高功率贮氢合金电极及其制备方法 技术领域：
本发明涉及一种高功率贮氢合金电极及其制备方法。主要用作镍氢电池作负极。属于能源技术领域。
背景技术：
自80年代，金属氢化物镍电池得到了迅速的发展，其特点是具有与镉镍电池相近的电压，更高的比容量，没有记忆效应，不污染环境，对人体无害。被称之为绿色环保型电池。近年来，要求镍氢电池有良好功率特性的应用领域逐渐增多，如电动工具，启动用电池，电动车及混合电动车用电源等。因此高功率镍氢电池的开发受到广泛关注。许多研究者也深入的研究了提高镍氢电池功率特性的方法。其中主要集中于贮氢合金负信性能的提高上。如专利UEP6413670采用在合金中引入Pd等过渡金属，使合金的催化活性提高来提高合金的高倍率放电容量。专利USP 6,332,908采用将贮氢合金与片状导电粉进行球磨的方法来提高合金的放电容量和循环寿命。专利USP5,51,698采用铜、镀铜的镍及铜镍合金为负极基体，提高基体的导电性能来减少电池电阻，改善高倍率放电性能。Andreas Otto等人采用对合金进行表面处理方法如镀镍、氟化处理、热碱浸蚀等来提高合金的表面催化活性以改善其高倍率性能。但这些方法，一方面增加合金制造成本，另一方面操作条件难以控制，难以实现大批量的工业化生产。
发明内容：
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种既能提高镍氢电池的功率特性，且实施容易的、不增加任何成本的高功率贮氢合金电极及其制备方法。
本发明的目的是这样实现的：一种高功率贮氢合金电极及其制备方法其特点是：以AB5合金为原料，AB5合金的成份为如下化学式：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，当真空电弧炉内真空度达到0.1～10Pa后，充入经脱水处理的氩气至0.03～0.1Mpa，上述合金材料在1200～1400℃的温度下熔炼2～3h，不经过任何后续热处理，机械粉碎后过200目筛，直接压制到导电基体上或与导电剂、添加剂和水混合成浆料涂到导电基体上，制成贮氢合金负极板。
本发明直接利用不进行任何热处理合金的优点，即合金结构地无序性，拥有大量的晶格和组织缺陷，在合金内部存在大量的贮氢点与催化活性点，因此具有优良的动力学性能，来提高镍氢电池的功率特性，且实施容易，不会增加任何成本。
用此种合金制造的高功率镍氢电池，明显提高了电池的功率性能：10C率放电平台比经过热处理的合金高10～30mV。
附图说明：
图1为高功率镍氢电池的10C放电曲线：1为负极使用普通退火合金；2为负极使用不退火合金。
具体实施方式如下：
本发明为一种高功率贮氢合金电极及其制备方法。是以AB5合金为原料，所述合金种类为AB5合金，AB5合金的成份为如下化学式：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，当真空电弧炉内真空度达到0.1～10Pa后，充入经脱水处理的氩气至0.03～0.1Mpa，上述合金材料在1200～1400℃的温度下熔炼2～3h，不经过任何后续热处理，机械粉碎后过200目筛，直接压制到导电基体上或与导电剂、添加剂和水混合成浆料涂到导电基体上，制成贮氢合金负极板。正极采用泡沫镍集流体为基体，将Ni(OH)2与导电剂、粘结剂、水混合成浆料，涂入到泡沫镍集流体基体中，制成正极板；负极用此种合金，直接压制在三维铜网基体上，采用负正极容量比为1∶1.6，装配成容量为2.5～2.8Ah的SC型高功率镍氢电池。并进行倍率性能及内压测试。
实施例1：
La1-X-Y-ZCeXNdYPrZ(Ni3.75Co0.75Mn0.3Al0.2)，取X＝0.2、Y＝0.1、Z＝0.3。当真空电弧炉内真空度达到5Pa后，充入经脱水处理的氩气至0.1Mpa，上述合金材料在1300℃的温度下熔炼2.5h，不经过任何后续热处理，机械粉碎后过200目筛，直接压制到三维铜网基体上制成贮氢合金负极板；正极采用泡沫镍集流体为基体，将Ni(OH)2与导电剂、粘结剂、水混合成浆料，涂到泡沫镍集流体基体中，制成正极板；采用负正极容量比为1∶1.6，装配成容量为2.8Ah的SC型高功率镍氢电池。10C率放电平台比经过热处理的合金高约20mV。
实施例2：
La1-X-Y-ZCeXNdYPrZ(Ni3.75Co0.75Mn0.3Al0.2)，取X＝0.3、Y＝0.2、Z＝0.2。当真空电弧炉内真空度达到0.1Pa后，充入经脱水处理的氩气至0.03Mpa，上述合金材料在1200℃的温度下熔炼2h，不经过任何后续热处理，机械粉碎后过200目筛，粉料与导电剂、添加剂和水混合成浆料涂到泡沫镍基体上，制成贮氢合金负极板。正极采用泡沫镍集流体为基体，将Ni(OH)2与导电剂、粘结剂、水混合成浆料，涂到泡沫镍集流体基体中，制成正极板；负极用此种合金，直接压制在三维铜网基体上。采用负正极容量比为1∶1.6，装配成容量为2.5Ah的SC型高功率镍氢电池。并进行倍率性能及内压测试。10C率放电平台比经过热处理的合金高约30mV。
实施例3：
La1-X-Y-ZCeXNdYPrZ(Ni3.75Co0.75Mn0.3Al0.2)，其中X＝0.5、Y＝0.3、Z＝0。当真空电弧炉内真空度达到10Pa后，充入经脱水处理的氩气至0.05Mpa，上述合金材料在1400℃的温度下熔炼3h，不经过任何后续热处理，机械粉碎后过200目筛，粉料与导电剂、添加剂和水混合成浆料涂到镀镍冲孔钢带上，经烘干、滚压制成贮氢合金负极板。正极采用泡沫镍集流体为基体，将Ni(OH)2与导电剂、粘结剂、水混合成浆料，涂到泡沫镍集流体基体中，制成正极板；负极用此种合金，直接压制在三维铜网基体上。采用负正极容量比为1∶1.6，装配成容量为2.5Ah的SC型高功率镍氢电池。并进行倍率性能及内压测试。10C率放电平台比经过热处理的合金高约15mV。