專利名稱：一種無鈷無鐠釹的低成本AB₅型儲(chǔ)氫合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及儲(chǔ)氫合金領(lǐng)域，尤其涉及一種無鈷無鐠釹的低成本AB5型儲(chǔ)氫合金。
背景技術(shù)：
隨著稀土價(jià)格的持續(xù)升高，尤其是鐠Pr、釹Nd等稀土金屬的大幅度提高，給磁性材料、鎳氫電池等稀土下游行業(yè)的生產(chǎn)成本帶來了極大的壓力。尤其是鎳氫電池行業(yè)，由于面臨鋰離子電池等其他電池的競(jìng)爭(zhēng)，已經(jīng)沒有成本上的優(yōu)勢(shì)，消費(fèi)市場(chǎng)面臨逐漸萎縮的危險(xiǎn)，給行業(yè)的發(fā)展命運(yùn)蒙上了陰影。如何在保持儲(chǔ)氫合金性能的前提下，降低儲(chǔ)氫合金的生產(chǎn)成本，成為關(guān)系鎳氫電池行業(yè)發(fā)展命運(yùn)的關(guān)鍵所在。傳統(tǒng)商用AB5合金中Pr、Nd的含量約4_7wt. %，Co的含量約5-10 wt. %,這兩類金屬的價(jià)格明顯高于合金中的其他金屬,其中Pr、Nd的價(jià)格約為La、Ce 等高豐度稀土價(jià)格的4-6倍，金屬Co的價(jià)格約為金屬Ni價(jià)格的兩倍，約為Mn、Al價(jià)格的10-15倍。因此，迫切需要開發(fā)無鐠Pr、無釹Nd和無鈷的儲(chǔ)氫合金，以提高鎳氫電池行業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無鈷無鐠釹的低成本AB5型儲(chǔ)氫合金，在滿足儲(chǔ)氫合金的大電流放電能力、低自放電性能的前提下，使合金中Pr、Nd元素和Co元素的含量降低至0，最大程度地降低生產(chǎn)成本，提高儲(chǔ)氫合金的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種無鈷無鐠釹的低成本AB5型儲(chǔ)氫合金，其成分組成的化學(xué)式表示為MivxLaxNiaMnbAle,其中，Mm為稀土或混合稀土金屬，含有La、Ce、Y、Sm、Gd中的一種或一種以上；x、a、b、c表示摩爾比，其數(shù)值范圍為0. 5 < X < I. O、a彡4. 0、0 < b < O. 8、0 < c< O. 5、且 5. 2 < a+b+c ^ 5. 7。為進(jìn)一步改善合金的性能，所述成分組成中還包括Nd,化學(xué)式表示為Mm1^xLaxNiaMnbAlcNd, N為Sn、Cr、V、W、Mo中的一種或一種以上；d表示摩爾比，其數(shù)值范圍為0 < d < O. I。另一種無鈷無鐠釹的低成本AB5型儲(chǔ)氫合金，其成分組成的化學(xué)式表示為Mm1IyLaxMyNiaMnbAle,其中，Mm為稀土或混合稀土金屬，含有La、Ce、Y、Sm、Gd中的一種或一種以上；M為Ti、Zr、Hf、Mg中的一種或一種以上；x、y、a、b、c表示摩爾比，其數(shù)值范圍為O. 5 < X < I. 0、0 < y ^ O. 05、a ^ 4. 0、0 < b < O. 8、0 < c < O. 5、且 5. 2 < a+b+c ^ 5. 7。為進(jìn)一步改善合金的性能，所述成分組成中還包括Nd,化學(xué)式表示為Mm1IyLaxMyNiaMnbAleNd, N為Sn、Cr、V、W、Mo中的一種或一種以上；d表示摩爾比，其數(shù)值范圍為:0 < d彡O. I。該儲(chǔ)氫合金的在45°C條件下的PCT曲線放氫平臺(tái)壓為O. 01-0. 06MPa。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
該儲(chǔ)氫合金具有成本極低、PCT平臺(tái)壓合理、放電容量適中、大電流放電能力極強(qiáng)、低自放電性能好的特點(diǎn)。合金中不含有Pr、Nd和Co元素，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力極強(qiáng)，可以廣泛用于普通鎳氫電池、動(dòng)力型鎳氫電池和低自放電鎳氫電池等多個(gè)鎳氫電池應(yīng)用領(lǐng)域。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例I PCT曲線；圖2是本發(fā)明實(shí)施例I不同倍率放電曲線圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明
本發(fā)明實(shí)施例I-實(shí)施例25的組分對(duì)比見表I。實(shí)施例I-實(shí)施例25中的一種無鈷無鐠釹的低成本AB5型儲(chǔ)氫合金的制備方法，具體操作步驟如下I)分別按照化學(xué)式 MnvxLaxNiaMnbAlc^ Mm1 _x_yLaxMyNiaMnbAIc> MnvxLaxNiaMnbAlcNd 或Mm1IyLaxMyNiaMnbAleNd進(jìn)行配料，將配好的原料放入真空熔煉爐的坩堝中；2)真空熔煉爐抽真空至< O. 5Pa，向真空感應(yīng)熔煉爐內(nèi)充入惰性氣體，控制充氣壓力為-O. IMPa -O. 06MPa ；3)真空熔煉爐開始加熱至1200-1700°C，當(dāng)爐內(nèi)物料熔化均勻后，停止加熱；4)當(dāng)熔液達(dá)到1150-1550°C后，澆鑄至水冷?；蚶鋮s輥，冷卻成厚度IO-IOOmm的合金錠或厚度O. 1-0. 5mm的合金片；5)將熔煉好的合金塊或合金片放入真空熱處理爐中進(jìn)行熱處理，熱處理過程在惰性氣體的保護(hù)下進(jìn)行，熱處理溫度為800 1200°C，保溫時(shí)間為3 30小時(shí)；6)將合金塊或合金片經(jīng)低溫液氮冷卻沖擊磨或氣流磨制粉，制成平均粒徑為30 80um的儲(chǔ)氫合金粉。表I
j冷卻合金形態(tài)
實(shí)施例 IMmo.iLao.gNi4.7Mno.4Alo.35IO-IOOmm 合金錠
實(shí)施例 2Mma1Lath9N^65Mna3Ala3510-IOOmm 合金錠
實(shí)施例 3Mm。. ULaa85Nii65Mna5Ala35厚度 O. I-O. 5mm 的合金片
實(shí)施例 4Mm0.2La0.8Ni4.6Mn0.5Al0.3510-IOOmm 合金錠
實(shí)施例 5Mm0.4La0.6Ni4.7Mn0.75Al0.210-IOOmm 合金錠
實(shí)施例 6Mma1Lath9Niu5Mna45Ala310-IOOmm 合金錠
實(shí)施例 7Mm0.15La0.85Ni4. ^5Al0.3510-IOOmm 合金錠
權(quán)利要求
1.一種無鈷無鐠釹的低成本AB5型儲(chǔ)氫合金，其特征在于，其成分組成的化學(xué)式表示為-MivxLaxNiaMnbAlc^其中，Mm為稀土或混合稀土金屬，含有La、Ce、Y、Sm、Gd中的一種或一種以上；x、a、b、c表示摩爾比，其數(shù)值范圍為0. 5 < X < I. 0、a彡4. 0、0 < b < 0. 8、0 < c< 0. 5、且 5. 2 < a+b+c ^ 5. 7。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無鈷無鐠釹的低成本AB5型儲(chǔ)氫合金，其特征在于，所述成分組成中還包括Nd，化學(xué)式表示為=MivxLaxNiaMnbAleNd, N為Sn、Cr、V、W、Mo中的一種或一種以上；d表示摩爾比，其數(shù)值范圍為0 < 0. I。
3.一種無鈷無鐠釹的低成本AB5型儲(chǔ)氫合金，其特征在于，其成分組成的化學(xué)式表示為=Mm1TyLaxMyNiaMnbAle,其中，Mm為稀土或混合稀土金屬，含有La、Ce、Y、Sm、Gd中的一種或一種以上⑷為Ti、Zr、Hf、Mg中的一種或一種以上；x、y、a、b、c表示摩爾比，其數(shù)值范圍為0.5 < X < I. 0、0 < y ^ 0. 05、a ^ 4. 0、0 < b < 0. 8、0 < c < 0. 5、且 5. 2 < a+b+c ^ 5. I0
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無鈷無鐠釹的低成本AB5型儲(chǔ)氫合金，其特征在于，所述成分組成中還包括Nd，化學(xué)式表示為-MmmLaXMyNLMnbAH N為Sn、Cr、V、W、Mo中的一種或一種以上；d表示摩爾比,其數(shù)值范圍為0 < d < 0. I。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3或4所述的一種無鈷無鐠釹的低成本AB5型儲(chǔ)氫合金，其特征在于，該儲(chǔ)氫合金的在45°C條件下的PCT曲線放氫平臺(tái)壓為0. 01-0. 06MPa。
全文摘要
本發(fā)明涉及儲(chǔ)氫合金領(lǐng)域，尤其涉及一種無鈷無鐠釹的低成本AB5型儲(chǔ)氫合金，其特征在于，其成分組成的化學(xué)式表示為Mm1-xLaxNiaMnbAlc，其中，Mm為稀土或混合稀土金屬，含有La、Ce、Y、Sm、Gd中的一種或一種以上；x、a、b、c表示摩爾比，其數(shù)值范圍為0.5＜x＜1.0、a≥4.0、0＜b＜0.8、0＜c＜0.5、且5.2≤a+b+c≤5.7。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是該儲(chǔ)氫合金具有成本極低、PCT平臺(tái)壓合理、放電容量適中、大電流放電能力極強(qiáng)、低自放電性能好的特點(diǎn)。合金中不含有Pr、Nd和Co元素，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力極強(qiáng)，可以廣泛用于多種鎳氫電池應(yīng)用領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C22C19/03GK102808107SQ20121026010
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月25日
發(fā)明者王常春, 姜波, 遲新宇, 沈欣, 柳立, 張遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:鞍山鑫普新材料有限公司, 包頭鑫普新材料有限公司