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专利号: 2022110649408
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种Pr掺杂金属氧化物/La‑Y‑Ni复合材料的制备方法,其特征在于,采用超临界CO2流体技术将稀土Pr掺杂至金属氧化物,制得Pr掺杂金属氧化物;再将所述Pr掺杂金属氧化物与La‑Y‑Ni储氢合金复合,制得Pr掺杂金属氧化物/La‑Y‑Ni复合材料;

所述Pr掺杂金属氧化物/La‑Y‑Ni复合材料用于作为电池电极材料;

所述Pr掺杂金属氧化物/La‑Y‑Ni复合材料在30℃的温度环境下,在60mA/g充放电电流密度下最大放电容量能为295mA·h/g,循环寿命大于等于100圈;

该制备方法,其特征在于,包括以下步骤,

取金属氧化物的前驱体,以及配制1wt.%~3wt.%的Pr(NO3)3原液,备用;将所述Pr(NO3)3原液和浓度为0.5mol/L~1.5mol/L的所述金属氧化物的前驱体,以及CO2溶剂和浓度为6mol/L的乙酸在搅拌下放置在观察槽中,随后添加醋酸和二氧化碳并控制压力和温度,形成反应混合物;将所述反应混合物搅拌形成凝胶,并陈化5天~7天;连续使用scCO2将所述凝胶洗净,形成合成材料;再将所述合成材料在空气中煅烧并保温后,冷却至室温,制得Pr掺杂金属氧化物;

取金属La、金属Y和金属Ni,按照熔点由低到高的顺序、依次从下到上放置到熔炼炉内,高温熔炼并翻转,制得La‑Y‑Ni储氢合金;

将所述La‑Y‑Ni储氢合金与所述Pr掺杂金属氧化物置于球磨罐中,在惰性气体的保护下进行球磨处理,制得Pr掺杂金属氧化物/La‑Y‑Ni复合材料。

2.根据权利要求1所述的Pr掺杂金属氧化物/La‑Y‑Ni复合材料的制备方法,其特征在于,所述Pr掺杂金属氧化物与所述La‑Y‑Ni储氢合金的质量比为(1:99)~(1:9)。

3.根据权利要求1所述的Pr掺杂金属氧化物/La‑Y‑Ni复合材料的制备方法,其特征在于,所述金属氧化物为TiO2、ZrO2、SiO2或Al2O3;所述La‑Y‑Ni储氢合金为LaY2Ni9.5Mn0.5Al0.5。

4.根据权利要求1所述的Pr掺杂金属氧化物/La‑Y‑Ni复合材料的制备方法,其特征在于,在所述随后添加醋酸和二氧化碳并控制压力和温度的步骤中,包括控制压力为

3000psig~6000psig,温度为40℃~60℃。

5.根据权利要求1所述的Pr掺杂金属氧化物/La‑Y‑Ni复合材料的制备方法,其特征在于,在所述连续使用scCO2将所述凝胶洗净,形成合成材料的步骤中,包括在压力为

3000psig~6000psig、温度为40℃~60℃的环境下,以流量速率为0.5mL/min的scCO2将所述凝胶洗净,并且控制排气的流量速率为0.5mL/min。

6.根据权利要求1所述的Pr掺杂金属氧化物/La‑Y‑Ni复合材料的制备方法,其特征在于,在所述再将所述合成材料在空气中煅烧并保温后,冷却至室温的步骤中,包括以10℃/min的加热速度将在所述合成材料温度环境为400℃~600℃的空气中煅烧,保温时间为2h,冷却至室温时的速率为0.5℃/min。

7.根据权利要求1所述的Pr掺杂金属氧化物/La‑Y‑Ni复合材料的制备方法,其特征在于,所述球磨处理的时长为0.5h~2h。

8.一种Pr掺杂金属氧化物/La‑Y‑Ni复合材料,其特征在于,如权利要求1至7中任一项所述的Pr掺杂金属氧化物/La‑Y‑Ni复合材料的制备方法所制得的Pr掺杂金属氧化物/La‑Y‑Ni复合材料。