[发明专利]对AB3型储氢合金进行表面镀铜改性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金化学以及电化学研究领域，对AB₃型储氢合金 La_0.35Pr_0.30Mg_0.30Ni_2.90Al_0.30进行表面镀铜改性，以应用于动力型Ni/MH电池负极材料。

背景技术

储氢合金作为 Ni/MH 二次电池的负极材料，以能量密度高、高倍率充放电性能好、耐过充放电能力强、循环寿命长、无记忆效应以及对环境无污染、成本低等优点，受到了研究者的普遍关注；目前商品化AB₅型合金电极的放电容量为300~320 mAh/g，接近理论容量348 mAh/g，不能满足动力型Ni/MH电池高能量密度的要求。研究发现，新型AB₃ 型 La-Mg-Ni合金的储氢容量高于AB₅ 型稀土系储氢合金，达到 360~410 mAh/g，且对环境友好，被认为是最具潜力的储氢合金材料，因而成为人们的研究热点，但AB₃ 型合金成分极易受强碱性电解液的腐蚀和氧化，同时在连续的充放电过程中，合金成分发生较大的体积膨胀而粉化，导致合金的循环寿命急剧下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种对 AB₃ 型储氢合金La_0.35Pr_0.30Mg_0.30Ni_2.90Al_0.30进行表面镀铜改性的方法，以改善电极的循环稳定性和动力学性质。

具体步骤为：

(1)按照目标产物摩尔配比称取纯度为99%以上的金属原料，在氩气保护下通过真空感应熔炼制备出AB₃ 型合金La_0.35Pr_0.30Mg_0.35Ni_2.90Al_0.30，将所制得的合金机械粉碎后，在行星式球磨机上以225~250 转/分钟的转速球磨 30~60分钟，然后筛分出200~300目的合金粉末用于后续表面镀铜处理。

(2)称取0.75 克CuSO₄·5H₂O溶解于去离子水，再加入30~40毫升 0.1摩尔/升的乙二胺四乙酸(EDTA)络合剂，室温搅拌2分钟即制得镀液。

(3)称取1.0克步骤(1)制得的合金粉末加入到0.4~0.5毫升质量百分比浓度为18.5%的甲醛水溶液中，搅拌均匀后滴加步骤(2)制得的镀液，磁力搅拌30~60 分钟，过滤，用去离子水洗涤合金粉末，再80℃真空干燥24小时，即制得表面镀铜改性的AB₃型储氢合金。

本发明通过化学还原法在合金表面包覆金属单质，提高了电极的比容量、循环稳定性以及动力学性能，使其更好应用于 Ni/MH 二次电池中。本发明对于实现高性能镍氢动力电池的研究和开发具有重要的理论意义和实际价值，并将提升我国在储氢材料方面的竞争力。

具体实施方式

实施例：

(1)按照目标产物摩尔配比称取纯度为99.9%的金属原料，在氩气保护下通过真空感应熔炼制备出AB₃ 型合金La_0.35Pr_0.30Mg_0.35Ni_2.90Al_0.30，将所制得的合金机械粉碎后，在行星式球磨机上以225 转/分钟的转速球磨 30分钟，然后筛分出300目的合金粉末用于后续表面镀铜处理。

(2)称取0.75 克CuSO₄·5H₂O溶解于去离子水，再加入30毫升 0.1摩尔/升的乙二胺四乙酸(EDTA)络合剂，室温搅拌2分钟即制得镀液。

(3)称取1.0克步骤(1)制得的合金粉末加入到0.45毫升质量百分比浓度为18.5%的甲醛水溶液中，搅拌均匀后滴加步骤(2)制得的镀液，磁力搅拌30分钟，过滤，用去离子水洗涤合金粉末，再80℃真空干燥24小时，即制得表面镀铜改性的AB₃型储氢合金。

将表面镀铜改性后的AB₃型储氢合金制得电极，测定电极的放电容量、循环稳定性和动力学性能，结果如下：