储氢合金及其制备工艺的制作方法

本发明涉及合金制备，具体地，涉及一种储氢合金及其制备工艺。

背景技术：

1、随着科技的发展和社会的进步，人们的环保意识也日渐增强，环境污染和能源危机的问题已经受到人们的高度重视，作为绿色能源的高性能电池的研究开发已经成为各国发展的重点。其中，作为民用或混合动力汽车用的镍氢电池备受关注。然而现有的镍氢电池对工作工作温度要求较高，在60℃以上和-20℃以下地区无法保持良好充放电性能，限制了其在不同环境下的使用。在高温、低温下储氢合金负极材料的容量下降较快，对镍氢电池的放电性能的影响较大。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种储氢合金及其制备工艺。

2、本发明公开的一种储氢合金储氢合金为cacu5型结构，通式为ml(niacobmncaldx)，式中，a、b、c、d表示摩尔比，其数值范围分别为：3.9＜a＜4.8，0.3<b＜0.6，0<c<0.3，0<d<0.45，5.0＜a+b+c+d＜5.3，ml为la、ce、pr以及nd中的一种或多种，x为y、zr、cu以及er中的一种或多种。

3、根据本发明一实施方式，储氢合金粒度小于140目。

4、根据本发明一实施方式，储氢合金在45℃下的放氢平衡压不低于0.10mpa。

5、一种制备上述的储氢合金的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

6、按通式所示的合金设计成分称取相应的原料；

7、将原料放入坩埚中；

8、抽真空、烘炉、洗炉，充氩气增压；

9、熔炼至原料完全融化，精炼；

10、充氩气增压，浇铸并冷却后，获得合金薄片；

11、将合金薄片热处理，获得热处理态合金；

12、将热处理态合金制粒，得到储氢合金。

13、根据本发明一实施方式，抽真空、烘炉、洗炉，充氩气增压包括：

14、抽真空，使得反应炉内的气压不超过10pa；

15、烘炉、洗炉；

16、充氩气至反应炉内的气压达到0.02mpa。

17、根据本发明一实施方式，熔炼至原料完全融化，精炼包括：

18、每5分钟调节一次反应炉熔炼的功率，逐步调节反应炉的功率为50kw、100kw、150kw、200kw、240kw，温度为1450℃-1650℃，熔炼至原料完全熔化；

19、精炼3～10分钟。

20、根据本发明一实施方式，充氩气增压，浇铸并冷却后，获得合金薄片包括：

21、充氩气至反应炉内的气压达到0.03～0.05mpa；

22、熔融状态的原料浇铸并经水冷铜辊快速冷却，获得合金薄片。

23、根据本发明一实施方式，合金薄片的厚度为0.1-0.35mm。

24、根据本发明一实施方式，将合金薄片热处理包括：

25、将合金薄片放入退火炉中，在氩气保护气体中，在500～980℃的条件线下，保温5小时热处理。

26、根据本发明一实施方式，将热处理态合金制粒包括：

27、将合金薄片制成粒度小于140目的合金粉末。

28、本申请的有益效果在于：通过提高合金放氢平衡压来提高放电中值电压，通过成分调整及热处理使合金具有高于常规储氢合金的放氢平衡压，从而具有高于常规合金的低温性能，通过加入微量元素，使得合金具有较好的高温性能和低温性能；此外，高放氢平衡压使合金在低温状态下的放氢平台能满足放电需要，从而使合金在低温状态下，具有良好的电化学性能；并通过降低合金的mn含量，使储氢合金在电池体系中mn含量的析出減少，防止过高的平衡氢压増大合金的自放电性能，从而使合金能在宽温环境下使用的同时，还具有与常规储氢合金相当的自放电性能。

技术特征：

1.一种储氢合金，其特征在于，所述储氢合金为cacu5型结构，通式为ml(niacobmncaldx)，式中，a、b、c、d表示摩尔比，其数值范围分别为：3.9＜a＜4.8，0.3<b＜0.6，0<c<0.3，0<d<0.45，5.0＜a+b+c+d＜5.3，ml为la、ce、pr以及nd中的一种或多种，x为y、zr、cu以及er中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的储氢合金，其特征在于，其粒度小于140目。

3.根据权利要求1所述的储氢合金，其特征在于，其在45℃下的放氢平衡压不低于0.10mpa。

4.一种制备权利要求1所述的储氢合金的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的储氢合金的制备工艺，其特征在于，抽真空、烘炉、洗炉，充氩气增压包括：

6.根据权利要求4所述的储氢合金的制备工艺，其特征在于，熔炼至所述原料完全融化，精炼包括：

7.根据权利要求4所述的储氢合金的制备工艺，其特征在于，充氩气增压，浇铸并冷却后，获得合金薄片包括：

8.根据权利要求7所述的储氢合金的制备工艺，其特征在于，所述合金薄片的厚度为0.1-0.35mm。

9.根据权利要求4所述的储氢合金的制备工艺，其特征在于，将所述合金薄片热处理包括：

10.根据权利要求4所述的储氢合金的制备工艺，其特征在于，将所述热处理态合金制粒包括：

技术总结
本发明揭示了一种储氢合金及其制备工艺，其中储氢合金CaCu5型结构，通式为Ml(Ni<subgt;a</subgt;Co<subgt;b</subgt;Mn<subgt;c</subgt;Al<subgt;d</subgt;X)，式中，a、b、c、d表示摩尔比，其数值范围分别为：3.9＜a＜4.8，0.3<b＜0.6，0<c<0.3，0<d<0.45，5.0＜a+b+c+d＜5.3，Ml为La、Ce、Pr以及Nd中的一种或多种，X为Y、Zr、Cu以及Er中的一种或多种。包括。本申请通过通过提高合金放氢平衡压来提高放电中值电压，通过成分调整及热处理使合金具有高于常规储氢合金的放氢平衡压，从而具有高于常规合金的低温性能，通过加入微量元素，使得合金具有较好的高温性能和低温性能；此外，高放氢平衡压使合金在低温状态下的放氢平台能满足放电需要，从而使合金在低温状态下，具有良好的电化学性能。

技术研发人员：唐颖斐,赵原良
受保护的技术使用者：惠州星燚新材料技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13