科创中国

行业领域

新材料产业,制造业

需求背景

环保和节能是当今世界的两大主题。近年来，随着电动汽车的研制和开发的不断发展，MH/Ni电池作为新型环保电池，以其比能量高和循环寿命长等优点被认为是最有希望的电动汽车用二次动力电池之一，从而受到广泛关注。目前，AB5型混合稀土基贮氢合金是商品化的镍/金属氢化物（Ni/MH）电池的主要负极材料，它具有易活化和循环寿命长等优点。随着现代便携式电子设备、通讯设备和电动车的发展，对作为电源使用的镍氢电池的容量提出了更高的要求，相应也对用于MH/Ni 电池的负极材料提出了更高的要求。2017年1月以来，原材料金属Co市场价格的暴涨对储氢合金下游的电池生产企业带来明显的成本压力，面临着严峻的市场形势挑战。常规的贮氢合金产品由于原材料Co的上涨已经给镍氢电池行业造成前所未有的压力，也使镍氢电池丧失了原有的成本优势。在这种形势下，开发新的中钴高性价比的贮氢合金产品已迫在眉睫储能主要是指电能的储存。大功率场合一般采用铅酸蓄电池，主要用于应急电源、电瓶车、电厂富余能量的储存。小功率场合也可以采用可反复充电的蓄电池:如镍氢电池，锂离子电池等。 直流屏和UPS作为储能电源，主要在发电厂、变电站、大型厂区作为备用电源使用。多数使用铅酸电池作为电能储存。

需解决的主要技术难题

（1）在试验条件下研究微量元素Y、Zr、Mg添加，部分取代合金中的Co元素对合金电化学性能的影响，通过调整化学计量比B/A值和不同热处理条件来改善合金的电化学性能。最终获得实验室配方和热处理条件。

（2）在小试的基础上，通过进一步调整和试验筛选可用于500公斤以上真空中频感应熔炼炉生产合金的配方和工艺参数；

（3）研究和确定1000公斤以上铸锭合金进行真空退火的工艺条件；

（4）中钴高容量储氢合金在镍氢电池直流屏上的应用研究。

期望实现的主要技术目标

（1）采用微量元素添加，Y、Zr、Mg元素部分取代价格较高的Co元素来降低合金的生产成本；采用自有技术，通过改进熔炼浇铸工艺和循环冷却系统，改善合金的结晶状态，进而达到减少杂相析出和减小偏析的目的；通过调整化学计量比和优化热处理工艺，在保证合金容量的前提下，改善合金的循环寿命，达到在不牺牲合金性能的前提下降低合金的生产成本。

（2）镍氢电池的充电方式与铅酸电池充电方式不同，为了提高直流屏的安全性和使用寿命，我们选择整流充电方式（铅酸电池为整流/涓流充电方式），以SOC进行充电控制，SOC低于一定的值开始充电，SOC高于一定值充电结束。为了保证SOC监控的准确性，需要运用先进的智能动态研究分析充电技术，通过SOC-OCV动态数据分析，分析电压、电流、容量的关系，准确找出对应值，通过电压值的输入实现SOC的监控，这既是技术难点也是创新点。

（3）充分发挥镍氢电池比功率高、高低温性能好的优势，设计开发电池组的容量、电压以及外形尺寸，最大化发挥镍氢电池优势性能，提高直流屏性能。

处理进度