一種利用酞菁鈷對AB₃型儲氫合金進(jìn)行表面改性的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用酞菁鈷對AB3型儲氫合金進(jìn)行表面改性的方法。分別制備AB3型儲氫合金La0.73Ce0.18Mg0.09Ni3.20Al0.21Mn0.10Co0.60和酞菁鈷；然后二者按照以下重量百分比進(jìn)行混合：AB3型儲氫合金La0.73Ce0.18Mg0.09Ni3.20Al0.21Mn0.10Co0.60為96~99%，酞菁鈷為1~4%，二者之和為100%；混合后進(jìn)行球磨，球料比20:1，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速150~200 rpm，球磨時(shí)間0.5~1.0 h，即實(shí)現(xiàn)酞菁鈷對AB3型儲氫合金的表面改性。本發(fā)明方法簡單易行，便于推廣應(yīng)用，且表面改性后提高了儲氫合金的循環(huán)穩(wěn)定性。
【專利說明】
一種利用酞菁鈷對AB3型儲氫合金進(jìn)行表面改性的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于材料化學(xué)以及電化學(xué)研究領(lǐng)域，特別涉及一種利用酞菁鈷對AB3型儲氫合金 La0.73Ce0.1sMg0.09N13.20A10.2iMn0.10C00.60 進(jìn)行表面改性的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]稀土基AB5型儲氫合金作為Ni/MH二次電池的負(fù)極材料，已經(jīng)商業(yè)化，但其放電容量提高空間不大(目前達(dá)到340 mAh/g，理論值為348 mAh/g)。新型AB3型儲氫合金被認(rèn)為最有可能替代稀土基AB5型儲氫合金，其放電容量可達(dá)410 mAh/g，但此類合金在強(qiáng)堿性介質(zhì)中易腐蝕和粉化，致使電極的容量衰減較快。有研究采用元素替代法、氟化處理等提高AB3型儲氫合金電極的循環(huán)穩(wěn)定性。
[0003]研究表明，含酞菁鐵的MH/Ni電池經(jīng)過一定的循環(huán)周數(shù)后，合金電極的粉化并不嚴(yán)重。由于酞菁配合物具有消氧催化作用，使氧的電化學(xué)復(fù)合變快了，提高M(jìn)H/Ni電池的充電效率和耐過充電能力，同時(shí)降低了電池的容量衰減速度，而且還明顯增強(qiáng)了電池的高倍率放電性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種利用酞菁鈷對AB 3型儲氫合金La0.73Ce0.1sMg0.09N13.20A10.2iMn0.10C00.βο 進(jìn)行表面改性的方法。
[0005]具體步驟為:
(I)按照ΑΒ3型儲氫合金La0.73Ce0.18Mg().()9Ni3.2()Al().2iMn().1()Co().6()的摩爾配比稱取純度在99%以上的金屬原料，在氬氣保護(hù)下，通過真空感應(yīng)熔煉法制備合金，所得鑄錠翻轉(zhuǎn)重熔2?3次后，將鑄徒研碎，過200 目篩，制得AB3型儲氫合金La0.73Ce0.18Mg().()9Ni3.2()Al().2iMn().1()Co0.6o粉末。
[0006](2)取尿素12 g、鄰苯二甲酸酐7.4 g、鉬酸銨0.5 g和六水合氯化鈷2.2 g，加至三口燒瓶中，并放在磁力攪拌電熱套中加熱攪拌，升溫升至140 °C時(shí)，反應(yīng)物開始融化，繼續(xù)升高至220 °(:恒溫反應(yīng)3 h，然后冷卻至室溫，加入質(zhì)量百分比濃度為2%的稀鹽酸溶液，煮沸30 min，趁熱過濾;再加入蒸饋水煮沸30 min，趁熱過濾；最后加入質(zhì)量百分比濃度為2%的氫氧化鉀溶液，煮沸30 min，趁熱過濾;重復(fù)上述煮沸過濾步驟，直至加蒸餾水后溶液不渾濁，濾出液無色，PH值為中性，最后將濾出物在80 °C條件下烘干24 h，制得酞菁鈷。
[0007](3)將步驟(I)制得的AB3型儲氣合金La0.73Ce0.18Mg().()9Ni3.2()Al().2iMn().1()Co().60粉末和步驟(2)制得的酞菁鈷按照以下重量百分比進(jìn)行混合:AB3型儲氫合金1^0.7306().18]\%().()9祖3.2(^1().21]/[11().1()(]0().6()粉末為96~99%，駄善鉆為1~4%，二者之和為100%;混合后進(jìn)行球磨，球料比20:1，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速150?200 rpm，球磨時(shí)間0.5?1.0 h，即實(shí)現(xiàn)酞菁鈷對AB3型儲氫合金的表面改性。
[0008]本發(fā)明方法簡單易行，便于推廣應(yīng)用，且利用酞菁鈷對AB3型儲氫合金進(jìn)行表面改性，提高了儲氫合金的循環(huán)穩(wěn)定性。
【具體實(shí)施方式】
[0009]實(shí)施例1:
(I)按照AB3型儲氫合金La0.73Ce0.18Mg().()9Ni3.2()Al().2iMn().1()Co().6()的摩爾配比稱取純度在99.9%的金屬原料，在氬氣保護(hù)下，通過真空感應(yīng)熔煉法制備合金，所得鑄錠翻轉(zhuǎn)重熔2次后，將鑄徒研碎，過200 目篩，制得AB3型儲氣合金La0.73Ce0.18Mg().()9Ni3.2()Al().2iMn().1()Co().6o粉末。
[0010](2)取尿素12 g、鄰苯二甲酸酐7.4 g、鉬酸銨0.5 g和六水合氯化鈷2.2 g，加至三口燒瓶中，并放在磁力攪拌電熱套中加熱攪拌，升溫升至140 °C時(shí)，反應(yīng)物開始融化，繼續(xù)升高至220 °(:恒溫反應(yīng)3 h，然后冷卻至室溫，加入質(zhì)量百分比濃度為2%的稀鹽酸溶液，煮沸30 min，趁熱過濾;再加入蒸饋水煮沸30 min，趁熱過濾；最后加入質(zhì)量百分比濃度為2%的氫氧化鉀溶液，煮沸30 min，趁熱過濾;重復(fù)上述煮沸過濾步驟，直至加蒸餾水后溶液不渾濁，濾出液無色，PH值為中性，最后將濾出物在80 °C條件下烘干24 h，制得酞菁鈷。
[0011](3)將步驟(I)制得的AB3型儲氫合金LaojCe0.1sMg0.raNisjAlmMn0.1oCo0.so粉末和步驟(2)制得的酞菁鈷按照以下重量百分比進(jìn)行混合:AB3型儲氫合金1^0.73060.18]\%().()9附3.2(^1().21]/[11().1()(]0().6()粉末為99%，駄菁鈷為1%;混合后進(jìn)行球磨，球料比20:1，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速150 rpm，球磨時(shí)間1.0 h，即實(shí)現(xiàn)酞菁鈷對AB3型儲氫合金的表面改性。
[0012]實(shí)施例2:
(I)按照AB3型儲氫合金La0.73Ce0.18Mg().()9Ni3.2()Al().2iMn().1()Co().6()的摩爾配比稱取純度在99.9%的金屬原料，在氬氣保護(hù)下，通過真空感應(yīng)熔煉法制備合金，所得鑄錠翻轉(zhuǎn)重熔2次后，將鑄徒研碎，過200 目篩，制得AB3型儲氣合金La0.73Ce0.18Mg().()9Ni3.2()Al().2iMn().1()Co().6o粉末。
[0013](2)取尿素12 g、鄰苯二甲酸酐7.4 g、鉬酸銨0.5 g和六水合氯化鈷2.2 g，加至三口燒瓶中，并放在磁力攪拌電熱套中加熱攪拌，升溫升至140 °C時(shí)，反應(yīng)物開始融化，繼續(xù)升高至220 °(:恒溫反應(yīng)3 h，然后冷卻至室溫，加入質(zhì)量百分比濃度為2%的稀鹽酸溶液，煮沸30 min，趁熱過濾;再加入蒸饋水煮沸30 min，趁熱過濾；最后加入質(zhì)量百分比濃度為2%的氫氧化鉀溶液，煮沸30 min，趁熱過濾;重復(fù)上述煮沸過濾步驟，直至加蒸餾水后溶液不渾濁，濾出液無色，PH值為中性，最后將濾出物在80 °C條件下烘干24 h，制得酞菁鈷。
[0014](3)將步驟(I)制得的AB3型儲氫合金LaojCe0.1sMg0.raNiuoAlmMn0.1oCo0.so粉末和步驟(2)制得的酞菁鈷按照以下重量百分比進(jìn)行混合:AB3型儲氫合金La0.73Ce0.18Mg0.()9Ni3.2()Al().2iMn().1()Co().6()粉末為 98%，駄菁鈷為 2%;混合后進(jìn)行球磨，球料比20:1，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速200印111，球磨時(shí)間0.5 h，即實(shí)現(xiàn)酞菁鈷對AB3型儲氫合金的表面改性。
[0015]實(shí)施例3:
(I)按照AB3型儲氫合金La0.73Ce0.18Mg().()9Ni3.2()Al().2iMn().1()Co().6()的摩爾配比稱取純度在99.9%的金屬原料，在氬氣保護(hù)下，通過真空感應(yīng)熔煉法制備合金，所得鑄錠翻轉(zhuǎn)重熔2次后，將鑄徒研碎，過200 目篩，制得AB3型儲氣合金La0.73Ce0.18Mg().()9Ni3.2()Al().2iMn().1()Co().6o粉末。
[0016](2)取尿素12 g、鄰苯二甲酸酐7.4 g、鉬酸銨0.5 g和六水合氯化鈷2.2 g，加至三口燒瓶中，并放在磁力攪拌電熱套中加熱攪拌，升溫升至140 °C時(shí)，反應(yīng)物開始融化，繼續(xù)升高至220 °(:恒溫反應(yīng)3 h，然后冷卻至室溫，加入質(zhì)量百分比濃度為2%的稀鹽酸溶液，煮沸30 min，趁熱過濾;再加入蒸饋水煮沸30 min，趁熱過濾；最后加入質(zhì)量百分比濃度為2%的氫氧化鉀溶液，煮沸30 min，趁熱過濾;重復(fù)上述煮沸過濾步驟，直至加蒸餾水后溶液不渾濁，濾出液無色，PH值為中性，最后將濾出物在80 °C條件下烘干24 h，制得酞菁鈷。
[0017](3)將步驟(I)制得的AB3型儲氫合金LaojCe0.1sMg0.raNiuoAlmMn0.1oCo0.so粉末和步驟(2)制得的酞菁鈷按照以下重量百分比進(jìn)行混合:AB3型儲氫合金La0.73Ce0.18Mg0.()9Ni3.2()Al().2iMn().1()Co().6()粉末為 96%，駄菁鈷為 4%;混合后進(jìn)行球磨，球料比20:1，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速180 rpm，球磨時(shí)間1.0 h，即實(shí)現(xiàn)酞菁鈷對AB3型儲氫合金的表面改性。
[0018]用電池測試系統(tǒng)和電化學(xué)工作站對上述實(shí)施例改性的AB3型儲氫合金進(jìn)行測試，結(jié)果如下:
I)所有改性后的AB3型儲氫合金電極均在2次循環(huán)內(nèi)達(dá)到最大放電容量，表明具有良好的活化性能。
[0019]2)實(shí)施例1、2和3改性后的AB3型儲氫合金電極的最大放電容量由未改性375mAh/g分別稍降低為374 mAh/g、366 mAh/g和366 mAh/g，50次充放電循環(huán)后的放電量保持率從63%分別提高到79%、72%、70%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用酞菁鈷對AB3型儲氫合金進(jìn)行表面改性的方法，其特征在于具體步驟為: (1)按照AB3型儲氫合金La0.73Ce0.18Mg().()9Ni3.2()Al().2iMn().1()Co().6()的摩爾配比稱取純度在.99%以上的金屬原料，在氬氣保護(hù)下，通過真空感應(yīng)熔煉法制備合金，所得鑄錠翻轉(zhuǎn)重熔2?3次后，將鑄徒研碎，過200 目篩，制得AB3型儲氣合金La0.73Ce0.18Mg().()9Ni3.2()Al().2iMn().1()Co().6o粉末； (2)取尿素12g、鄰苯二甲酸酐7.4 g、鉬酸銨0.5 g和六水合氯化鈷2.2 g，加至三口燒瓶中，并放在磁力攪拌電熱套中加熱攪拌，升溫升至140 °C時(shí)，反應(yīng)物開始融化，繼續(xù)升高至220 °(:恒溫反應(yīng)3 h，然后冷卻至室溫，加入質(zhì)量百分比濃度為2%的稀鹽酸溶液，煮沸.30 min，趁熱過濾;再加入蒸餾水煮沸30 min，趁熱過濾;最后加入質(zhì)量百分比濃度為2%的氫氧化鉀溶液，煮沸30 min，趁熱過濾;重復(fù)上述煮沸過濾步驟，直至加蒸餾水后溶液不渾濁，濾出液無色，PH值為中性，最后將濾出物在80 °C條件下烘干24 h，制得酞菁鈷； (3)將步驟(I)制得的AB3型儲氣合金La0.73Ce0.18Mg().()9Ni3.2()Al().2iMn().1()Co().6()粉末和步驟(2)制得的酞菁鈷按照以下重量百分比進(jìn)行混合:AB3型儲氫合金1^0.7306().18]\%().()9附3.2(^1().2通加.1()(:0().6()粉末為96~99%，酞菁鈷為1~4%，二者之和為100%;混合后進(jìn)行球磨，球料比20:1，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速150?200印111，球磨時(shí)間0.5~1.0 h，即實(shí)現(xiàn)酞菁鈷對AB3型儲氫合金的表面改性。
【文檔編號】B22F1/00GK106041048SQ201610572748
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月21日
【發(fā)明人】黃紅霞, 謝文強(qiáng), 于文婉, 王新穎
【申請人】桂林理工大學(xué)