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《4.14镍氢电池用廉价稀土储氢合金负极材料研制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、第25卷第5期稀土Vol125,No152004年10月ChineseRareEarthsOctober2004X镍氢电池用廉价稀土储氢合金负极材料的研制122徐绍萍,李培良,耿朝青(11内蒙古稀奥科镍氢动力电池有限公司,内蒙古包头014030;21包头稀土研究院,内蒙古包头014010)摘要:以研究出一种价格低廉能满足生产镍氢电池用户基本要求,并适合产业化生产的低钴廉价储氢合金负极材料为目的,把合金中钴的含量从10%降到315%左右,从而把储氢合金原材料的成本降低15%～25%左右,合金粉的电化学循环寿命达到500次(容量大于初始容量的
2、80%)以上,容量大于280mAhög。关键词:镍氢电池;稀土;储氢合金+中图分类号:TG13917文献标识码:A文章编号:100420277(2004)0520015203镍氢电池是一种新型环保的高容量二次电池,的成分,必须对高温下蒸汽压高的元素(如锰)在配近年来发展迅速,市场潜力很大,而储氢合金负极材料时适当过量。[1]料是电池中的关键核心材料。目前市售的镍氢电合金扩大实验是在公称容量为50kg的真空感池,多数是以AB5型稀土储氢合金为负极材料,其应炉中进行,每炉可获得43kg的合金锭,炉料化清价格的高低对电池的发展影响很大,目前实用
3、型储后要保温一段时间,充分电磁搅拌后浇铸成锭。[2]氢合金中都加有10%左右的Co,但是Co的价格112制粉极高,合金中的Co约占原材料成本的30%～40%。合金是用机械法制粉,根据电极制作所要求的因此,低Co或无Co储氢合金的研究开发,成为稀粒度过筛,扩大实验是用带筛球磨机,在制粉过程中[3]土系储氢合金研究的一个热点,研制价格低廉的要防止合金发热和过磨。储氢合金负极材料是市场发展的需要。113电化学特性测定本文对各种合金元素Co、Mn、Al、Cu、Fe、Gr、试验电池是负极容量控制的开口电池,负极是Ti等在AB5型稀土储氢合金中的作用
4、进行了研用粘结法制作的。正极为通常的烧结式电极,正极容[4]究,为了研究出价格低廉且满足生产镍氢电池性量大大超过负极容量,使用尼龙无纺布作为隔膜,能要求的合金,本文选择用铁元素替代钴,并对合金6molöLKOH(含LiOH1göL)为电解液构成试验电中混合稀土的配分进行优化,使合金在低钴条件下池。试验电池用011C恒流充电15小时,012C恒流仍具有比较好的放电性能和循环寿命。研究出钴含放电至-740mV。经过5次循环充放电后,储氢合量为315%左右,满足镍氢电池负极使用的J17稀金充分活化,容量保持稳定。在这样条件下测定合金土系AB5合
5、金。的比容量,不同倍率的放电曲线。循环充放电寿命试验是用上海方正的DC-51实验部分电池性能测试仪,采用1C充电115小时,1C放电至111合金的制备110V。在真空非自耗电弧炉中冶炼成份不同的钮扣状2实验结果与分析小锭,每炉100g,熔炼前抽真空,然后充入氩气。用电弧炉熔炼,重复三次,以便使合金成份均匀。由于211合金的选定冶炼时合金元素挥发,为保证获得符合化学计量比在研究中首先选择了10余种不同配比的材料,X收稿日期:2003212203基金项目:内蒙科技攻关计划项目(20000215);包头科技攻关计划项目(00IDG11)作者简介
6、:徐绍萍(19642),女,天津人,学士,高级工程师,主要研究方向为稀土储氢合金及镍氢电池。16稀土第25卷用电弧炉冶炼J1～J13配比的合金,钴含量降至市售合金含钴量的25%～35%,用部分铁取代之,进行容量及循环寿命的测试。经过500余次的循环测试,从中选出了4种综合性能比较好的合金成分,并进一步修改了合金成分的配比,冶炼了第二批合金J14～J21,再进行循环寿命的测试。其中有两种成分的低钴合金电极的循环寿命达到了600次以上,与图3低钴合金J17循环寿命高钴合金的寿命相近。存在的主要问题是,低估合金Fig13LowerCoalloy
7、J17cyclelife的容量略低于高钴合金,且高倍率放电时放电电位偏高。通过对数据分析,对性能比较好的合金成分进行重复冶炼,通过重复实验,选出其中性能好的合金进行了扩大实验,对J17合金成分进行50kgö炉冶炼,退火后制粉,把合金粉送给一些电池公司,做成AA型电池并进行了性能测试。结果表明,电池的容量和循环寿命试验符合目前市场的需求。图4J17与高钴合金循环寿命曲线从图1几种合金的循环寿命曲线可见,J17合金与Fig14J17andhighCoalloycyclelifecurves高钴合金T2A的曲线最接近,J17合金的Co含量为31
8、5%,使合金中Co的含量从10%降低至315%左右,从图3及图4可见低钴合金J17经500次循环因此选定J17合金(Co0125)为所要研究的合金。后,容量为22817mAhög,容量下降20
