍氢电池的发展具有一定的现实意义。
【具体实施方式】
[0012]实施例1:
(I )按照储氢合金1^0.94]\%().()6祖3.4900().73]/[11().1241().2()的摩尔配比称取纯度在99.9%的金属原料，在氩气保护下，通过真空感应熔炼法制备储氢合金，将铸锭翻转重熔3次后研碎，过200 目筛，制得 1^_]\%-祖基储氣合金1^0.94]\%0.06祖3.49000.73]/[110.12八10.200
[0013](2)在500 mL蒸馏水中加入15 g NiCl2.6H2O, 95°C磁力搅拌下，滴加100 mL0.1 mol/L的NaBH4溶液，所得产物用无水乙醇洗涤2次，在75°C条件下干燥5 h得到N1-B合金粉末，将N1-B合金粉末与石墨粉按照质量比为6:4混合均勾，以200 rpm的转速球磨10 h，球磨比为10:1，即制得N1-B-C合金粉末。
[0014](3)将步骤(I)制得的La-Mg-Ni基储氢合金La0.94Mg0.()6Ni3.49Co().73Mn().12Al().2()和步骤(2)制得的N1-B-C合金粉末按照质量比例9:1混合均匀后球磨，球料比为20:1，球磨机转速为150印111，球磨时间1.0 h，即实现利用N1-B-C合金改性La-Mg-Ni基储氢合金La0.94Mg0.06Ni3.49Co0.73Mn0.12A10.20。
[0015]实施例2:
(I )按照储氢合金1^0.94]\%().()6祖3.4900().73]/[11().1241().2()的摩尔配比称取纯度在99.9%的金属原料，在氩气保护下，通过真空感应熔炼法制备储氢合金，将铸锭翻转重熔3次后研碎，过200 目筛，制得 1^_]\%-祖基储氣合金1^0.94]\%0.06祖3.49000.73]/[110.12八10.200
[0016](2)在500 mL蒸馏水中加入15 g NiCl2.6H2O, 95°C磁力搅拌下，滴加200 mL0.1 mol/L的NaBH4溶液，所得产物用无水乙醇洗涤2次，在75°C条件下干燥5 h得到N1-B合金粉末，将N1-B合金粉末与石墨粉按照质量比为6:4混合均勾，以400 rpm的转速球磨5 h，球磨比为20:1，即制得N1-B-C合金粉末。
[0017](3)将步骤(I)制得的La-Mg-Ni基储氢合金La0.94Mg0.()6Ni3.49Co().73Mn().12Al().2()和步骤(2)制得的N1-B-C合金粉末按照质量比例8.5:1.5混合均匀后球磨，球料比为20:1，球磨机转速为2 O O rpm，球磨时间0.5 h，即实现利用N 1-B-C合金改性La-Mg-N i基储氢合金La0.94Mg0.06Ni3.49Co0.73Mn0.12A10.20。
[0018]实施例3:
(I )按照储氢合金1^0.94]\%().()6祖3.4900().73]/[11().1241().2()的摩尔配比称取纯度在99.9%的金属原料，在氩气保护下，通过真空感应熔炼法制备储氢合金，将铸锭翻转重熔2次后研碎，过200 目筛，制得 1^_]\%-祖基储氣合金1^0.94]\%0.06祖3.49000.73]/[110.12八10.200
[0019](2)在500 mL蒸馏水中加入15 g NiCl2.6H2O, 95°C磁力搅拌下，滴加150 mL0.1 mol/L的NaBH4溶液，所得产物用无水乙醇洗涤2次，在75°C条件下干燥5 h得到N1-B合金粉末，将N1-B合金粉末与石墨粉按照质量比为6:4混合均勾，以300 rpm的转速球磨7.5h，球磨比为20:1，即制得N1-B-C合金粉末。
[0020](3)将步骤(I)制得的La-Mg-Ni基储氢合金La0.94Mg0.()6Ni3.49Co().73Mn().12Al().2()和步骤(2)制得的N1-B-C合金粉末按照质量比例8: 2混合均匀后球磨，球料比为20:1，球磨机转速为200印111，球磨时间0.5 h，即实现利用N1-B-C合金改性La-Mg-Ni基储氢合金La0.94Mg0.06Ni3.49Co0.73Mn0.12A10.20。
[0021]用LAND 5.3B电池测试系统以及CHI 660E电化学工作站分别测定上述实施例改性合金的循环稳定性和动力学性能，结果如下:
(I)未改性合金电极的最大放电容量为346 mAh/g，当其与N1-B-C合金粉末按照9:1、8.5:1.5、8:2的比例球磨复合后，得到的电极最大放电容量分别提高到363 mAh/g,366mAh/g和360 mAh/g。
[0022](2) 50个循环后电极的容量保持率从未改性电极的70%增加到77%、75%、和77%。
【主权项】
1.一种利用N1-B-C合金改性La-Mg-Ni基储氢合金的方法，其特征在于具体步骤为: (I )按照储氢合金1^0.94]\%().()6祖3.4900().73]/[11().1241().2()的摩尔配比称取纯度在99%以上的金属原料，在氩气保护下，通过真空感应熔炼法制备储氢合金，将铸锭翻转重熔2?3次后研碎，过200 目筛，制得 1^_]\%-祖基储氢合金1^0.94]\%0.06附3.49000.73]/[110.12八10.20;(2)在500mL蒸馏水中加入15 g NiCl2.6Η20，95°C磁力搅拌下，滴加100?200 mL.0.1 mol/L的NaBH4溶液，所得产物用无水乙醇洗涤2次，在75°C条件下干燥5 h得到N1-B合金粉末，将N1-B合金粉末与石墨粉按照质量比为6:4混合均勾，以200?400 rpm的转速球磨5-10 h，球磨比为10:1或20:1，S卩制得N1-B-C合金粉末；(3)将步骤(I)制得的La-Mg-Ni基储氢合金La0.94Mg0.Q6Ni3.49Co().73Mn().12Al().20和步骤(2)制得的N1-B-C合金粉末按照质量比例混合均匀后球磨，球料比为20:1，球磨机转速为150?200 rpm，球磨时间0.5?1.0 h，即实现利用N1-B-C合金改性La-Mg-Ni基储氢合金La0.94Mg0.06Ni3.49Co0.73Mn0.12A10.20 ； 所述质量比例为9:1、8.5:1.5或8:2。
【文档编号】B22F1/00GK106001543SQ201610401758
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月9日
【发明人】黄红霞, 谢文强, 于文婉, 王新颖
【申请人】桂林理工大学