一种PuNi₃型单相钕–镁–镍合金电极材料的制备方法

摘要

一种PuNi₃型单相钕–镁–镍合金电极材料的制备方法，其主要是将Nd、Mg和Ni金属原料按Nd_0.70～0.80Mg_0.30～0.20Ni_2.85～3.05摩尔比配料，然后将其进行熔炼，随后将制备的合金铸锭机械破碎，放入耐高温的不锈钢退火罐中密封；将密封后的合金置于真空退火炉中分区升温至975～1050℃进行24h退火处理；退火后的合金随炉冷却至室温，即可获得相丰度为98wt.％以上的PuNi₃型单相Nd–Mg–Ni合金电极材料。该PuNi₃型单相Nd–Mg–Ni合金经过机械粉碎研磨至200～400目后可直接作为镍氢电池负极材料使用。本发明制备方法简单可靠、合金晶体结构完整，制备的合金电极材料的最大放电容量在360mAh g^–1以上，经100周充/放电后其循环寿命在90％以上。

主权项

一种PuNi₃型单相钕–镁–镍合金电极材料的制备方法，其特征在于：(1)原料：纯度为99.5％的Nd、Mg和Ni金属原料，其用量有如下摩尔比：Nd 0.70–0.80、Mg 0.20–0.30、Ni 2.85–3.05；根据合金不同组分的挥发量，将Nd和Mg分别过量1％和10％；(2)合金铸锭的熔炼：将Nd和Ni放置于真空感应熔炼炉的氧化镁坩埚中，通过控制电流强度对金属原料进行常规感应熔炼，待Nd和Ni完全熔化后，采用二次加料的方式加入金属Mg，待所有原料完全熔化后再继续精炼5‑10分钟，然后浇注冷却获得合金铸锭；(3)分区式升温退火处理：将上述步骤(2)获得的Nd–Mg–Ni合金铸锭机械破碎成金属块，放入耐高温的不锈钢退火罐中密封后，放置于真空退火炉中于‑0.060～‑0.040MPa氩气气氛保护下进行退火处理；以4℃min^–1的升温速率从室温升高至600℃；然后以1℃min^–1的升温速率从600℃继续升高至975～1050℃；最后在目标温度975～1050℃下保温24h，然后随炉冷却至室温。即可获得相丰度为98wt.％以上的PuNi₃型单相Nd–Mg–Ni合金电极材料。