利用Ni-B-C合金改性La-Mg-Ni基儲氫合金的方法
【專利摘要】本發明公開了一種利用Ni?B?C合金改性La?Mg?Ni基儲氫合金的方法。分別制得La?Mg?Ni基儲氫合金和Ni?B?C合金粉末，然后將La?Mg?Ni基儲氫合金和Ni?B?C合金粉末按照質量比例混合均勻后球磨，球料比為20:1，球磨機轉速為150~200 rpm，球磨時間0.5~1.0 h，即實現利用Ni?B?C合金改性La?Mg?Ni基儲氫合金La0.94Mg0.06Ni3.49Co0.73Mn0.12Al0.20。本發明方法操作簡單，且添加Ni?B?C合金粉末后，電極的最大放電容量和容量保持率均得到提高，對鎳氫電池的發展具有一定的現實意義。
【專利說明】
利用N 1-B-C合金改性La-Mg-N i基儲氫合金的方法
技術領域
[0001]本發明屬于材料化學以及電化學研究領域，特別涉及一種利用球磨得到的N1-B-C合金對La-Mg-Ni 基儲氫合金 La。.94Mg0.Q6Ni3.49Co().73Mn().12Al().20 進行改性的方法。
【背景技術】
[0002]隨著人們環保意識的增強，混合動力汽車將會有更廣闊的市場。在現有混合動力電池市場份額中，98%為鎳氫動力電池。鎳氫電池的負極材料主要是儲氫合金，La-Mg-Ni基儲氫合金具有比商業化的AB5型稀土系儲氫合金更大的晶胞體積，可容納更多的氫而具有更大的放電容量。La-Mg-Ni基儲氫合金未能替代六85型儲氫合金的主要原因是循環穩定性較差，這是現在急需克服的困難。
[0003]研究人員注意到，Co-X(X = B, S，P, Si等)無定形合金有良好的電化學性能。研究者將Co粉末與P粉末球磨，制成Ni/MH電池的負極，考察其電化學性能，發現最大放電容量達到300 mAh/g，100次循環后，容量保持率為95%。
[0004]本發明將球磨法得到的N1-B - C的合金粉末與La -Mg -N i基儲氫合金La0.94Mg0.Q6Ni3.49Co().73Mn().12Al().2()以不同比例混合后球磨，作為Ni/MH電池的負極，最大放電容量和循環穩定性均得到了提高。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種利用N1-B-C合金對La-Mg-Ni基儲氫合金La0.94Mg0.06Ni 3.49C00.73Mn0.12AI ο.20進行改性的方法。
[0006]本發明思路:采用球磨得到N1-B-C合金，再按一定比例與La-Mg-Ni基儲氫合金La0.MMgoiNi^gCoLnmAlo』球磨得到復合合金，以提高其電化學性能，使其作為鎳氫電池的負極材料得到更好應用。
[0007]具體步驟為:
(I )按照儲氫合金1^0.94]\%().()6祖3.4900().73]/[11().1241().2()的摩爾配比稱取純度在99%以上的金屬原料，在氬氣保護下，通過真空感應熔煉法制備儲氫合金，將鑄錠翻轉重熔2?3次后研碎，過200 目篩，制得 1^_]\%-祖基儲氣合金1^。.94]\%。.。6附3.4900。.73]/[11。.12厶1().20。
[0008](2)在500 mL蒸餾水中加入15 g NiCl2.6H2O, 95°C磁力攪拌下，滴加100?200mL 0.1 mol/L的NaBH4溶液，所得產物用無水乙醇洗滌2次，在75°C條件下干燥5 h得到N1-B合金粉末，將N1-B合金粉末與石墨粉按照質量比為6:4混合均勾，以200?400 rpm的轉速球磨5?1 h，球磨比為10:1或20:1，S卩制得N1-B-C合金粉末。
[0009](3)將步驟(I)制得的La-Mg-Ni基儲氫合金La0.MMg0.0sNi^CoojMnmAlo』和步驟(2)制得的N1-B-C合金粉末按照質量比例混合均勻后球磨，球料比為20:1，球磨機轉速為150?200 rpm，球磨時間0.5?1.0 h，即實現利用N1-B-C合金改性La-Mg-Ni基儲氫合金La0.94Mg0.06Ni3.49Co0.73Mn0.12A10.20。
[0010]所述質量比例為9:1、8.5:1.5或8:2。
[0011]本發明方法通過球磨將球磨得到的N1- B - C合金粉末添加到儲氫合金La0.94Mg0.Q6Ni3.49Co().73Mn().12Al().2()中，操作簡單，且添加N1-B-C合金粉末后，電極的最大放電容量和容量保持率均得到提高，對鎳氫電池的發展具有一定的現實意義。
【具體實施方式】
[0012]實施例1:
(I )按照儲氫合金1^0.94]\%().()6祖3.4900().73]/[11().1241().2()的摩爾配比稱取純度在99.9%的金屬原料，在氬氣保護下，通過真空感應熔煉法制備儲氫合金，將鑄錠翻轉重熔3次后研碎，過200 目篩，制得 1^_]\%-祖基儲氣合金1^0.94]\%0.06祖3.49000.73]/[110.12八10.200
[0013](2)在500 mL蒸餾水中加入15 g NiCl2.6H2O, 95°C磁力攪拌下，滴加100 mL0.1 mol/L的NaBH4溶液，所得產物用無水乙醇洗滌2次，在75°C條件下干燥5 h得到N1-B合金粉末，將N1-B合金粉末與石墨粉按照質量比為6:4混合均勾，以200 rpm的轉速球磨10 h，球磨比為10:1，即制得N1-B-C合金粉末。
[0014](3)將步驟(I)制得的La-Mg-Ni基儲氫合金La0.94Mg0.()6Ni3.49Co().73Mn().12Al().2()和步驟(2)制得的N1-B-C合金粉末按照質量比例9:1混合均勻后球磨，球料比為20:1，球磨機轉速為150印111，球磨時間1.0 h，即實現利用N1-B-C合金改性La-Mg-Ni基儲氫合金La0.94Mg0.06Ni3.49Co0.73Mn0.12A10.20。
[0015]實施例2:
(I )按照儲氫合金1^0.94]\%().()6祖3.4900().73]/[11().1241().2()的摩爾配比稱取純度在99.9%的金屬原料，在氬氣保護下，通過真空感應熔煉法制備儲氫合金，將鑄錠翻轉重熔3次后研碎，過200 目篩，制得 1^_]\%-祖基儲氣合金1^0.94]\%0.06祖3.49000.73]/[110.12八10.200
[0016](2)在500 mL蒸餾水中加入15 g NiCl2.6H2O, 95°C磁力攪拌下，滴加200 mL0.1 mol/L的NaBH4溶液，所得產物用無水乙醇洗滌2次，在75°C條件下干燥5 h得到N1-B合金粉末，將N1-B合金粉末與石墨粉按照質量比為6:4混合均勾，以400 rpm的轉速球磨5 h，球磨比為20:1，即制得N1-B-C合金粉末。
[0017](3)將步驟(I)制得的La-Mg-Ni基儲氫合金La0.94Mg0.()6Ni3.49Co().73Mn().12Al().2()和步驟(2)制得的N1-B-C合金粉末按照質量比例8.5:1.5混合均勻后球磨，球料比為20:1，球磨機轉速為2 O O rpm，球磨時間0.5 h，即實現利用N 1-B-C合金改性La-Mg-N i基儲氫合金La0.94Mg0.06Ni3.49Co0.73Mn0.12A10.20。
[0018]實施例3:
(I )按照儲氫合金1^0.94]\%().()6祖3.4900().73]/[11().1241().2()的摩爾配比稱取純度在99.9%的金屬原料，在氬氣保護下，通過真空感應熔煉法制備儲氫合金，將鑄錠翻轉重熔2次后研碎，過200 目篩，制得 1^_]\%-祖基儲氣合金1^0.94]\%0.06祖3.49000.73]/[110.12八10.200
[0019](2)在500 mL蒸餾水中加入15 g NiCl2.6H2O, 95°C磁力攪拌下，滴加150 mL0.1 mol/L的NaBH4溶液，所得產物用無水乙醇洗滌2次，在75°C條件下干燥5 h得到N1-B合金粉末，將N1-B合金粉末與石墨粉按照質量比為6:4混合均勾，以300 rpm的轉速球磨7.5h，球磨比為20:1，即制得N1-B-C合金粉末。
[0020](3)將步驟(I)制得的La-Mg-Ni基儲氫合金La0.94Mg0.()6Ni3.49Co().73Mn().12Al().2()和步驟(2)制得的N1-B-C合金粉末按照質量比例8: 2混合均勻后球磨，球料比為20:1，球磨機轉速為200印111，球磨時間0.5 h，即實現利用N1-B-C合金改性La-Mg-Ni基儲氫合金La0.94Mg0.06Ni3.49Co0.73Mn0.12A10.20。
[0021]用LAND 5.3B電池測試系統以及CHI 660E電化學工作站分別測定上述實施例改性合金的循環穩定性和動力學性能，結果如下:
(I)未改性合金電極的最大放電容量為346 mAh/g，當其與N1-B-C合金粉末按照9:1、8.5:1.5、8:2的比例球磨復合后，得到的電極最大放電容量分別提高到363 mAh/g,366mAh/g和360 mAh/g。
[0022](2) 50個循環后電極的容量保持率從未改性電極的70%增加到77%、75%、和77%。
【主權項】
1.一種利用N1-B-C合金改性La-Mg-Ni基儲氫合金的方法，其特征在于具體步驟為: (I )按照儲氫合金1^0.94]\%().()6祖3.4900().73]/[11().1241().2()的摩爾配比稱取純度在99%以上的金屬原料，在氬氣保護下，通過真空感應熔煉法制備儲氫合金，將鑄錠翻轉重熔2?3次后研碎，過200 目篩，制得 1^_]\%-祖基儲氫合金1^0.94]\%0.06附3.49000.73]/[110.12八10.20;(2)在500mL蒸餾水中加入15 g NiCl2.6Η20，95°C磁力攪拌下，滴加100?200 mL.0.1 mol/L的NaBH4溶液，所得產物用無水乙醇洗滌2次，在75°C條件下干燥5 h得到N1-B合金粉末，將N1-B合金粉末與石墨粉按照質量比為6:4混合均勾，以200?400 rpm的轉速球磨5-10 h，球磨比為10:1或20:1，S卩制得N1-B-C合金粉末；(3)將步驟(I)制得的La-Mg-Ni基儲氫合金La0.94Mg0.Q6Ni3.49Co().73Mn().12Al().20和步驟(2)制得的N1-B-C合金粉末按照質量比例混合均勻后球磨，球料比為20:1，球磨機轉速為150?200 rpm，球磨時間0.5?1.0 h，即實現利用N1-B-C合金改性La-Mg-Ni基儲氫合金La0.94Mg0.06Ni3.49Co0.73Mn0.12A10.20 ； 所述質量比例為9:1、8.5:1.5或8:2。
【文檔編號】B22F1/00GK106001543SQ201610401758
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月9日
【發明人】黃紅霞, 謝文強, 于文婉, 王新穎
【申請人】桂林理工大學