超低成本高性能镍氢电池用贮氢合金负极材料的产业化技术开发

项目属于稀土功能材料冶炼与制作领域。以内蒙古稀奥科贮氢合金有限公司现有低成本系列合金作为研究对象，重点通过成本更低的合金（如BFe、VFe、LaCe合金等）取代产品中的贵金属Ni、Cu和混合稀土，研究其最佳代替量和不同化学计量比以及热处理工艺对合金的影响。在降低成本的基础上，开发出电化学性能更加优越的产品，并最终实现批量产业化。

该项目的创新点和先进性在于：

1. 由于Fe和Co是同一周期相邻元素，物理化学性质近似。同时，Fe资源丰富，价格低，用Fe替代AB5型合金中的Co具有实际意义。然而，Fe对贮氢合金的活化性能和循环寿命有不利影响。而B和V添加到AB5型合金中有利于合金的活化和高倍率性能。因此，采用成本更低的FeB或FeV合金代替原有合金中的贵金属Ni和Co，既降低了合金成本，又保证了合金具有较好的活化性能和高倍率放电性能。

2. 商业化的FeB和FeV比纯Fe、B和V的价格和熔点低。当用于AB5型合金时，其价格低，可以降低合金成本；其熔点低，可以降低合金的熔炼温度，减小合金偏析，容易得到成分均匀化的合金，减少生产成本，有望改善合金的综合电化学贮氢性能。

另一个创新点是：

在2011年初，国内稀土价格飞涨。对于稀土功能材料之一的贮氢合金，传统采用电池级富铈混合稀土作为原料，其中含有约20%的贵重元素Pr和Nd。混合稀土又占贮氢材料原料的30%多，因此，贵重Pr和Nd占据贮氢合金原料的6%左右。当时，PrNd的价格达到1600元/kg。因此，降低Pr和Nd含量实际上是降低贮氢合金成本的有效方法。而稀土元素中，La、Ce、Pr、Nd的化学性能接近，因此，采用La和Ce来代替Pr和Nd成为课题组研究的技术创新点，具有降低成本和资源优化的双重意义。

项目达到的技术指标：

• 放电容量：在常温条件下0.2C放电容量大于280mAh/g；
• -20℃至50℃条件下的0.2C容量大于常温容量的80%；
• 高倍率放电性能：常温条件下5C时放电容量大于常温容量的80%；
• 循环寿命大于150次。

该项目的成果是在保证现有合金电化学性能的基础上，进一步降低合金的成本，使产品在市场同类产品中更具竞争力。该项目的成果已经转化为该公司的低钴无钴产品，产品性能稳定，得到了客户的一致认可。自2013年2月开始量产量销以来，到2015年底，实现销售合金共158.8吨，其中TL7A销售112.3吨，TL8A销售46.5吨，实现销售收入共1334.53万元，实现利润132.67万元，新增税收33.18万元。

项目属于稀土功能材料冶炼与制作领域。以内蒙古稀奥科贮氢合金有限公司现有低成本系列合金作为研究对象，重点通过成本更低的合金(BFe, VFe、LaCe合金等)取代产品中的贵金属Ni、Cu和混合稀土，研究其最佳代替量和不同化学计量比以及热处理工艺对合金影响，在降低成本的基础上开发出电化学性能更加优越的产品，最后实现批量产业化。该项目的创新点和先进性就在于：由于Fe和Co是同一周期相邻元素，物理化学性质近似。同时Fe资源多，价格低，用Fe替代AB5型合金中的Co具有实际意义，但Fe对贮氢合金的活化性能和循环寿命有不利影响，而B和V添加到AB5型合金中有利于合金的活化和高倍率性能，所以采用成本更低的FeB或FeV合金代替原有合金中的贵金属Ni和Co，对降低合金成本具有兼得的意义，也保证合金具有较好的活化性能和高倍率放电性能。同时，商业化的FeB和FeV比纯Fe、B和V的价格和熔点低。当用于AB5型合金时，其价格低，可以降低合金成本；其熔点低，可以降低合金的熔炼温度，减小合金偏析，容易得到成分均匀化的合金，减少生产成本，有望改善合金的综合电化学贮氢性能。另外一个创新点是：在2011年初开始，国内稀土价格飞涨，对于稀土功能材料之一的贮氢合金，传统采用电池级富铈混合稀土作为原料，其中含有20%左右贵重元素Pr和Nd，而混合稀土又占贮氢材料原料的30%多，所以相当于贵重Pr和Nd占据贮氢合金原料的6%之多，当时的PrNd价格达到1600元/kg,所以降低Pr和Nd含量实际上是降低贮氢合金成本很有效的办法，而稀土元素中，La、Ce、Pr、Nd化学性能接近，所以采用La和Ce来代替Pr和Nd成为课题组研究的技术创新点，具有降低成本和资源优化的双重意义。项目达到的技术指标：放电容量：在常温条件下0.2C放电容量大于280mAh/g；-20℃至50℃条件下的0.2C容量大于常温容量的80%；高倍率放电性能：常温条件下5C时放电容量大于常温容量的80%；循环寿命大于150次；该项目的成果是在保证现有合金电化学性能的基础上将进一步降低合金的成本，使产品在市场同类产品中更具竞争力。该项目的成果已经转化为该公司的低钴无钴产品，产品性能稳定，得到了客户的一致认可。自2013年2月开始量产量销以来，到15年底，实现销售合金共158.8吨，其中TL7A销售112.3吨，TL8A销售46.5吨，实现销售收入共1334.53万元，实现利润132.67万元，新增税收33.18万元。