[发明专利]La-Mg-Ni系储氢合金性能的化学改进

说明书

技术领域

 本发明涉及一种储氢合金的性能改进方法，尤其涉及一种La-Mg-Ni系储氢合金的性能改进。

背景技术

近年来，储氢合金的基础研究和开发应用取得了令人瞩目的进展，已成为功能材料领域的重要分支。其中，AB5型混合稀土系储氢合金作为负极材料的Ni-MH二次电池已在我国实现了大规模的产业化。AB5型合金的本征储氢量较低(1.4 wt％)，而且商品电极合金的放电容量已接近其理论容量极限(372 mAh／g)，想进一步提高比较困难，很难适应Ni-MH电池的进一步发展。因此，研究新型高容量储氢电极合金是进一步提高Ni-MH电池市场竞争力的重要手段。对于提高容量来说，最具希望之一的是La-Mg-Ni系储氢合金，放电容量达400 mAh／g左右，且成本低廉。La-Mg-Ni系储氢合金虽然在放电容量上极具竞争力，但其循环寿命较差，成为该合金投入实际应用的瓶颈。在保持合金高容量的基础上如何进一步改善其电化学循环寿命是研究的核心问题。

研究表明合金表面经过浓的或热的NaOH处理后，随着表面层中Mg、Al等元素的溶解，在电极表面形成一层具有较高催化活性的富镍层，提高了合金粉间的导电能力，改善了电极的活化性能和高倍率放电能力。研究发现碱处理必须严格控制反应条件，否则合金的过度腐蚀会损失一部分有效容量，同时长时间碱处理所造成的表面腐蚀凹痕和空洞加速了合金的腐蚀，降低了循环寿命。

发明内容

为了进一步改善稀土-镁-镍系储氢合金的电化学性能，特别是循环稳定性和自放电性能，本发明公开一种对储氢合金的热碱处理方法，本方法包括以下步骤：本发明公开一种储氢合金性能的化学改进，其主要步骤包括配制合金、NaOH水溶液的配制、热碱处理、合金粉洗涤，其特征在于：所述的配制合金所选的合金样品按La0.54Pr0.1Gd0.2Mg0.16Ni3.3Co0.3Al0.1的成分设计进行配料，所用金属纯度均在99.5%以上，将金属试样表面仔细打磨，去除氧化膜及杂质，进行熔炼和退火。

所述的NaOH水溶液的配制为配制质量分数为40%~45%的NaOH水溶液。

所述的热碱处理过程是将配好的碱溶液放在恒温磁力搅拌机中，设置温度90°C，待温度恒定后，把合金粉倒入碱液中，搅拌加热45min。

所述的合金粉洗涤过程先通过过滤分离除去碱液，再对合金粉末施加超声波，最后利用水溶液中的沉降速度不同用离心机分离除去合金表面的杂质。

本发明的有益效果：具有较好的抗腐蚀性，表面不易氧化，合金不易粉化；

具有良好的电和热的传导性；

稳定的构型和化学组成，在碱性电解质中化学性质稳定；

吸放氢速度快，快速充放电阻力(过电位)小；

具体实施方式

合金样品按La0.54Pr0.1Gd0.2Mg0.16Ni3.3Co0.3Al0.1的成分设计进行配料，所用金属纯度均在99.5%以上，将金属试样表面仔细打磨，去除氧化膜及杂质，进行熔炼和退火。NaOH水溶液的配制为配制质量分数为40%~45%的NaOH水溶液。热碱处理过程是将配好的碱溶液放在恒温磁力搅拌机中，设置温度90°C，待温度恒定后，把合金粉倒入碱液中，搅拌加热45min。合金粉洗涤过程先通过过滤分离除去碱液，再对合金粉末施加超声波，最后利用水溶液中的沉降速度不同用离心机分离除去合金表面的杂质。