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北方稀土新一代稀土储氢材料打破国际垄断
2020-08-25 15:22

李宝犬向记者展示产品
日前，由北方稀土旗下包头稀土研究院自主开发的新一代高容量镧钇镍系储氢合金材料放电容量达到每克380毫安时以上，打破了国际上镧镁镍系储氢材料在堆垛晶型结构的专利垄断，实现国内自主生产。用该材料制造的电池属于二次无污染高环保安全电池，可实现所有有价元素实现完全回收，有效解决废旧电池污染环境的顽疾。
8月21日，在包头稀土研究院储氢合金中试线，新一批镧钇镍系储氢合金材料刚刚下线，即将送往镍氢电池生产厂家测试。这种新型储氢材料属于稀土院研究的第三代储氢合金，刚刚获得美国、日本相关专利，打破了国际上镧镁镍系储氢材料在堆垛晶型结构的专利垄断，实现国内自主生产，可满足高容量、超低自放电镍氢电池需求。
包头稀土研究院稀土功能材料所储氢组负责人李宝犬自豪地告诉记者，用该材料制造的电池属于二次无污染高环保安全电池，所有有价元素都可实现完全回收。经过测试，在半电持测试状态下寿命可达到500周以上，同时可在零下40度到零上60度这个范围内正常使用，具有宽温域性，可应用于极寒和高温地区。此外，其发电容量性能提高30%—40%。
记者了解到，镧镁镍系储氢材料技术一直由日本独家掌握，我国虽有众多的企业和研究单位对此开展研究，但均没有形成产业化，包头稀土院率先突破，并在产业化方面成功拥有技术成果。新型高容量镧钇镍系储氢合金材料实际放电容量超过市销镧镍5型储氢材料理论放电容量，成本低5%至20%；性能与高容量镧镁镍系储氢合金材料相当，但制备工艺简单。在前期研究中，稀土院发现钇元素能够抑制二元镧镍合金材料的氢致非晶化，可解决前两代储氢合金产品使用寿命短、放电容量小的问题。目前，稀土院已建成年产300吨储氢合金材料工业性试验生产线，正在进一步优化工艺。
“目前，我们根据不同的应用角度研发了4个品种合金产品。有专门针对低温的，还有针对高温域的。可完全替代镍镉电池，同时也可以替代干电池，比如通信基站，以及小型的家电。”李宝犬介绍，稀土院已与深圳量能、江门朗达、惠州GP等多家镍氢电池企业达成合作意向。这一产品的推广应用也将有效促进上游轻稀土产业的平衡发展，消化我市富集的镧铈稀土资源。
“镍氢负极材料国内的用量，一年7000—8000吨。如果我们的设计达产1000吨，将占领国内市场10%的份额。这是相当可观的。”展望未来，李宝犬说，稀土院将新建1000吨储氢合金中试线，进一步扩大产能。目前该技术已获得国家授权发明专利6项，申报国外发明专利2项。
全媒体记者 张建芳 实习生 陈希赟
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