[发明专利]镍氢电池用La-Mg-Ni型负极储氢材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种镍氢电池负极储氢材料，尤其涉及一种La-Mg-Ni型镍氢电池负极储氢材料。 

技术背景

金属氢化物-镍电池自上世纪90年代投入市场以来，由于其具有容量高、寿命长，无记忆效应、无环境污染等特点，广泛受到欢迎，市场占有率越来越高。电池的类型也由AA、AAA普通电池向其他多种类型发展，产品广泛应用于电动工具、家用电器、计算机、航天、通讯和助力车等，发展十分迅速。随着金属氢化物-镍电池应用领域的增加，对电池性能的要求也越来越高。特别是近年来人们逐步认识到电池的存储性能和自放电特性对电池的性能有很大的影响，电池的存储性能不好将直接导致电池的报废，而电池的自放电太大将不利于电池的使用，同时也将导致电能的浪费。因此研究开发具有长期存贮特性和低自放电特性的电池成为近年来的热点。 

电池的自放电主要是由于电池在非工作状态下，正极的氧析出与负极的氢相结合产生的。而改善电池的自放电特性主要方法就是提高正极的氧和负极的氢在电极中的稳定性。为此人们做了许多工作，如对正极粉包覆钴，改善隔膜和电解液，在正负极中添加一些稳定性添加剂等，这些工作对镍氢电池的自放电特性确实起了一些改善作用，但依然没有从根本上解决问题。 

近年来，添加Mg的AB_3～35型La-Mg-Ni储氢材料由于理论容量超过400mAh/g，并具有良好的活化特性，成为新的研究热点。申请人以La_1-xMg_xNi_3.5为研究对象，通过在其中添加不同的元素种类，从而提出了一种复相结构化合物的镍氢电池用负极储氢材料，该复相结构化合物主要由空间群为P6₃/mmc的Pr₅Co₁₉结构的化合物和空间群为R-3m的Ce₅Co₁₉结构的化合物组成，两种化合物所占的比例为6∶4左右，另外还有少量的 Ce₂Ni₇和PuNi₃型结构化合物。电池研究表明，利用该种储氢材料制成的镍氢电池具有非常好的长期存贮特性和低自放电特性。 

发明内容

本发明的目的是通过成分改善得到一种比目前市售产品具有更好的长期存贮特性和低自放电特性的负极储氢材料，以满足长期存贮特性和低自放电镍氢电池产品的需求。 

具体来讲，本发明提供了一种适用于镍氢电池的具有复相结构的La-Mg-Ni型负极储氢材料，其具有非常好的长期存贮特性和低自放电特性，该La-Mg-Ni型负极储氢材料的原子比成分组成为La_0.65-x-yNd_xDy_yCe_0.1Mg_0.25Ni_3.27Al_0.13，其中0.1≤x≤0.3、0.01≤y≤0.05。 

优选地，本发明的负极储氢材料为La_0.65-x-yNd_xDy_yCe_0.1Mg_0.25Ni_3.27Al_0.13，其中0.1≤x≤0.2，0.01≤y0.03。 

更优选地，本发明的负极储氢材料为La_0.43Nd_0.2Dy_0.02Ce_0.1Mg_0.25Ni_3.27Al_0.13。 

本发明的La-Mg-Ni型负极储氢材料可为Pr₅Co₁₉型和Ce₅Co₁₉型结构混合的复相负极储氢材料。 

优选地，本发明的Pr₅Co₁₉型和Ce₅Co₁₉型复相负极储氢材料为La_0.65-x-yNd_xDy_yCe_0.1Mg_0.25Ni_3.27Al_0.13，其中0.1≤x≤0.2，0.01≤y≤0.03。