型儲氫合金的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料化學(xué)以及電化學(xué)研宄領(lǐng)域，特別涉及一種利用石墨烯對AB3型儲氫合金Laa94Mgatl6N^49Coa73Mna 12A1Q.2(I進(jìn)行表面改性的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自從第一個鎳氫電池在日本被商業(yè)化后，鎳氫電池已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。AB3型儲氫合金由于具有較高的放電比容量而成為世界各國鎳氫電池領(lǐng)域研宄的熱點(diǎn)，但其在堿性溶液中易被腐蝕，使得其在鎳氫電池中的應(yīng)用受到限制。由于電池的性能主要受合金表面結(jié)構(gòu)的影響，比如合金表面的電催化活性和抗腐蝕性能與鎳氫電池的最大放電容量、充放電動力學(xué)、循環(huán)穩(wěn)定性密切相關(guān)，因此對合金表面結(jié)構(gòu)的研宄就具有特別重要的意義。為了使AB3型儲氫合金在鎳氫電池中能夠得到更好地應(yīng)用，研宄者們通過多種方法來改善其電化學(xué)性能。其中添加石墨烯對AB3型合金進(jìn)行表面改性是一種新型有效的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種利用石墨烯表面改性AB3型儲氫合金的方法。
[0004]本發(fā)明的思路:利用導(dǎo)電石墨烯作為改性劑，與AB3型合金La CK94Mgatl6Ni3 49Cotl 73Mn
0.uAIc1.2。通過球磨來制備改性合金，以提高合金電極的電化學(xué)性能。
[0005]具體步驟為:
(I)通過真空感應(yīng)熔煉法制備AB3型La Cl94Mgatl6Ni3JCoa73Mnai2Ala2。母體合金，合金錠機(jī)械粉碎后，以轉(zhuǎn)速250~300轉(zhuǎn)/分鐘球磨60~90分鐘，篩分出200~300目的Laa94Mgatl6Ni
3.49^Ο0.73^0.12 Al0.%合金顆粒粉末。
[0006](2)將步驟(I)制得的La。.S34Mgaci6Ni149Coc1.T3Mntll2Ala2tl合金顆粒粉末和石墨稀按照以下重量百分比進(jìn)行混合:LaQ.94MgQ.Q6Ni3.49Coq.73MnQ.12A1Q.2(!合金顆粒粉末為95~99%，石墨烯為1~5%，二者之和為100% ;混合后進(jìn)行球磨，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為200~250轉(zhuǎn)/分鐘，球磨時(shí)間為30~60分鐘，即制得利用石墨烯表面改性的AB3型儲氫合金。
[0007]本發(fā)明方法操作簡單，易于推廣，且利用石墨烯對具有良好應(yīng)用前景的AB3型儲氫合金進(jìn)行表面改性，獲得了具有良好電化學(xué)性能的儲氫合金電極。
【具體實(shí)施方式】
[0008]實(shí)施例1:
(I)通過真空感應(yīng)熔煉法制備AB3型La Cl94Mgatl6Ni3JCoa73Mnai2Ala2。母體合金，合金錠機(jī)械粉碎后，以轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分鐘球磨60分鐘，篩分出300目的Laa94Mgatl6Ni^49Coa73Mnai2Al0.%合金顆粒粉末。
[0009](2)將步驟(I)制得的La。.S34Mgaci6Ni149Coc1.T3Mntll2Ala2tl合金顆粒粉末和石墨稀按照以下重量百分比進(jìn)行混合:Laa 94MgQ.Q6Ni3.49Coa 73MnQ.12A1q.2(!合金顆粒粉末為99%，石墨稀為1% ;混合后進(jìn)行球磨，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘，球磨時(shí)間為60分鐘，即制得利用石墨烯表面改性的AB3型儲氫合金。
[0010]實(shí)施例2:
步驟(2)中，原料重量百分比改為-Laa94Mgatl6Ni3.Joa73Mncil2Ala2ci合金顆粒粉末為98%和石墨稀為2%，其余同實(shí)施例1。
[0011]實(shí)施例3:
步驟(2)中，原料重量百分比改為-Laa94Mgatl6Ni3.Joa73Mncil2Ala2ci合金顆粒粉末為95%和石墨稀為5%，其余同實(shí)施例1。
[0012]用LAND 5.3B電池測試系統(tǒng)以及CHI 660E電化學(xué)工作站分別測定本實(shí)施例制得的改性合金的循環(huán)穩(wěn)定性和動力學(xué)性能，結(jié)果如下:
I)利用石墨烯改性后，隨著石墨烯用量的增大，合金電極的最大放電容量先從346.4mAh/g (不含石墨稀)增加到363.0 mAh/g (石墨稀用量為1%)，然后又降低到355.9 mAh/g (石墨稀用量為2%)，最后又增加到380.6 mAh/g (石墨稀用量為5%)。
[0013]2)加入石墨烯后，電極的循環(huán)穩(wěn)定性得到明顯提高，50次循環(huán)后電極的循環(huán)容量保持率從69.5% (不含石墨烯)增加到80.6% (石墨烯用量為2%)。
[0014]3)電極的交換電流密度、極限電流密度都呈現(xiàn)先增加后減小，最后又增大的趨勢。當(dāng)石墨烯用量為5%時(shí)，電極具有最佳綜合電化學(xué)性能。
[0015]研宄結(jié)果證實(shí)，本實(shí)施例中的球磨沒有改變母體合金的結(jié)構(gòu)，改性合金由LaNi5相和1^2祖7相組成。石墨稀作為表面改性劑，不僅提高了 AB3型La (^94Mgaci6Nii49Coa73Mnai2Ala2tl合金電極的電化學(xué)性能，還改善了電極的動力學(xué)性質(zhì)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用石墨烯表面改性AB 3型儲氫合金的方法，其特征在于具體步驟為: (1)通過真空感應(yīng)熔煉法制備AB3型LaCl94Mgatl6Ni3JCoa73Mnai2Ala2。母體合金，合金錠機(jī)械粉碎后，以轉(zhuǎn)速250~300轉(zhuǎn)/分鐘球磨60~90分鐘，篩分出200~300目的Laa94Mgatl6Ni.3.49。〇0.73^0.12-A-l0.2(1合金顆粒粉末； (2)將步驟(I)制得的La。.S34Mgaci6Nii49Coa73Mncil2Ala2ci合金顆粒粉末和石墨稀按照以下重量百分比進(jìn)行混合-Laa94Mgaci6Ni^49Coa73Mnc1.12AIa20^金顆粒粉末為95~99%，石墨稀為1~5%，二者之和為100% ;混合后進(jìn)行球磨，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為200~250轉(zhuǎn)/分鐘，球磨時(shí)間為.30-60分鐘，即制得利用石墨烯表面改性的AB3型儲氫合金。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用石墨烯表面改性AB3型儲氫合金的方法。通過真空感應(yīng)熔煉法制備AB3型La0.94Mg0.06Ni3.49Co0.73Mn0.12Al0.20合金，合金錠機(jī)械粉碎后，球磨篩分出200~300目的顆粒粉末；將95~99%的La0.94Mg0.06Ni3.49Co0.73Mn0.12Al0.20合金顆粒粉末和1~5%的石墨烯混合均勻后球磨，制得表面改性的AB3型儲氫合金。本發(fā)明方法操作簡單，易于推廣，且對作為動力Ni/MH電池負(fù)極材料的AB3型儲氫合金進(jìn)行表面改性，獲得了具有良好電化學(xué)性能的合金電極。
【IPC分類】C22C30-00, C22C1-03, C22C1-10
【公開號】CN104846224
【申請?zhí)枴緾N201510248677
【發(fā)明人】黃紅霞, 李國輝, 王新穎
【申請人】桂林理工大學(xué)
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月17日