[发明专利]多元钐镍储氢材料、负极、电池及制备方法

说明书

本发明公开了一种多元钐镍储氢材料、负极、电池及制备方法。本发明的多元钐镍储氢材料的组成为RE_xSm_yNi_aMn_bAl_cM_d；RE选自除Sm以外的稀土金属元素中的一种或多种，x表示RE的摩尔分数；y表示Sm的摩尔分数；M选自Cu、Fe、Co、Sn、V、W、Cr、Zn、Mo和Si元素中的一种或多种，d表示M的摩尔分数；a表示Ni的摩尔分数；b表示Mn的摩尔分数；c表示Al的摩尔分数；x0，y≥0.5，且y+x＝6；23≥a≥12，7b≥0，7c≥0，5≥d0，且25≥a+b+c+d≥17。本发明的多元钐镍储氢材料负极具有优异的活化性能和电化学性能。

技术领域

本发明涉及一种多元钐镍储氢材料、负极、电池及制备方法。

背景技术

随着工业的发展和人们物质生活水平的提高，能源的需求与日俱增。近几年来，能源主要来自化石燃料，其使用不可避免地污染环境，所以寻找可再生的绿色能源迫在眉睫。氢能作为一种储量丰富、来源广泛、能量密度高的绿色能源及能源载体，引起人们的广泛关注。

储氢材料是一类能够可逆地吸收和释放氢气的材料。储氢合金是指在一定温度和氢气压力下，能可逆地大量吸收、储存和释放氢气的金属间化合物。在储氢合金中，稀土储氢材料具有优良的动力学性能和电化学性能，得到了广泛关注。目前，稀土储氢材料主要用于镍氢(MH-Ni)二次电池的负极材料。

CN101376941A公开了组成为La_aM_1-aNi_xCu_yFe_zCo_uMn_vAl_w的贮氢合金，M表示除La之外的稀土金属中的至少两种，可为Sm，a为0.4-0.9，x为2.5-3.6，y为0.4-1.0，z为0-0.2，u为0-0.2(不含0)，v为0.4-0.7，w为0.2-0.4，x+y+z+u+v+w为4.8-5.3。该贮氢合金电机完全活化次数在4次以上，最大放电容量仅为320mAh/g以下，因此该合金的活化性能和电化学性能均不佳。

US5496424公开了组成为R_1-xA_x(Ni_5-yB_y)_z的贮氢合金，R可为La，A可为Sm，B可为Al、Mn，x为0-0.5，y为0-1(不含0)，z为0.8-1.2。上述合金的活化性能和电化学性能也不好。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种多元钐镍储氢材料，其具有优异的活化性能。进一步地，本发明的多元钐镍储氢材料使用寿命更长。更进一步地，本发明的多元钐镍储氢材料具有较高的最大放电容量。本发明的另一个目的在于提供上述多元钐镍储氢材料的制备方法。本发明的再一个目的在于提供一种负极。本发明的又一个目的在于提供一种电池。本发明采用如下技术方案实现上述目的。

一方面，本发明提供一种多元钐镍储氢材料，其组成如式(1)所示：

RE_xSm_yNi_aMn_bAl_cM_d (1)

其中，RE选自除Sm以外的稀土金属元素中的一种或多种，x表示RE的摩尔分数；y表示Sm的摩尔分数；M选自Cu、Fe、Co、Sn、V、W、Cr、Zn、Mo和Si元素中的一种或多种，d表示M的摩尔分数；a表示Ni的摩尔分数；b表示Mn的摩尔分数；c表示Al的摩尔分数；

其中，x0，y≥0.5，且y+x＝6；23≥a≥12，7b≥0，7c≥0，5≥d0，且25≥a+b+c+d≥17。

根据本发明的多元钐镍储氢材料，优选地，RE选自La、Ce、Pr、Nd、Gd、Y和Sc元素中的一种或多种。