CN101425603B - 碱性蓄电池系统 - Google Patents

Abstract

本发明低成本地提供一种被设为进行部分充放电控制的碱性蓄电池系统，其通过采用具有B成分相对于A成分的摩尔比即化学计量比(B/A)高的A₅B₁₉型结构的晶体结构的贮氢合金，可以确保高输出功率、并大幅度削减贮氢合金使用量。本发明的碱性蓄电池系统，具有在外装罐(17)内同时设置有下述电极组与碱性电解液的碱性蓄电池(10)，所述电极组由以贮氢合金作为负极活性物质的贮氢合金负极(11)和以氢氧化镍作为主要正极活性物质的镍正极(12)以及隔离件(13)组成，所述碱性蓄电池系统的特征在于，所述贮氢合金至少具有A₅B₁₉型结构的晶体结构，而且该A₅B₁₉型结构中B成分相对于A成分的摩尔比即化学计量比(B/A)在3.8以上。

Description

碱性蓄电池系统

技术领域

本发明涉及一种将下述电极组与碱性电解液一起设置于外装罐内的碱性蓄电池，所述电极组由以贮氢合金作为负极活性物质的贮氢合金负极和以氢氧化镍作为正极活性物质的镍正极以及隔离件组成。特别涉及适合于混合动力汽车(HEV)、电力汽车(PEV)等车辆用途的碱性蓄电池系统。

背景技术

近年来，二次电池的用途，涉及到例如，便携电话、个人电脑、电动工具、电动自行车、混合动力汽车(HEV)、电力汽车(PEV)等多个方面。这些用途中，尤其是关于混合动力汽车(HEV)和电力汽车(PEV)等这类车辆的用途中，具有贮氢合金负极的碱性蓄电池得以广泛应用。因而，使用于这种车辆关系的碱性蓄电池中，除了希望高的输出功率之外，还希望有低的成本。

为了使具有贮氢合金负极的碱性蓄电池具有高输出功率，专利文献1(特开2005-32573号公报)中提出了提高以稀土元素、镁、镍作为主要构成元素的贮氢合金的氢平衡压。在这篇专利文献1公开了通过提高贮氢合金的氢平衡压，而使得氢浓度上升，使放电性得到提高(过电压下降)。另外，还公开了由于使贮氢合金的氢平衡压值上升，电池的开路电压上升，放电性得到改善。

另一方面，对具有贮氢合金负极的碱性蓄电池而言，已知贮氢合金是对成本影响最大的材料之一。因此，如果削减这种高成本的贮氢合金的使用量，就可能达到降低这种碱性蓄电池的成本。

[专利文献1]日本特开2005-32573号公报

然而，若按照上述专利文献1提出的那样，为了提高贮氢合金的氢平衡压而采用高氢平衡压的贮氢合金，则由于这种高氢平衡压的贮氢合金的耐久性不好，因而产生使用了该种贮氢合金负极的电池的充放电循环特性(寿命)降低的问题。另一方面，如果为了实现低成本而削减贮氢合金的使用量，会发生特别是在低温区域内输出功率降低的问题。

发明内容

因此，本发明是为了解决上述问题而完成的，本发明采用了具有以B成分相对于A成分的摩尔比即化学计量比(B/A)高的A₅B₁₉型结构的晶体结构的贮氢合金，可以获得高输出、特别是能确保在低温度区域内的高输出，同时可大幅削减贮氢合金的使用量从而降低成本。还通过控制部分充放电，提供充放电循环特性(寿命和耐久性)优良的碱性蓄电池系统。

本发明的碱性蓄电池系统具有将下述电极组与碱性电解液一起设置于外装罐内的碱性蓄电池，所述电极组由以贮氢合金作为负极活性物质的贮氢合金负极和以氢氧化镍作为主要正极活性物质的镍正极以及隔离件组成，所述碱性蓄电池系统的特征在于，所述贮氢合金至少具有A₅B₁₉型结构的晶体结构，而且在该A₅B₁₉型结构中B成分相对于A成分的摩尔比即化学计量比(B/A)为3.8以上，同时被设为进行部分充放电控制。

在此，对于具有A₅B₁₉型晶体结构且A₅B₁₉型结构的B成分相对于A成分的摩尔比即化学计量比(B/A)在3.8以上的贮氢合金而言，在其合金表面存在增大的富镍的反应活性点。这样，采用这样的贮氢合金作为负极活性物质，就可以确保高的输出功率。另外，即使削减这种在合金表面上存在增大的富镍反应活性点的贮氢合金的使用量，由于存在富镍的反应活性点，仍可以维持高的输出功率。如此，就可以大幅削减贮氢合金的使用量，从而达到低成本化。

此外，在具有下述贮氢合金负极的碱性蓄电池中，如果以反复进行完全充放电循环的方式进行充放电控制，则会得到耐久性降低的实验结果，所述贮氢合金负极以具有A₅B₁₉型结构的晶体结构且A₅B₁₉型结构的B成分相对于A成分的摩尔比即化学计量比(B/A)在3.8以上的贮氢合金作为负极活性物质。然而，若对这种碱性蓄电池进行部分充放电控制，其得到的实验结果却是耐久性不降低。这是因为这种具有上述的贮氢合金的碱性蓄电池如果反复进行完全充放电循环，则会发生贮氢合金的微粉化。这就意味着，为了得到耐久性优良的碱性蓄电系统，进行部分充放电控制是必要的。

另外，作为具有A₅B₁₉型结构的晶体结构且A₅B₁₉型结构的B成分相对于A成分的摩尔比即化学计量比(B/A)在3.8以上的贮氢合金，以通式Ln_1-xMg_xNi_y-a-bAl_aM_b(式中，Ln是从含Y的稀土类元素中选择的至少一种元素，M为从Co、Mn、Zn中选择的至少一种元素)来表示，其中还必须满足0.1≤x≤0.2，3.5≤y≤3.9，0.1≤a≤0.3，0≤b≤0.2的条件。x＞0.2时会发生镁的偏析，a＞0.3时会发生铝的偏析，由此会带来各自的耐腐蚀性下降。另外，Y＜3.5或Y＞3.9时，难以分别形成A₅B₁₉型结构。

这里，在具有下述贮氢合金负极的碱性蓄电池中，如果进行部分充放电控制，则得到耐久性不降低的实验结果，所述贮氢合金负极为削减了贮氢合金的使用量而使贮氢合金负极的容量Y相对于镍正极的容量X的比率即容量比的Z(＝Y/X)在1.2以下(1.0＜Z≤1.2)的贮氢合金负极。为了能大幅度削减贮氢合金的使用量而达成低成本的目标，优选削减贮氢合金的使用量而使贮氢合金负极的容量Y相对于镍正极的容量X的比率即容量比Z(＝Y/X)在1.2以下(1.0＜Z≤1.2)。

然而，在具有下述贮氢合金负极的碱性蓄电池中，若进行反复完全充放电循环的完全充放电控制，则可得到耐久性差的实验结果，所述贮氢合金负极为削减了贮氢合金的使用量而使贮氢合金负极的容量Y相对于镍正极的容量X的比率即容量比Z(＝Y/X)在1.2以下(1.0＜Z≤1.2)的贮氢合金负极。其原因在于，由于削减了贮氢合金的使用量，由此负极的氧气吸收量减少，伴随着电池内压上升，容易产生负极活性物质从芯体剥离的现象，伴随着完全充放电循环的进行，输出功率变低，耐久性下降。

这种情况下，部分充放电控制通过下述方式进行即可，将多个电池组合成组电池时，优选各个电池间的电压一产生偏差(这种情况相当于充电深度(SOC)为10％的电压)就停止放电而开始充电，在达到氧过电压前的电压(这种情况相当于充电深度(SOC)为95％的电压)时停止充电而开始放电。另外，实用状态下，优选按照下述方式进行充放电控制，即，在达到相当于充电深度(SOC)的20％的电压时停止放电而开始充电、达到相当于充电深度(SOC)的80％的电压时停止充电而开始放电。

根据本发明，由于采用具有B成分相对于A成分的摩尔比即化学计量比(B/A)高的A₅B₁₉型结构的晶体结构的贮氢合金，可以获得高的输出功率，特别是可确保低温下的高输出功率，同时可大幅度削减贮氢合金的使用量而达到低成本化。而且，还可以提供因进行部分充放电控制而耐久性优良的碱性蓄电池。

附图说明

图1是模式地表示在本发明的碱性蓄电池系统中使用的碱性蓄电池的截面图。

图中：

11...吸氢合金负极

11c芯体露出部

12镍正极

12c芯体露出部

13隔离件

14负极集电体

15正极集电体

15a集电引线部

17外装罐

17a环状沟部

17b开口周端

18封口体

18a正极盖帽

18b阀板

18c弹簧

19绝缘垫片

具体实施方式

以下说明本发明的实施方式，然而本发明并不限定于此，可以在不改变其主旨的范围内对实施方式进行合适的变更。此外，图1模式地表示使用于本发明的碱性蓄电池系统的碱性蓄电池的截面图。

1.贮氢合金负极

本发明的贮氢合金负极11是在冲孔金属形成的负极芯体填充有贮氢合金浆料而形成的。这种情况下，首先，以通式Ln_1-xMg_xNi_y-a-bAl_aM_b(式中，Ln为从含Y的稀土类元素中选择的至少一种元素，M为从Co、Mn、Zn中选择的至少一种元素，0.1≤x≤0.2，3.5≤y≤3.9，0.1≤a≤0.3，0≤b≤0.2)所表示的方式将Nd、Mg、Ni、Al、Co等金属按规定的摩尔比进行混合。之后，将这些混合物投入到氩气氛围的高频率诱导炉中并使之溶解后，将熔融金属急速冷却以形成合金铸块，由此，得到该贮氢合金。

然后对得到的贮氢合金采用DSC(差示扫描热量计)测量熔点(Tm)。此后，在比贮氢合金的熔点(Tm)仅低30度的温度(Ta＝Tm-30℃)下进行规定的时间(此时为10小时)的热处理，将得到的贮氢合金调整为A₅B₁₉型结构，将这些作为贮氢合金α、β、γ。

这里，采用高频等离子体分光法(ICP)分析热处理后的各个贮氢合金α～γ的组成，可知贮氢合金α的组成式表示为Nd_0.9Mg_0.1Ni_3.2Al_0.2Co_0.1(由稀土类组成的A成分为1.0摩尔，由Ni组成的B成分为3.5摩尔，化学计量比B/A为3.5)。

此外，可知贮氢合金β的组成式表示为La_0.2Pr_0.1Nd_0.5Mg_0.2Ni_3.5Al_0.3(由稀土类组成的A成分为1.0摩尔，由Ni组成的B成分为3.8摩尔，化学计量比B/A为3.8)。进一步，可知贮氢合金γ的组成式表示为La_0.9Pr_0.1Nd_0.3Mg_0.1Ni_3.7Al_0.2(由稀土类组成的A成分为1.0摩尔，由Ni组成的B成分为3.9摩尔，化学计量比B/A为3.9)。

然后，使用采用以Cu-Ka管为x射线源的x射线衍射测量装置的粉末x射线衍射法按以下方式对各贮氢合金α～γ的晶体结构进行鉴定。这种情况下，采用扫描速度为1度/分钟，管电压为40Kv，管电流为300mA，扫描幅度为1°，测定角度(2θ)为20～50°的条件，进行x射线衍射测量。然后，根据获得的XRD图谱，使用JCPDS卡片图表(card chart)，对各贮氢合金α～γ的晶体进行鉴定，结果确认为A₅B₁₉型结构(Ce₅Co₁₉型结构)。

然后，将得到的各贮氢合金α～γ在惰性气体氛围中机械粉碎，并筛选出400目～200目间残留的合金粉末。另外，利用激光衍射、散射式粒度分布测量装置对粒度分布进行测定，质量积分50％时的平均粒径为25um。之后，添加相对于得到的贮氢合金粉末100质量份，0.5质量份的作为非水溶性高分子粘结剂的SBR(苯乙烯-丁二烯橡胶)、0.03质量份的作为增粘剂的CMC(羧甲基纤维素钠)和适量的纯水进行混炼，由此，调制成贮氢合金浆料a、b、c。

将由贮氢合金α制成的浆料作为贮氢合金浆料a，由贮氢合金β制成的浆料作为贮氢合金浆料b，由贮氢合金γ制成的浆料作为贮氢合金浆料c。

由此，将得到的贮氢合金浆料a、b、c在由冲孔金属(由镀镍钢板制成)制成的负极芯体两面涂敷后，在室温下使之干燥，并压延成为规定的充填密度之后，裁断成规定的尺寸(例如，80cm×5cm)，由此，得到了贮氢合金负极11(a1、b1、c1和a2、b2、c2)。

这里，以采用贮氢合金浆料a将负极容量调整到相对于后述的镍正极12的正极容量的容量比为1.2而形成的负极作为贮氢合金负极a1。同样，以采用贮氢合金浆料b将负极容量调整到相对于镍正极12的正极容量的容量比为1.2而形成的负极作为贮氢合金负极b1。以采用贮氢合金浆料c将负极容量调整到相对于镍正极12的正极容量的容量比为1.2而形成的负极作为贮氢合金负极c1。

此外，以采用贮氢合金浆料a将负极容量调整到相对于镍正极12的正极容量的容量比为1.7而形成的负极作为贮氢合金负极a2，以采用贮氢合金浆料b将负极容量调整到相对于镍正极12的正极容量的容量比为1.7而成的负极作为贮氢合金负极b2，以采用贮氢合金浆料c将负极容量调整到相对于镍正极12的正极容量的容量比为1.7而形成的负极作为贮氢合金负极c2。

3.镍正极

另一方面，镍正极12通过在作为基板的镍烧结基板的多孔内填充规定量的氢氧化镍和氢氧化钴及氢氧化锌来形成。

此时，镍烧结基板通过如下方式制作：首先，例如在镍粉末中混合作为增粘剂的甲基纤维素(MC)和高分子中空微小球体(例如，孔径为60μm的物质)以及水混合并混炼，由此，制作镍浆料。然后，在由镀镍钢板形成的冲孔金属的两面涂敷该镍浆料，然后在还原性气氛中、1000°下加热，在使涂敷的增粘剂和高分子中空微小球体消失的同时对镍粉末等进行烧结。

接着，将得到的镍烧结基板中浸渗以下所述的浸渗液，然后用碱性处理液以规定的次数反复进行碱性处理，由此，在镍烧结基板的多孔内填充规定量的氢氧化镍和氢氧化锌。之后，裁断成规定的尺寸(例如2.5cm×2.5cm)，制作填充有正极活性物质的镍正极12。作为浸渗液，采用将硝酸镍和硝酸钴和硝酸锌以摩尔比100∶5∶5混合而形成的比重为1.8的混合水溶液，作为碱性处理液，采用比重为1.3的氢氧化钠(NaOH)水溶液。

将镍烧结基板浸渍于浸渗液中，使浸渗液浸渗在镍烧结基板的细孔内，然后使之干燥，接着，浸渍于碱性处理液中进行碱性处理。这样，镍盐和锌盐就转变成氢氧化镍和氢氧化锌。之后，通过充分的水洗除去碱溶液后，使之干燥。由此，通过反复进行在浸渗液中浸渗、干燥、在碱性处理液中浸泡、水洗以及干燥这一连串的正极活性物质的填充操作6次之后，规定量的正极活性物质就被填充到了镍烧结基板中。

4.镍-氢蓄电池

之后，在通过上述方式制得的贮氢合金负极11(a1、b1、c1和a2、b2、c2)和镍正极12之间夹隔由单位面积为55g/cm²的聚烯烃制无纺布构成的隔离件13，卷绕成螺旋状，由此来制作螺旋状电极组。此外，在这样制得的螺旋状电极组的下方，露出贮氢合金负极11的芯体露出部11c，其上部露出镍正极12的芯体露出部12c。接着，在得到的螺旋状电极组的下端面露出的芯体露出部11c熔接负极集电体14，同时在螺旋状电极组的上端面露出的镍正极12的芯体露出部12c熔接正极集电体15，由此来制作电极体。

接着，将得到的电极体收纳于在铁上施加了镀镍处理的有底筒状的外装罐17(底面的外表面作为负极的外部端子)后，将负极集电体14与外装罐17的内底面熔接。另一方面，从正极集电体15延伸出的集电引线部15a兼做正极端子的同时与外周部安装有绝缘垫片19的封口部18的底部熔接。此外，封口部18设有正极盖帽18a，在该正极盖帽18a内配置有由根据规定压力而变形的阀体18b和由弹簧18c制成的压力阀(图中未示出)。

接下来，在外装罐17的上部外周部形成环状沟部17a之后，注入电解液，在外装罐17上部形成的环状沟部17a上载置安装于封口部18的外周部的绝缘垫片19。之后，通过铆接外装罐17的开口端边缘17b，制作电池容量为6Ah且D尺寸(直径32mm，高度60mm)的镍-氢蓄电池10(A1、B1、C1、A2、B2、C2)。这种情况下，在外装罐17内以每电池容量(Ah)2.5g(2.5g/Ah)的方式注入碱性电解液(氢氧化钠(NaOH)和氢氧化钾(KOH)和氢氧化锂(LiOH)的混合水溶液。

采用贮氢合金负极a1(使用化学计量比为3.5的合金，容量比为1.2)的电池作为电池A1，采用贮氢合金负极b1(使用化学计量比为3.8的合金，容量比为1.2)的电池作为电池B1，采用贮氢合金负极c1(使用化学计量比为3.9的合金，容量比为1.2)的电池作为电池C1。此外，采用贮氢合金负极a2(使用化学计量比为3.5的合金，容量比为1.7)的电池作为电池A2，采用贮氢合金负极b2(化学计量比为3.8的合金，容量比为1.7)的电池作为电池B2，采用贮氢合金负极c2(使用化学计量比为3.9的合金，容量比为1.7)的电池作为电池C2。

4.电池测试

(1)低温功率测试

接着，对各电池A1、B1、C1、A2、B2、C2，相对于电池容量以1It的充电电流充电至电池容量的50％(30分钟充电到SOC(State of Charge：充电深度)的50％)。之后冷却直至电池表面温度达到-10℃以后，以1It充电→2It放电→2It充电→4It放电→3It充电→6It放电→4It充电→8It充电→5It充电→10It放电的顺序反复进行充放电操作。

这里，在各个步骤之间设10分钟的间歇期间，在各放电步骤实施后10分钟的间歇后，进行每10秒放电，每20秒充电，将在该10秒间经过时各点的电池电压相对于放电电流作曲线图，利用最小二乘法求得的直线在达到0.9V时求得的电流值作为-10℃的输出功率。这样，以电池A2在-10℃输出功率为100时的各电池A1、B1、C1、B2、C2的比率(相对值)作为在-10℃的输出功率，获得如下述表1所示的结果。

[表1]

从上表1的结果，可以得出以下的结论。即，采用与镍正极容量的容量比为1.7、合金的化学计量比为3.5的贮氢合金负极a2的电池A2为在目前的HEV用途中无法获得充分高的输出功率的镍-氢蓄电池。这是因为采用化学计量比3.5的贮氢合金中，富镍的反应活性点少的原因。

然而，在使用与镍正极容量的容量比为1.7、合金的化学计量比为3.8的贮氢合金负极b2的电池B2中，可确认其与电池A2相比在-10℃的输出功率大幅度增加。这是因为采用化学计量比3.8的贮氢合金中，富镍的反应活性点增加的原因。

进一步，在使用与镍正极容量的容量比为1.7、合金的化学计量比为3.9的贮氢合金负极c2的电池C2中，可确认伴随着合金的化学计量比的增大，在-10℃的输出功率与电池A2、电池B2相比大幅度增加。这是因为采用化学计量比为3.9的贮氢合金中富镍的反应活性点显著增加。

与此相对，在使用与镍正极容量的容量比为1.2、合金的化学计量比为3.5的贮氢合金负极a1的电池A1中，可确认在-10℃的输出功率与电池A2相比大幅度降低。这是因为与镍正极容量的容量比为1.2时，由于贮氢合金总量减少，负极整体的反应活性点数也减少，由此，尤其在低温区域内发现输出功率也显著降低。

此外，在使用与镍正极容量的容量比为1.2、合金的化学计量比为3.8的贮氢合金负极b1的电池B1中，确认在-10℃的输出功率与电池A2相比有所增加。这会产生下述的影响：容量比为1.2会导致反应活性点数伴随着贮氢合金量的减少而减少，和高化学计量比合金会使反应活性点数增加。这种情况下，由于高化学计量比合金带来的反应活性点数增加的效果占上风，低温下输出功率得以增加。

进一步，在使用与镍正极容量的容量比为1.2、合金的化学计量比为3.9的贮氢合金负极c1的电池C1中，可确认其在-10℃的输出功率与电池B1相比增加。这是因为伴随着贮氢合金的化学计量比大幅度增长，贮氢合金表面的富镍反应活性点数也大幅度增加。

(2)耐久性测试

下面，按如下方式对各电池A1、B1、C1、A2、B2、C2进行由部分充放电循环测试和完全充放电循环测试组成的耐久性测试。

a部分充放电测试

首先，对各电池A1、B1、C1、A2、B2、C2反复进行充放电循环的部分充放电循环实验，所述充放电循环为：以10It的充电电流进行充电直到SOC(State ofCharge：充电深度)为80％的电压，然后以10It的放电电流放电直到SOC为20％的电压。这样，反复进行这样的充放电循环直到放电电量达到10kAh为止。

然后，在25℃的氛围下，求出各电池A1、B1、C1、A2、B2、C2的部分充放电循环试验后的功率，然后以电池A2的部分充放电循环试验后的功率为100，求得其它的电池A1、B1、C1、B2、C2的部分充放电循环试验后的功率与电池A2的比率(相对值)，将其表示为部分充放电循环试验后的耐久性，得出如下述表2所示的结果。

b完全充放电循环测试

另一方面，对这些各电池A1、B1、C1、A2、B2、C2在室温下(约25℃)，反复进行如下充放电循环的完全充放电循环试验，所述充放电循环为以1It的充电电流进行充电，满充电后在电池电压下降10mv(-Δv＝10mv)的时刻使充电间歇1小时，然后以1It的充电电流进行放电至终止电压为0.9V。并且，反复进行这样的完全充放电循环至放电电量为10kAh为止。

接下来，在25℃的氛围下，求出各电池A1、B1、C1、A2、B2、C2的完全充放电循环试验后的输出功率。之后，将之前求出的电池A2的部分充放电循环试验的输出功率设为100，求出电池A1、B1、C1、A2、B2、C2的完全充放电循环试验后的输出功率与电池A2的部分充放电循环试验的输出功率的比率(相对值)，将其表示为完全充放电循环试验后的耐久性，并得到如下述表2所示的结果。

[表2]

从上述表2的结果，可以得到以下结论。即，对于以采用与镍正极的容量的容量比为1.7、合金的化学计量比为3.5的贮氢合金负极a2的电池A2而言，当在部分充放电循环试验后的输出功率为100的情况下进行完全充放电循环时，与镍正极容量的容量比即使为1.7(电池系统A22、B22、C22)、即使为1.2(电池系统A12、B12、C12)、或即使化学计量比为3.5(电池A2、A1)、即使为3.8(电池B2、B1)，即使为3.9(电池C2、C1)，即，即使为电池系统A12、B12、C12、A22、B22、C22中的任一个电池，其耐久性都降低。这是因为反复进行完全充放电循环会导致贮氢合金的微粉化的发生。

此外，在与镍正极的容量的容量比为1.2、化学计量比为3.5的电池A1及化学计量比为3.8的电池B1及化学计量比为3.9的电池C1中，其负极整体的氧气吸收量减少，由于内压上升导致质量降低，加上由于负极活性物质变得容易从芯体剥落，在进行循环操作时输出功率降低、导致耐久性进一步降低。

另一方面，在进行部分充放电循环时，可知若与镍正极的容量的容量比为1.7(电池系统A21、B21、C21)，则化学计量比即使为3.5(电池A2)、为3.8(电池B2)、为3.9(电池C2)，其耐久性均相同。

然而，在进行部分充放电循环时，使与镍正极的容量的容量比为1.2(电池系统A11)，使化学计量比为3.5(电池A1)时，可知其耐久性虽与电池A2、B2、C2相同，但在-10℃下输出功率低。这意味着在使用化学计量比为3.5的贮氢合金的情况下，由于贮氢合金的质量降低，低温下输出特性差。

但是，在执行部分充放电循环时，可知即使与镍正极的容量的容量比为1.2(电池系统B12、C12)，即，即使使贮氢合金的质量减小、即使使化学计量比为3.8(电池B1)或为3.9(电池C1)，其耐久性与这些电池A2、B2、C2相同，而且其在-10℃下的输出功率也不会降低到上述的程度。这样就意味着，采用部分充放电循环的话，即使与镍正极的容量的容量比为1.2，如果采用化学计量比在3.8以上的贮氢合金就可以降低电池成本和质量。

因此，为了能够减少电池的成本和质量，使用由贮氢合金负极的负极活性物质组成的贮氢合金的化学计量比在3.8以上，同时将贮氢合负极调整为与镍正极的容量的容量比在1.2以下，采用这样的贮氢合金负极来构成镍氢蓄电池。

因此，在使用于混合动力汽车和电力汽车之类的车辆关系的用途中时，采用多个这样的镍-氢蓄电池形成组电池的同时，必须要涉及能够部分充放电循环的充放电控制装置使该组电池能够反复进行部分充放电循环。

这里，部分充放电控制优选为达到相当于充电深度(SOC)为20％的电压时停止放电而开始充电，达到相当于充电深度(SOC)为80％的电压时停止充电而开始放电。

这里，贮氢合金的通式表示为Ln_1-xMg_xNi_y-a-bAl_aM_b，并必须满足0.1≤x≤0.2，3.5≤y≤3.9，0.1≤a≤0.3，0≤b≤0.2的条件。这里，x＞0.2时会发生镁的偏析，a＞0.3时会发生铝的偏析，这会带来各自的耐腐蚀性下降，另外，Y＜3.5或Y＞3.9时，很难分别构成A₅B₁₉型结构。

如上所述，本发明提供了一种通过采用化学计量比高的贮氢合金而确保高输出功率，特别是确保低温领域下的高输出功率，并大幅度削减贮氢合金量，能维持对车辆用途必要的高输出，高耐久性和低成本的碱性蓄电池系统。换言之，提供了一种在维持高输出、高耐久性的同时大幅削减贮氢合金量，便宜的碱性蓄电池系统。

Claims (3)

1.一种碱性蓄电池系统，其具有将下述电极组与碱性电解液一起设置在外装罐内的碱性蓄电池，所述电极组由以贮氢合金作为负极活性物质的贮氢合金负极和以氢氧化镍作为主要正极活性物质的镍正极以及隔离件组成，所述碱性蓄电池系统的特征在于，所述贮氢合金至少具有A₅B₁₉型结构的晶体结构，而且在该A₅B₁₉型结构中B成分相对于A成分的摩尔比即化学计量比B/A在3.8以上，同时被设为进行部分充放电控制，

通过在到达相当于充电深度SOC为10％的电压时停止放电而开始充电，在达到相当于充电深度SOC为95％的电压时停止充电而开始放电的方式进行所述部分充放电控制。

2.如权利要求1所述的碱性蓄电池系统，其特征在于，所述贮氢合金以通式Ln_1-xMg_xNi_y-a-bAl_aM_b来表示，式中，Ln为从含Y的稀土类元素中选择的至少一种元素，M为从Co、Mn、Zn中选择的至少一种元素，0.1≤x≤0.2，3.5≤y≤3.9，0.1≤a≤0.3，0≤b≤0.2。

3.如权利要求1或权利要求2所述的碱性蓄电池系统，其特征在于，所述贮氢合金负极的容量Y相对于所述镍正极的容量X的比率即容量比Z为1.2以下，1.0＜Z≤1.2。

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