[发明专利]一种低钴无镨钕的低成本AB5型储氢合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及储氢合金领域，尤其涉及一种低钴、无镨钕的低成本AB₅型储氢合金及其制备方法。 

背景技术

随着稀土价格的持续升高，尤其是镨Pr、钕Nd等稀土金属的大幅度提高，给磁性材料、镍氢电池等稀土下游行业的生产成本带来了极大的压力。尤其是镍氢电池行业，由于面临锂离子电池等其他电池的竞争，已经没有成本上的优势，消费市场面临逐渐萎缩的危险，给行业的发展命运蒙上了阴影。 

如何在保持储氢合金性能的前提下，降低储氢合金的生产成本，成为关系镍氢电池行业发展命运的关键所在。传统商用AB₅合金中Pr、Nd的含量约4-7wt.％，Co的含量约5-10wt.％，这两类金属的价格明显高于合金中的其他金属，其中Pr、Nd的价格约为La、Ce等高丰度稀土价格的4-6倍。因此，迫切需要开发低镨Pr、钕Nd和低钴的储氢合金，以提高镍氢电池行业的市场竞争力。 

发明内容

本发明的目的是提供一种低成本AB₅型储氢合金及其制备方法，在满足储氢合金的大电流放电能力、低自放电性能的前提下，减少合金中Pr、Nd元素和Co元素的含量，降低生产成本，提高市场竞争力。 

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是： 

一种低钴无镨钕的低成本AB₅型储氢合金，其组成的化学式为： 

Mm_1-xLa_xNi_aCo_bMn_cAl_d，其中，Mm为稀土或混合稀土金属，含有La、Ce、Y、Sm、Gd中的一种或一种以上；x、a、b、c、d表示摩尔比，其数值范围为：0.5＜x＜1.0、a≥4.0、0＜b＜0.3、0＜c＜0.8、0＜d＜0.5、5.35≤a+b+c+d≤5.7。为进一步提高合金的性能，所述合金组分中包括N,N为Sn、Cr、V、W、Mo中的一种或一种以上；合金组成化学式为：Mm_1-xLa_xNi_aCo_bMn_cAl_dN_e，e表示摩尔比，其数值范围为：0＜e≤0.1，同时5.35≤a+b+c+d+e≤5.7。 

还有一种低钴无镨钕的低成本AB₅型储氢合金，其组成化学式为：Mm_1-x-yLa_xM_yNi_aCo_bMn_cAl_d，Mm为稀土或混合稀土金属，含有La、Ce、Y、Sm、Gd中的一种或一种以上；M为Ti、Zr、Hf、Mg中的一种或一种以上；x、y、a、b、c、d表示摩尔比表示摩尔比，其数值范围为：0.5＜x＜1.0、0＜y≤0.05、a≥4.0、0＜b＜0.3、0＜c＜0.8、0＜d＜0.5、5.35≤a+b+c+d≤5.7。为进一步提高合金的性能，合金组分中还包括N，N为Sn、Cr、V、W、Mo中的一种或一种以上；合金组成化学式为：Mm_1-x-yLa_xM_yNi_aCo_bMn_cAl_dN_e，e表示摩尔比，其数值范围为：0＜e≤0.1，同时5.35≤a+b+c+d+e≤5.7。 

该储氢合金的PCT曲线放氢平台压为0.01-0.06MPa。 

上述低钴无镨钕的低成本AB₅型储氢合金的制备方法，具体操作步骤如下： 

1）按照化学式进行配料，将配好的金属原料放入真空熔炼炉的坩埚中； 

2）真空熔炼炉抽真空至压力≤0.5Pa，向真空感应熔炼炉内充入惰性气体，控制充气压力为-0.1MPa～-0.06MPa； 

3）真空熔炼炉开始加热至1200-1700℃，当炉内物料熔化均匀后，停止加热； 

4）当熔液达到1150-1550℃后，浇铸至水冷模或冷却辊，冷却成厚度10-100mm的合金锭或厚度0.1-0.5mm的合金片；