專利名稱：高功率貯氫合金電極及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高功率貯氫合金電極及其制備方法。主要用作鎳氫電池作負(fù)極。屬于能源技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
自80年代，金屬氫化物鎳電池得到了迅速的發(fā)展，其特點(diǎn)是具有與鎘鎳電池相近的電壓，更高的比容量，沒(méi)有記憶效應(yīng)，不污染環(huán)境，對(duì)人體無(wú)害。被稱之為綠色環(huán)保型電池。近年來(lái)，要求鎳氫電池有良好功率特性的應(yīng)用領(lǐng)域逐漸增多，如電動(dòng)工具，啟動(dòng)用電池，電動(dòng)車及混合電動(dòng)車用電源等。因此高功率鎳氫電池的開(kāi)發(fā)受到廣泛關(guān)注。許多研究者也深入的研究了提高鎳氫電池功率特性的方法。其中主要集中于貯氫合金負(fù)信性能的提高上。如專利UEP6413670采用在合金中引入Pd等過(guò)渡金屬，使合金的催化活性提高來(lái)提高合金的高倍率放電容量。專利USP 6,332,908采用將貯氫合金與片狀導(dǎo)電粉進(jìn)行球磨的方法來(lái)提高合金的放電容量和循環(huán)壽命。專利USP5,51,698采用銅、鍍銅的鎳及銅鎳合金為負(fù)極基體，提高基體的導(dǎo)電性能來(lái)減少電池電阻，改善高倍率放電性能。Andreas Otto等人采用對(duì)合金進(jìn)行表面處理方法如鍍鎳、氟化處理、熱堿浸蝕等來(lái)提高合金的表面催化活性以改善其高倍率性能。但這些方法，一方面增加合金制造成本，另一方面操作條件難以控制，難以實(shí)現(xiàn)大批量的工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種既能提高鎳氫電池的功率特性，且實(shí)施容易的、不增加任何成本的高功率貯氫合金電極及其制備方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種高功率貯氫合金電極及其制備方法其特點(diǎn)是以AB5合金為原料，AB5合金的成份為如下化學(xué)式La1-X-Y-ZCeXNdYPrZ(Ni3.75Co0.75Mn0.3Al0.2)，其中X＝0.2～0.5、Y＝0.1～0.3、Z＝0～0.3，當(dāng)真空電弧爐內(nèi)真空度達(dá)到0.1～10Pa后，充入經(jīng)脫水處理的氬氣至0.03～0.1Mpa，上述合金材料在1200～1400℃的溫度下熔煉2～3h，不經(jīng)過(guò)任何后續(xù)熱處理，機(jī)械粉碎后過(guò)200目篩，直接壓制到導(dǎo)電基體上或與導(dǎo)電劑、添加劑和水混合成漿料涂到導(dǎo)電基體上，制成貯氫合金負(fù)極板。
本發(fā)明直接利用不進(jìn)行任何熱處理合金的優(yōu)點(diǎn)，即合金結(jié)構(gòu)的無(wú)序性，擁有大量的晶格和組織缺陷，在合金內(nèi)部存在大量的貯氫點(diǎn)與催化活性點(diǎn)，因此具有優(yōu)良的動(dòng)力學(xué)性能，來(lái)提高鎳氫電池的功率特性，且實(shí)施容易，不會(huì)增加任何成本。
用此種合金制造的高功率鎳氫電池，明顯提高了電池的功率性能10C率放電平臺(tái)比經(jīng)過(guò)熱處理的合金高10～30mV。


圖1為高功率鎳氫電池的10C放電曲線1為負(fù)極使用普通退火合金；2為負(fù)極使用不退火合金。
具體實(shí)施例方式
如下本發(fā)明為一種高功率貯氫合金電極及其制備方法。是以AB5合金為原料，所述合金種類為AB5合金，AB5合金的成份為如下化學(xué)式La1-X-Y-ZCeXNdYPrZ(Ni3.75Co0.75Mn0.3Al0.2)，其中X＝0.2～0.5、Y＝0.1～0.3、Z＝0～0.3，當(dāng)真空電弧爐內(nèi)真空度達(dá)到0.1～10Pa后，充入經(jīng)脫水處理的氬氣至0.03～0.1Mpa，上述合金材料在1200～1400℃的溫度下熔煉2～3h，不經(jīng)過(guò)任何后續(xù)熱處理，機(jī)械粉碎后過(guò)200目篩，直接壓制到導(dǎo)電基體上或與導(dǎo)電劑、添加劑和水混合成漿料涂到導(dǎo)電基體上，制成貯氫合金負(fù)極板。正極采用泡沫鎳集流體為基體，將Ni(OH)2與導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、水混合成漿料，涂入到泡沫鎳集流體基體中，制成正極板；負(fù)極用此種合金，直接壓制在三維銅網(wǎng)基體上，采用負(fù)正極容量比為1∶1.6，裝配成容量為2.5～2.8Ah的SC型高功率鎳氫電池。并進(jìn)行倍率性能及內(nèi)壓測(cè)試。
實(shí)施例1La1-X-Y-ZCeXNdYPrZ(Ni3.75Co0.75Mn0.3Al0.2)，取X＝0.2、Y＝0.1、Z＝0.3。當(dāng)真空電弧爐內(nèi)真空度達(dá)到5Pa后，充入經(jīng)脫水處理的氬氣至0.1Mpa，上述合金材料在1300℃的溫度下熔煉2.5h，不經(jīng)過(guò)任何后續(xù)熱處理，機(jī)械粉碎后過(guò)200目篩，直接壓制到三維銅網(wǎng)基體上制成貯氫合金負(fù)極板；正極采用泡沫鎳集流體為基體，將Ni(OH)2與導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、水混合成漿料，涂到泡沫鎳集流體基體中，制成正極板；采用負(fù)正極容量比為1∶1.6，裝配成容量為2.8Ah的SC型高功率鎳氫電池。10C率放電平臺(tái)比經(jīng)過(guò)熱處理的合金高約20mV。
實(shí)施例2La1-X-Y-ZCeXNdYPrZ(Ni3.75Co0.75Mn0.3Al0.2)，取X＝0.3、Y＝0.2、Z＝0.2。當(dāng)真空電弧爐內(nèi)真空度達(dá)到0.1Pa后，充入經(jīng)脫水處理的氬氣至0.03Mpa，上述合金材料在1200℃的溫度下熔煉2h，不經(jīng)過(guò)任何后續(xù)熱處理，機(jī)械粉碎后過(guò)200目篩，粉料與導(dǎo)電劑、添加劑和水混合成漿料涂到泡沫鎳基體上，制成貯氫合金負(fù)極板。正極采用泡沫鎳集流體為基體，將Ni(OH)2與導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、水混合成漿料，涂到泡沫鎳集流體基體中，制成正極板；負(fù)極用此種合金，直接壓制在三維銅網(wǎng)基體上。采用負(fù)正極容量比為1∶1.6，裝配成容量為2.5Ah的SC型高功率鎳氫電池。并進(jìn)行倍率性能及內(nèi)壓測(cè)試。10C率放電平臺(tái)比經(jīng)過(guò)熱處理的合金高約30mV。
實(shí)施例3La1-X-Y-ZCeXNdYPrZ(Ni3.75Co0.75Mn0.3Al0.2)，其中X＝0.5、Y＝0.3、Z＝0。當(dāng)真空電弧爐內(nèi)真空度達(dá)到10Pa后，充入經(jīng)脫水處理的氬氣至0.05Mpa，上述合金材料在1400℃的溫度下熔煉3h，不經(jīng)過(guò)任何后續(xù)熱處理，機(jī)械粉碎后過(guò)200目篩，粉料與導(dǎo)電劑、添加劑和水混合成漿料涂到鍍鎳沖孔鋼帶上，經(jīng)烘干、滾壓制成貯氫合金負(fù)極板。正極采用泡沫鎳集流體為基體，將Ni(OH)2與導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、水混合成漿料，涂到泡沫鎳集流體基體中，制成正極板；負(fù)極用此種合金，直接壓制在三維銅網(wǎng)基體上。采用負(fù)正極容量比為1∶1.6，裝配成容量為2.5Ah的SC型高功率鎳氫電池。并進(jìn)行倍率性能及內(nèi)壓測(cè)試。10C率放電平臺(tái)比經(jīng)過(guò)熱處理的合金高約15mV。
權(quán)利要求
1.一種高功率貯氫合金電極及其制備方法，其特征在于以AB5合金為原料，AB5合金的成份為如下化學(xué)式La1-X-Y-zCeXNdYPrz(Ni3.75Co0.75Mn0.3Al0.2)，其中X＝0.2～0.5、Y＝0.1～0.3、Z＝0～0.3，當(dāng)真空電弧爐內(nèi)真空度達(dá)到0.1～10Pa后，充入經(jīng)脫水處理的氬氣至0.03～0.1Mpa，上述合金材料在1200～1400℃的溫度下熔煉2～3h，不經(jīng)過(guò)任何后續(xù)熱處理，機(jī)械粉碎后過(guò)200目篩，粉料直接壓制到導(dǎo)電基體上或?qū)щ妱⑻砑觿┖退旌铣蓾{料涂到導(dǎo)電基體上，制成貯氫合金負(fù)極板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高功率貯氫合金電極及其制備方法，其特征在于導(dǎo)電基體呈網(wǎng)狀或片狀、泡沫狀、纖維狀，由銅或鎳、銅鎳合金制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高功率貯氫合金電極及其制備方法，其特點(diǎn)是以AB
文檔編號(hào)H01M4/24GK1560937SQ200410014239
公開(kāi)日2005年1月5日 申請(qǐng)日期2004年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月8日
發(fā)明者夏寶佳, 龐立, 吳鵬程 申請(qǐng)人:江陰潤(rùn)華電池制造有限公司