[发明专利]RE-Fe-B系储氢合金

说明书

一：技术领域

本发明涉及一种RE-Fe-B系储氢合金。

二：技术背景

储氢合金是上世纪60年代末发现的一类具有高存储氢密度的功能材料，已 有储氢合金从组成上大致可分为六类：稀土系AB₅型如LaNi₅；镁系如Mg₂Ni、MgNi、 La₂Mg₁₇；稀土-镁-镍系AB_3-3.5型如La₂MgNi₉，La₅Mg₂Ni₂₃，La₃MgNi₁₄；钛系AB型如 TiNi、TiFe；锆、钛系Laves相AB₂型如ZrNi₂；钒系固溶体型如(V_0.9Ti_0.1)_1-xFe_x。

目前广泛使用的储氢材料是LaNi₅型储氢合金。该合金主要作为金属氢化物 -镍二次电池(MH/Ni)的负极材料，其理论电化学容量为373mAh·g^-1，实际 应用的商品负极材料Mm(NiCoMnAl)₅(其中，Mm为混合稀土金属)的最大容 量大约320mAh·g^-1，该储氢合金中由于含有价值较高的金属元素Co而成本较 高。LaNi₅型储氢合金的氢贮存量大约为1.3wt.％。为了开发电化学性能更高或 储氢量更大的储氢合金，对镁基合金的研究给予了高度的重视。镁基储氢合金 材料的理论电化学容量高，价格相对便宜，最有希望成为新一代高性价比储氢 负极材料，尤其是稀土-镁-镍系AB_3-3.5型储氢合金的研究取得了重要进展，但镁 基储氢材料由于含有活泼金属元素镁而表现出较差的化学稳定性。锆、钛系以 及钒系储氢材料由于活化困难、成本太高等原因都未被广泛应用。

为了降低LaNi₅型储氢合金的成本，一方面降低Co对Ni的取代量，另一方面 可以用Fe取代部分Ni。这种取代必然牺牲储氢合金的性能。文献《镍氢电池负 极用低成本储氢合金的研究》稀有金属，27(2001)：443-447的研究结果表明， 随AB5型储氢合金中Co含量的降低，合金寿命有所下降，但最高容量有所提高， 对活化性能影响不大。文献《贮氢电极合金M1(NiMnTi)_4.2Co_0.8-_xFe_x(x＝0-0.8) 的电化学性能》稀有金属材料与工程，28(1999)：302-304的研究表明，随着 Fe含量x的增加，合金的活化性能得到改善，但其最大放电容量、高倍率放电性 能及循环稳定性均有不同程度的降低。