[发明专利]一种Ce2Ni7型单相超晶格贮氢合金电极材料及其制备方法

摘要

一种Ce₂Ni₇型单相超晶格贮氢合金电极材料，其合金的化学组成为：(La_{1‑a‑b‑c}Nd_aSm_bMg_c)(Ni_1‑xCo_xAl_yMn_z)_k合金化学组分，式中，a、b、c、x、y、z、k表示摩尔比，其数值范围为：0.05≤a≤0.15，0≤b≤0.20，0.20≤c≤0.27，0≤x≤0.06，0≤y≤0.03，0≤z≤0.03，3.28≤k≤3.50；且该贮氢合金为Ce₂Ni₇型单相结构：其相峰度为100wt.％；上述Ce₂Ni₇型单相超晶格贮氢合金电极材料的制备方法主要是采用金属单质或合金化合物为原料，通过常规中频感应熔炼方法制备铸态合金，然后进行密封退火处理。本发明的合金可直接作为镍/金属氢化物电池负极材料使用，合金的最大放电容量在350mAh/g以上，100周充/放电循环后容量保持率在90％以上。

主权项

1.一种Ce₂Ni₇型单相超晶格贮氢合金电极材料，其特征在于：它是一种Ce₂Ni₇型单相结构，其相峰度为100wt.%，即合金的XRD衍射图在2θ = 32.88–33.08°仅有一个特征衍射峰，且在2θ = 44.62–47.72°范围内有五个特征衍射峰，该五个特征衍射峰强度比例为7.5~13.8 : 2.9~4.27 : 0.84~1.54 : 0.94~1.39 : 1；其化学组成为: (La_{1‑a‑b‑c}Nd_aSm_bMg_c)(Ni_1‑xCo_xAl_yMn_z)_k，式中，a、b、c、x、y、z、k表示摩尔比，其数值范围为：0.05 ≤ a ≤0.15，0 ≤ b ≤0.20，0.20 ≤ c ≤0.27，0 ≤ x ≤0.06，0 ≤ y ≤0.03，0 ≤ z ≤0.03，3.28 ≤ k ≤3.50；所述的Ce₂Ni₇型单相超晶格贮氢合金电极材料的制备方法如下：(1)选择金属单质或合金化合物为原料，按照上述的合金化学组成进行配料，考虑熔炼中挥发损失，配料时将相应元素的挥发量补充增加，然后，采用常规中频感应熔炼方法制备铸态合金；(2)将步骤(1)获得的合金铸锭装入耐高温的不锈钢退火罐中密封后，置于真空退火炉中进行退火处理；采用氩气作为保护气，压力为‑0.02～0.02MPa；以8～10℃/min的升温速率从室温升高至500℃并保温1h；然后以2～5℃/min的升温速率从500℃升温至800～900℃，并在此温度下保温2h；再以2℃/min的升温速率继续升高至980℃，并在此温度下保温10~20h；最后随炉冷却至室温，制得Ce₂Ni₇型单相超晶格贮氢合金电极材料。