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北京科技大學
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稀土貯氫合金鑄片產業化技術

2021-04-11 00:00:00
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關鍵詞: 鎳氫電池
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所屬領域:
新材料及其應用
項目成果/簡介:

中國生產的鎳氫電池性能與國外相比差距還很大,這是由于工藝設備落后、材料性能較差等原因造成的,電池的一致性、穩定性均有待提高。日本稀土貯氫合金全部采用片鑄(Strip Casting)工藝生產,我國則全部采用模鑄(Mold Casting)工藝生產。在國家“八六三”計劃支持下,開發具有自主知識產權的稀土貯氫合金的鑄片產業化技術,達到日本同期水平。該技術優點有:(1)可以提高稀土貯氫合金的比容量。相同成分的稀土貯氫合金采用模鑄工藝生產比容量為320mAh/g,如果采用片鑄工藝生產則比容量提高到340mAh/g;(2)活化速度快。模鑄工藝生產的稀土貯氫合金需要10-15個完全沖放周期才能達到最大吸氫量,片貯工藝則只需要2-3個完全沖放周期。(3)抗氧化、耐腐蝕、壽命長。片鑄工藝生產的相同成分稀土貯氫合金比模鑄工藝生產的抗氧化和耐腐蝕性能好,使用壽命長200個循環周期;(4)可以降低原材料成本。例如生產比容量為320mAh/g的稀土貯氫合金,采用片鑄工藝可以大幅度降低金屬鈷,降幅達到30%-50%;(5)能耗降低。片鑄工藝生產的稀土貯氫合金全部有均勻細小的柱狀晶組成、相分布均勻、偏析降低到最低限度、沒有富錳析出,不需要熱處理。模鑄工藝生產的稀土貯氫合金偏析嚴重、富錳相析出,因此需要熱處理來消除或減弱。

LaNi5型稀土貯氫合金是1969年荷蘭菲利浦公司發現的,它具有電化學容量高、循環工作壽命長、對電解液有良好的耐蝕性、對過充電時正極產生的氧要有良好的耐氧化性、電催化活性高、反應阻力(氫過電壓)小、氫擴散速率大、電極反應可逆性好、在電池工作溫度范圍(-20~+60)內有合適的氫平衡分解壓、無污染。稀土貯氫合金的重要應用是它可以被用作鎳氫電池的陰極材料。鎳氫電池與傳統的鎳鎘電池相比,其能量密度提高兩倍,廣泛應用于能源、化工、電子、宇航、軍事及民用各個方面,如筆記本電腦、計算機、攝像機、收錄機、數碼相機、通訊器材、電動工具、混合動力汽車等。

項目階段:
未應用
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