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1. WO2020107832 - AB5-BASED HYDROGEN STORAGE ALLOY, ELECTRODE FOR NICKEL-METAL HYDRIDE BATTERY, SECONDARY BATTERY AND PREPARATION METHOD FOR HYDROGEN STORAGE ALLOY THEREOF

Publication Number WO/2020/107832
Publication Date 04.06.2020
International Application No. PCT/CN2019/088704
International Filing Date 28.05.2019
IPC
H01M 4/24 2006.01
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
4Electrodes
02Electrodes composed of, or comprising, active material
24Electrodes for alkaline accumulators
H01M 4/26 2006.01
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
4Electrodes
02Electrodes composed of, or comprising, active material
24Electrodes for alkaline accumulators
26Processes of manufacture
CPC
H01M 10/30
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
10Secondary cells; Manufacture thereof
24Alkaline accumulators
30Nickel accumulators
H01M 4/242
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
4Electrodes
02Electrodes composed of or comprising active material
24Electrodes for alkaline accumulators
242Hydrogen storage electrodes
H01M 4/26
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
4Electrodes
02Electrodes composed of or comprising active material
24Electrodes for alkaline accumulators
26Processes of manufacture
H01M 4/385
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
4Electrodes
02Electrodes composed of or comprising active material
36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
38of elements or alloys
383Hydrogen absorbing alloys
385of the type LaNi5
Applicants
  • 华南理工大学 SOUTH CHINA UNIVERSITY OF TECHNOLOGY [CN]/[CN]
  • 四会市达博文实业有限公司 SIHUI DABOWEN INDUSTRIAL CO., LTD. [CN]/[CN]
  • 广东省稀有金属研究所 GUANGDONG RESEARCH INSTITUTE OF RARE-METAL [CN]/[CN]
Inventors
  • 欧阳柳章 OUYANG, Liuzhang
  • 谈诚 TAN, Cheng
  • 朱敏 ZHU, Min
  • 闵德 MIN, De
  • 王辉 WANG, Hui
  • 罗统钊 LUO, Tongzhao
  • 肖方明 XIAO, Fangming
  • 唐仁衡 TANG, Renheng
Agents
  • 广州市华学知识产权代理有限公司 GUANGZHOU HUAXUE INTELLECTUAL PROPERTY AGENCY CO., LTD.
Priority Data
201811455993.630.11.2018CN
Publication Language Chinese (ZH)
Filing Language Chinese (ZH)
Designated States
Title
(EN) AB5-BASED HYDROGEN STORAGE ALLOY, ELECTRODE FOR NICKEL-METAL HYDRIDE BATTERY, SECONDARY BATTERY AND PREPARATION METHOD FOR HYDROGEN STORAGE ALLOY THEREOF
(FR) ALLIAGE DE STOCKAGE D'HYDROGÈNE À BASE D'AB5, ÉLECTRODE POUR BATTERIE À HYDRURE MÉTALLIQUE DE NICKEL, BATTERIE SECONDAIRE ET PROCÉDÉ DE PRÉPARATION POUR ALLIAGE DE STOCKAGE D'HYDROGÈNE ASSOCIÉ
(ZH) 一种AB5基贮氢合金、镍氢电池用电极、二次电池及其贮氢合金的制备方法
Abstract
(EN)
The present invention relates to a hydrogen storage alloy, an electrode for a nickel-metal hydride battery, a secondary battery and a preparation method for a hydrogen storage alloy thereof. The chemical composition of the hydrogen storage alloy thereof is represented by the general formula La(3.0 - 3.2)xCexZrySm(1-(4.0 - 4.2)x-y)NizCouMnvAlw, in which x, y, z, u, v, and w are molar ratios, and 0.14≤x≤0.17; 0.02≤y≤0.03; 4.60≤z+u+v+w≤5.33; 0.10≤u≤0.20; 0.25≤v≤0.30; 0.30≤w≤0.40. The overcharge performance of the electrode material is satisfied by fixing the ratio of lanthanum (La) to cerium (Ce) to be 3.0-3.2; a large amount of metal samarium (Sm) element is substituted on the A side, namely, the Sm atom ratio accounts for 25.6-42% of the A side, so as to overcome the problem of life reduction caused by low cobalt (Co); the equilibrium pressure is adjusted by changing the ratio of Sm to La and Ce to meet the charging and discharging dynamic performance of the electrode material; and zirconium (Zr) with an atomic ratio of 2-3% relative to the A side element is added to the A side element to improve the nucleation rate during solidification. The negative electrode material of the nickel-metal hydride battery obtained by using the hydrogen storage alloy thereof has a high overcharge resistance, a high rate discharge performance and a good cycle stability.
(FR)
La présente invention concerne un alliage de stockage d'hydrogène, une électrode pour une batterie à hydrure métallique de nickel, une batterie secondaire et un procédé de préparation d'un alliage de stockage d'hydrogène associé. Le composition chimique de l'alliage de stockage d'hydrogène associé est représentée par la formule générale La(3,0 - 3,2)xCexZrySm(1-(4,0 - 4,2)x-y)NizCouMnvAlw, dans laquelle x, y, z, u, v et w sont des rapports molaires, et 0,14≤x≤0,17 ; 0,02≤y≤0,03 ; 4,60≤z+u+v+w≤5,33 ; 0,10≤u≤0,20 ; 0,25≤v≤0,30 ; 0,30≤w≤0,40. La performance de surcharge du matériau d'électrode est satisfaite par la fixation du rapport entre le lanthane (La) et le cérium (Ce) à une valeur de 3,0 à 3,2 ; une grande quantité d'élément métallique samarium (Sm) est substituée sur le côté A, à savoir, le rapport atomique Sm représente de 25,6 à 42 % du côté A, de manière à remédier au problème de réduction de la durée de vie due à de faibles teneurs en cobalt (Co) ; la pression d'équilibre est ajustée en changeant le rapport entre Sm et La et Ce pour satisfaire les performances dynamiques de charge et de décharge du matériau d'électrode ; et du zirconium (Zr) avec un rapport atomique de 2 à 3 % par rapport à l'élément côté A est ajouté à l'élément côté A pour améliorer le taux de nucléation pendant la solidification. Le matériau d'électrode négative de la batterie à hydrure métallique de nickel obtenu en utilisant l'alliage de stockage d'hydrogène associé présente une résistance élevée à la surcharge, une performance de décharge à haut débit et une bonne stabilité de cycle.
(ZH)
本发明涉及贮氢合金、镍氢电池用电极、二次电池及其贮氢合金的制备方法,其贮氢合金的化学组成由通式La(3.0~3.2)xCexZrySm(1-(4.0~4.2)x-y)NizCouMnvAlw来表示,其中,x、y、z、u、v、w为摩尔比,0.14≤x≤0.17;0.02≤y≤0.03;4.60≤z+u+v+w≤5.33;0.10≤u≤0.20;0.25≤v≤0.30;0.30≤w≤0.40。通过固定金属镧(La)和铈(Ce)的比例为3.0~3.2满足了电极材料的过充性能;对A侧进行金属钐(Sm)元素的大量替代,即Sm原子比占A侧的25.6~42%以克服低钴(Co)带来的寿命降低问题;用Sm与La和Ce的比例变化来调整平衡压以满足电极材料的充放电动力学性能;A侧元素中通过添加相对于A侧元素原子比为2-3%的锆(Zr)提高了凝固过程的形核率。采用其贮氢合金获得镍氢电池负极材料抗过充能力高、高倍率放电性能和循环稳定性好。
Also published as
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