專利名稱：一種無鈷無鐠釹的低成本AB₅型儲氫合金的制作方法
技術領域：
本發明涉及儲氫合金領域，尤其涉及一種無鈷無鐠釹的低成本AB5型儲氫合金。
背景技術：
隨著稀土價格的持續升高，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的生產成本帶來了極大的壓力。尤其是鎳氫電池行業，由于面臨鋰離子電池等其他電池的競爭，已經沒有成本上的優勢，消費市場面臨逐漸萎縮的危險，給行業的發展命運蒙上了陰影。如何在保持儲氫合金性能的前提下，降低儲氫合金的生產成本，成為關系鎳氫電池行業發展命運的關鍵所在。傳統商用AB5合金中Pr、Nd的含量約4_7wt. %，Co的含量約5-10 wt. %,這兩類金屬的價格明顯高于合金中的其他金屬,其中Pr、Nd的價格約為La、Ce 等高豐度稀土價格的4-6倍，金屬Co的價格約為金屬Ni價格的兩倍，約為Mn、Al價格的10-15倍。因此，迫切需要開發無鐠Pr、無釹Nd和無鈷的儲氫合金，以提高鎳氫電池行業的市場競爭力。

發明內容
本發明的目的是提供一種無鈷無鐠釹的低成本AB5型儲氫合金，在滿足儲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成本，提高儲氫合金的市場競爭力。為解決上述技術問題，本發明的技術方案是一種無鈷無鐠釹的低成本AB5型儲氫合金，其成分組成的化學式表示為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。為進一步改善合金的性能，所述成分組成中還包括Nd,化學式表示為Mm1^xLaxNiaMnbAlcNd, N為Sn、Cr、V、W、Mo中的一種或一種以上；d表示摩爾比，其數值范圍為0 < d < O. I。另一種無鈷無鐠釹的低成本AB5型儲氫合金，其成分組成的化學式表示為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。為進一步改善合金的性能，所述成分組成中還包括Nd,化學式表示為Mm1IyLaxMyNiaMnbAleNd, N為Sn、Cr、V、W、Mo中的一種或一種以上；d表示摩爾比，其數值范圍為:0 < d彡O. I。該儲氫合金的在45°C條件下的PCT曲線放氫平臺壓為O. 01-0. 06MPa。與現有技術相比，本發明的有益效果是
該儲氫合金具有成本極低、PCT平臺壓合理、放電容量適中、大電流放電能力極強、低自放電性能好的特點。合金中不含有Pr、Nd和Co元素，市場競爭力極強，可以廣泛用于普通鎳氫電池、動力型鎳氫電池和低自放電鎳氫電池等多個鎳氫電池應用領域。


圖I是本發明實施例I PCT曲線；圖2是本發明實施例I不同倍率放電曲線圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進一步說明
本發明實施例I-實施例25的組分對比見表I。實施例I-實施例25中的一種無鈷無鐠釹的低成本AB5型儲氫合金的制備方法，具體操作步驟如下I)分別按照化學式 MnvxLaxNiaMnbAlc^ Mm1 _x_yLaxMyNiaMnbAIc> MnvxLaxNiaMnbAlcNd 或Mm1IyLaxMyNiaMnbAleNd進行配料，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，向真空感應熔煉爐內充入惰性氣體，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，當爐內物料熔化均勻后，停止加熱；4)當熔液達到1150-1550°C后，澆鑄至水冷模或冷卻輥，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行熱處理，熱處理過程在惰性氣體的保護下進行，熱處理溫度為800 1200°C，保溫時間為3 30小時；6)將合金塊或合金片經低溫液氮冷卻沖擊磨或氣流磨制粉，制成平均粒徑為30 80um的儲氫合金粉。表I
j冷卻合金形態
實施例 IMmo.iLao.gNi4.7Mno.4Alo.35IO-IOOmm 合金錠
實施例 2Mma1Lath9N^65Mna3Ala3510-IOOmm 合金錠
實施例 3Mm。. ULaa85Nii65Mna5Ala35厚度 O. I-O. 5mm 的合金片
實施例 4Mm0.2La0.8Ni4.6Mn0.5Al0.3510-IOOmm 合金錠
實施例 5Mm0.4La0.6Ni4.7Mn0.75Al0.210-IOOmm 合金錠
實施例 6Mma1Lath9Niu5Mna45Ala310-IOOmm 合金錠
實施例 7Mm0.15La0.85Ni4. ^5Al0.3510-IOOmm 合金錠
權利要求
1.一種無鈷無鐠釹的低成本AB5型儲氫合金，其特征在于，其成分組成的化學式表示為-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.根據權利要求I所述的一種無鈷無鐠釹的低成本AB5型儲氫合金，其特征在于，所述成分組成中還包括Nd，化學式表示為=MivxLaxNiaMnbAleNd, N為Sn、Cr、V、W、Mo中的一種或一種以上；d表示摩爾比，其數值范圍為0 < 0. I。
3.一種無鈷無鐠釹的低成本AB5型儲氫合金，其特征在于，其成分組成的化學式表示為=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.根據權利要求3所述的一種無鈷無鐠釹的低成本AB5型儲氫合金，其特征在于，所述成分組成中還包括Nd，化學式表示為-MmmLaXMyNLMnbAH N為Sn、Cr、V、W、Mo中的一種或一種以上；d表示摩爾比,其數值范圍為0 < d < 0. I。
5.根據權利要求I或2或3或4所述的一種無鈷無鐠釹的低成本AB5型儲氫合金，其特征在于，該儲氫合金的在45°C條件下的PCT曲線放氫平臺壓為0. 01-0. 06MPa。
全文摘要
本發明涉及儲氫合金領域，尤其涉及一種無鈷無鐠釹的低成本AB5型儲氫合金，其特征在于，其成分組成的化學式表示為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。與現有技術相比，本發明的有益效果是該儲氫合金具有成本極低、PCT平臺壓合理、放電容量適中、大電流放電能力極強、低自放電性能好的特點。合金中不含有Pr、Nd和Co元素，市場競爭力極強，可以廣泛用于多種鎳氫電池應用領域。
文檔編號C22C19/03GK102808107SQ20121026010
公開日2012年12月5日 申請日期2012年7月25日 優先權日2012年7月25日
發明者王常春, 姜波, 遲新宇, 沈欣, 柳立, 張遠 申請人:鞍山鑫普新材料有限公司, 包頭鑫普新材料有限公司