近期，國(guó)家火炬計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目承擔(dān)單位內(nèi)蒙古稀奧科貯氫合金有限公司打破國(guó)外技術(shù)壁壘，研發(fā)出的具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的混合動(dòng)力汽車(chē)用鎳氫電池負(fù)極材料，通過(guò)自治區(qū)科技廳組織的專家驗(yàn)收。項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的鎳氫電池貯氫合金，解決了因較高的比表面積而特別易于氧化和接觸不良導(dǎo)致導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能進(jìn)一步下降的難題，為新能源動(dòng)力汽車(chē)國(guó)產(chǎn)化攻克了一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
鎳氫動(dòng)力電池的性能與其正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解液的性能以及這些材料在發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)時(shí)的各種電化學(xué)行為等有關(guān)，其中負(fù)極材料貯氫合金是影響鎳氫動(dòng)力電池性能的非常重要的影響因素之一。目前市售普通AB5貯氫合金尚不能很好的滿足鎳氫動(dòng)力電池的發(fā)展需要。內(nèi)蒙古稀奧科貯氫合金有限公司于2014年開(kāi)始實(shí)施火炬計(jì)劃——“混合電動(dòng)汽車(chē)用鎳氫電池貯氫合金的產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目，經(jīng)過(guò)三年的研究、設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，生產(chǎn)出2款功率型貯氫合金，并在動(dòng)力型鎳氫電池上應(yīng)用，使動(dòng)力型鎳氫電池高溫60℃時(shí)放電容量達(dá)到常溫的84.4%；循環(huán)使用800周后容量保持率達(dá)到85.3%。
該項(xiàng)目在AB5型動(dòng)力貯氫合金研發(fā)方面，通過(guò)對(duì)合金中輕稀土鑭、鈰比例的調(diào)整，提高和改善了合金的倍率放電性能以及低溫放電性能；通過(guò)化學(xué)計(jì)量比來(lái)改善合金的組織結(jié)構(gòu)、相組成、平衡氫壓、放電容量、活化性能、循環(huán)壽命及高倍率放電性能；通過(guò)調(diào)整合金中錳的含量，得到適合于動(dòng)力性貯氫合金所需的PCT平臺(tái)壓力。在貯氫合金粉末表面處理技術(shù)方面，科技人員在國(guó)內(nèi)外率先采用真空蒸發(fā)鍍膜的方法對(duì)貯氫合金粉末進(jìn)行了鍍膜金屬鎳、銅、鋁的表面處理研究。結(jié)果表明真空蒸發(fā)鍍膜金屬技術(shù)，可以在不破壞合金原有成分和結(jié)構(gòu)的條件下于合金粉末表面獲得均勻的具有良好防腐性能和導(dǎo)電導(dǎo)熱性能的金屬鍍層，可以克服溶液鍍膜對(duì)合金的腐蝕和氧化破壞問(wèn)題，明顯改善合金的容量、高倍率性能，提高合金循環(huán)壽命。
項(xiàng)目在研發(fā)A2B7型儲(chǔ)氫合金方面，科技人員優(yōu)化了能夠穩(wěn)定控制A2B7型儲(chǔ)氫合金中鎂含量及相結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝，使合金中A2B7型相的相豐度達(dá)到88%以上，并且合金中鎂含量與設(shè)計(jì)值偏差不超過(guò)5%。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)具有超堆垛結(jié)構(gòu)、低成本、低自放電、高容量的A2B7型儲(chǔ)氫合金，用于生產(chǎn)高容量鎳氫電池。通過(guò)該項(xiàng)目的研發(fā)，開(kāi)發(fā)出適合此類(lèi)合金的生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了A2B7型儲(chǔ)氫合金的產(chǎn)業(yè)化；分別開(kāi)發(fā)出以高倍率低自放電性能為主的A2B7型儲(chǔ)氫合金，進(jìn)一步擴(kuò)大鎳氫電池的應(yīng)用范圍。
內(nèi)蒙古稀奧科貯氫合金有限公司利用現(xiàn)有設(shè)備和生產(chǎn)工藝，通過(guò)對(duì)貯氫合金成分和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和控制、熔煉和后處理設(shè)備及工藝的改造，試驗(yàn)篩選可用于900公斤以上真空中頻感應(yīng)熔煉爐生產(chǎn)高功率型貯氫合金的配方和工藝參數(shù)，以及開(kāi)發(fā)貯氫合金粉末表面處理技術(shù)和電沉積表面處理的中試設(shè)備和工藝條件，建立一套可單次處理100公斤以上合金粉末的電沉積金屬薄膜表面處理裝備，最終可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)300噸以上可用于混合電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力鎳氫電池的負(fù)極貯氫合金粉材料。
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