[发明专利]一种二氧化硅-石墨烯复合包覆改性AB5型储氢合金的方法

说明书

本发明公开了一种二氧化硅‑石墨烯复合包覆改性AB5型储氢合金的方法，先采用真空感应熔炼法制备AB5型储氢合金粉末，然后通过石墨烯‑硫酸铜复合镀液施镀，以及石墨烯‑二氧化硅复合溶胶表面包覆处理的方法得到二氧化硅‑石墨烯复合包覆改性AB5型储氢合金。本发明的生产方法既能对储氢合金起到表面包覆保护作用，大幅度提高其耐久性，从而大大提升储氢合金的循环稳定性，又能兼顾储氢合金的电极性能，使其具有优良的放电容量以及高倍率放电性能，从而开发出具有优异综合性能的产品。

技术领域

本发明涉及储氢合金技术领域，尤其涉及一种二氧化硅-石墨烯复合包覆改性AB5型储氢合金的方法。

背景技术

随着经济的发展，煤、石油、天然气等石化能源的消耗不断加速，同时也加剧了环境污染。氢能是一种来源广泛、储量丰富的绿色清洁能源，具有众多优异特性，而氢能的存储是氢能能否走向实用化的关键。储氢合金是一种高性能的储氢材料，指在一定温度和压力下，能可逆地大量吸收、储存和释放氢的金属间化合物，其作为Ni-MH二次电池的关键材料，对电池的性能优劣起到关键作用。为了使Ni-MH二次电池具有高能量密度、良好的放电特性以及循环寿命，开发高性能储氢合金具有极其重要的意义。

在目前研究开发的各种储氢合金中，AB5型储氢合金的放电容量较高，已经作为Ni-MH二次电池负极的重要生产材料，得到广泛的商业化应用。但是，AB5型储氢合金的抗氧化、抗粉化以及耐腐蚀的能力较差，在反复的充放电过程中容易发生性能衰退，其循环稳定性和循环寿命等性能仍需提高。对储氢合金粉进行表面包覆处理，在其表面形成保护层，可以提高合金粉的耐久性，是改善其循环稳定性的一种有效解决手段。例如，在储氢合金表面镀铜可以起到耐蚀保护层的作用，提高储氢合金的循环稳定性。但是，由于镀铜层在空气中不够稳定，在空气中存放后放电性能明显下降；而且镀铜工艺要求较高，粗糙的镀铜层不仅不能起到优良耐蚀、导电作用，还会使放电稳定性下降。此外，单一的表面包覆改性储氢合金具有较大的局限性，其不仅对循环稳定性的提升有限，而且难以做到全面提升储氢合金的放电容量、高倍率放电性能等电化学性能。因此，如何全面提升储氢合金的综合性能，是目前的一个重要课题。

发明内容

本发明的目的是弥补已有技术的缺陷，提供一种二氧化硅-石墨烯复合包覆改性AB5型储氢合金的方法，该方法既能对储氢合金起到表面包覆保护作用，大幅度提高其耐久性，从而大大提升储氢合金的循环稳定性，又能兼顾储氢合金的电极性能，使其具有优良的放电容量以及高倍率放电性能，从而开发出具有优异综合性能的产品。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种二氧化硅-石墨烯复合包覆改性AB5型储氢合金的方法，包括以下步骤：

(1)按AB5型储氢合金的化学组成称取纯度在99％以上的原料金属粉末，在惰性气体保护下，采用真空感应熔炼法制备AB5型储氢合金，经过机械粉碎、球磨筛分，得到AB5型储氢合金粉末；

(2)将步骤(1)所述AB5型储氢合金粉末置于石墨烯-硫酸铜复合镀液中进行施镀，施镀完毕后过滤，然后依次经过去离子水、乙醇洗涤，于30-60℃干燥处理2-4h，得到一次包覆AB5型储氢合金粉末；

(3)将步骤(2)得到的一次包覆AB5型储氢合金粉末与石墨烯-二氧化硅复合溶胶混合后搅拌均匀，静置陈化24-48h，然后加入球磨机，将球磨机置于微波发生装置中进行微波辅助球磨处理，取出后加入混料机中进行加热混料处理，最后于200-300℃保温2-4h，冷却后得到二氧化硅-石墨烯复合包覆改性AB5型储氢合金。

优选地，所述AB5型储氢合金的化学组成为LaNi_3.6Co_0.7Mn_0.4Al_0.3。

优选地，所述AB5型储氢合金粉末为200-300目。