CN103579591A - 镍氢充电电池及用于镍氢充电电池的负极 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种镍氢充电电池及用于镍氢充电电池的负极,该镍氢充电电池(2)将由隔着隔膜(28)而相互重合的正极(24)及负极(26)所构成的电极组(22),与包含NaOH作为溶质主体的碱性电解液一并收容,负极(26)包含储氢合金,该储氢合金具有用通式(RE1-xTx)1-yMgyNiz-aAla表达的组成(式中,RE表示选自Y、Sc及稀土类元素的至少一种元素;T表示选自Zr、V及Ca的至少一种元素;下标x、y、z、a分别表示0≤x、0.05≤y≤0.35、2.8≤z≤3.9、0.10≤a≤0.25),且具有由AB2型亚单位与AB5型亚单位层叠而成的晶体结构,所述Ni的一部分被Cr代替。
Description
技术领域
本发明涉及镍氢充电电池及用于镍氢充电电池的负极。
背景技术
镍氢充电电池与镍镉充电电池相比,容量大且环境安全性也较优越,因此被用于各种移动设备、混合动力电动汽车等各种用途。
这种镍氢充电电池的负极所使用的储氢合金是一种能够吸收1000倍以上合金体积的氢的材料,是镍氢充电电池的重要构成材料之一。作为这种储氢合金,通常使用例如以CaCu5型晶体为主相的AB5型结构的稀土类-Ni系储氢合金即LaNi5系储氢合金、或以包含Ti、Zr、V及Ni的莱夫斯(Laves)相系晶体为主相的AB2型结构的储氢合金等。
由于发现了镍氢充电电池的多种用途,因此希望镍氢充电电池能够实现更高的容量。然而,上述储氢合金的储氢能力无法充分满足这一高容量化的要求。
因此,近年来,为了提高储氢合金的储氢能力,用Mg来代替稀土类-Ni系储氢合金中的一部分稀土类元素,从而提出了具有这样组成的稀土类-Mg-Ni系储氢合金。该稀土类-Mg-Ni系储氢合金与以往的稀土类-Ni系储氢合金相比,能够吸收更多的氢气(参照日本专利特开平11-323469号公报)。
而且,使用上述稀土类-Mg-Ni系储氢合金来作为负极材料的镍氢充电电池不仅能够实现高容量化,与以往相比,还具有能够抑制自放电和延长循环寿命的特点。然而,仅仅使用稀土类-Mg-Ni系储氢合金还无法提供能够充分满足要求的具有自放电特性及循环寿命特性的镍氢充电电池,仍然无法解决这一问题。
这里,作为引起镍氢充电电池自放电的原因之一,例如有因氢解离所导致的自放电现象,即,从负极的储氢合金解离出来的氢会在碱性电解液内扩散而到达正极,从而使正极活性物质Ni(OH)2发生还原反应。
另一方面,作为镍氢充电电池循环寿命变短的原因之一,例如有储氢合金容易开裂。具体而言,负极的储氢合金会因电池的充放电反应而重复地吸收、释放氢,从而导致合金开裂直至粉碎。由于合金一旦开裂,就会产生很多具有高反应性的新生面,因此,电池内的电解液会与该新生面发生反应,从而使合金氧化而劣化。当上述那样电解液与新生面发生反应时,电解液被消耗而减少,因此,电池的内部电阻随之增大,从而导致导电性下降。这种现象一般称之为干涸现象。也就是说,使用容易开裂的储氢合金的电池容易发生干涸现象,在充放电重复次数较少的阶段不易发生放电,循环寿命变短。
因此,一直以来,为了解决这些问题以进一步改善电池特性,在进行着各种研究。
然而,研究得到的电池的自放电特性及循环寿命特性仍然不能满足要求。
发明内容
本发明是基于上述情况而进行的,其目的在于,提供一种高容量且自放电特性及循环寿命特性都优越的镍氢充电电池。
为了实现上述目的,本发明的镍氢充电电池将电极组与碱性电解液以密闭的状态一并收纳在容器内,且所述电极组由隔膜、负极及正极构成,其中,所述负极包含储氢合金,该储氢合金具有用通式(RE1-xTx)1-yMgyNiz-aAla表达的组成,
(式中,RE表示选自Y、Sc及稀土类元素的至少一种元素;T表示选自Zr、V及Ca的至少一种元素;下标x、y、z、a分别表示0≤x、0.05≤y≤0.35、2.8≤z≤3.9、0.10≤a≤0.25),且具有由AB2型亚单位与AB5型亚单位层叠而成的晶体结构,所述Ni的一部分被Cr代替。
优选的是,当所述RE的元素、所述T的元素及所述Mg的总和为1摩尔时,所述Cr的含量为0.01摩尔以上且0.02摩尔以下。
此外,优选的是,所述碱性电解液含有NaOH作为溶质的主体。
另外,根据本发明,提供一种具有如下特征的用于镍氢充电电池的负极,该负极包含储氢合金,该储氢合金具有用通式(RE1-xTx)1-yMgyNiz-aAla表达的组成(式中,RE表示选自Y、Sc及稀土类元素的至少一种元素;T表示选自Zr、V及Ca的至少一种元素;下标x、y、z、a分别表示0≤x、0.05≤y≤0.35、2.8≤z≤3.9、0.10≤a≤0.25),且具有由AB2型亚单位与AB5型亚单位层叠而成的晶体结构,所述Ni的一部分被Cr代替。
本发明的镍氢充电电池能够发挥以下的效果。首先,用于负极的储氢合金具有由AB2型亚单位与AB5型亚单位层叠而成的所谓超晶格结构,因此储氢能力优越。由此得到的镍氢充电电池能够实现高容量。其次,用于负极的储氢合金含有Cr,通过Cr的作用,能够抑制充电状态下的储氢合金发生氢解离,并且能够抑制储氢合金随着充放电而粉碎。因此,所得到的镍氢充电电池与以往使用稀土类-Mg-Ni系合金的电池相比,其自放电特性及循环寿命特性都更加优越。
附图说明
图1表示的是将本发明一实施方式的镍氢充电电池的局部剖开的立体图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明所涉及的镍氢充电电池(以下简称为电池)2进行说明。
本发明并不特别限定于所适用的电池2,但以例如将本发明适用于图1所示AA尺寸的圆筒型的电池2的情况作为例来进行说明。
如图1所示,电池2具有上端开口的呈有底圆筒形状的外壳10。外壳10具有导电性,其底壁35起到负极端子的功能。外壳10的开口内配置了具有导电性的圆板形状的盖板14、及包围该盖板14的环状的绝缘垫片12。通过对外壳10的开口边缘37进行铆接加工,将此盖板14及绝缘垫片12固定在外壳10的开口边缘37上。即,盖板14及绝缘垫片12相互协作而使外壳10的开口气密性闭塞。
这里,盖板14的中央具有中央通孔16,且在盖板14的外表面上配置了堵住中央通孔16的橡胶制阀芯18。而且,在盖板14的外表面上,以覆盖阀芯18的方式固定了具有凸缘的圆筒状的正极端子20,正极端子20将阀芯18按压向盖板14。另外,该正极端子20上开有未图示的通气孔。
平常时,中央通孔16被阀芯18气密性闭合。另一方面,若外壳10中产生气体,其内压增高,则阀芯18由于内压而被压缩,中央通孔16将打开。其结果是,气体将从外壳10内通过中央通孔16及正极端子20的通气孔而释放到外部。即,中央通孔16、阀芯18及正极端子20为电池形成了安全阀。
外壳10中容纳着电极组22。该电极组22由分别为带状的正极24、负极26及隔膜28组成,以正极24和负极26间夹着隔膜28的状态螺旋状卷绕。即,正极24与负极26隔着隔膜28相互重合。电极组22的最外周由负极26的一部分(最外周部)形成,且与外壳10的内周壁相接触。即,负极26和外壳10相互电连接。
然后,在外壳10内,电极组22和盖板14间配置了正极引线30。详细而言,正极引线30的一端与正极24连接,其另一端与盖板14连接。因而,正极端子20和正极24通过正极引线30及盖板14相互电连接。另外,盖板14和电极组22间配置有圆形的绝缘构件32,正极引线30穿过设置在绝缘构件32上的切口39而延伸。此外,电极组22和外壳10的底部之间也配置有圆形的绝缘构件34。
此外,外壳10内注入了规定量的碱性电解液(未图示)。该碱性电解液将电极组22浸在其中,在正极24和负极26之间进行充放电反应。优选的是,该碱性电解液使用含有NaOH作为溶质主体的碱性电解液。具体而言,使用氢氧化钠水溶液。本发明中,碱性电解液的溶质只要含有NaOH为主体即可,既可以是单独包含NaOH的方式,也可以是不仅包含NaOH,还包含例如KOH和LiOH中的至少一方的方式。这里,在碱性电解液也包含KOH或LiOH的情况下,NaOH的量要多于这些KOH或LiOH的量。使用这种以NaOH为主体的碱性电解液的电池能够发挥优越的自放电特性。
作为隔膜28,可列举例如聚酰胺纤维制无纺布、或者聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃纤维制无纺布,可以使用对这些无纺布添加了亲水性官能团的材料。具体而言,优选使用以实施了磺化处理从而具有磺基的聚烯烃纤维为主体的无纺布。这里,磺基是通过使用硫酸或发烟硫酸等含有硫酸基的酸来对无纺布进行处理而得到的。使用这种包含具有磺基的纤维的隔膜的电池能够发挥优越的自放电特性。
正极24由具有多孔质结构的导电性的正极基体和保持在该正极基体的空孔内的正极合剂形成。
作为这样的正极基体,可以使用例如镀镍的网状、海绵状、或者纤维状的金属体、或者泡沫镍。
正极合剂包含正极活性物质粒子、导电材料、正极添加材料及粘接剂。该粘接剂在使正极活性物质粒子、导电材料及正极添加材料进行粘接的同时,使正极合剂与正极基体粘接。这里,作为粘接剂,例如可使用羟甲基纤维素、甲基纤维素、PTFE(聚四氟乙烯)分散液、HPC(羟丙基纤维素)分散液等。
正极活性物质粒子是氢氧化镍粒子或高次氢氧化镍粒子。另外,优选在这些氢氧化镍粒子中固溶锌、镁及钴中的至少一种。
作为导电材料,可以使用例如选自氧化钴(CoO)、氢氧化钴(Co(OH)2)等钴化合物及钴(Co)的一种或两种以上。该导电材料根据需要添加到正极合剂中,添加的方式除了粉末方式以外,也可以以覆盖正极活性物质表面的被覆方式而包含在正极合剂中。
正极添加材料是为了改善正极特性而添加的,可以使用例如氧化钇、氧化锌等。
正极活性物质粒子例如可以按照以下方式进行制造。
首先,制备硫酸镍的水溶液。通过在此硫酸镍水溶液中慢慢添加氢氧化钠水溶液进行反应,来析出氢氧化镍粒子。这里,在氢氧化镍粒子中固溶锌、镁及钴的情况下,按照规定的组成来称量硫酸镍、硫酸锌、硫酸镁及硫酸钴,制备它们的混合水溶液。在搅拌所得到的混合水溶液的同时,在此混合水溶液中慢慢添加氢氧化钠水溶液进行反应,从而析出以氢氧化镍作为主体且固溶了锌、镁和钴的正极活性物质粒子。
正极24例如可以按照如下的方式进行制造。
首先,制备含有如上所述得到的正极活性物质粒子所形成的正极活性物质粉末、导电材料、正极添加材料、水、及粘接剂的正极合剂糊料。将所得到的正极合剂糊料填充到例如海绵状的镍制金属体中,并使其干燥。干燥后,填充了氢氧化镍粒子等的金属体经过辊压,然后裁剪。由此,制作出保持有正极合剂的正极24。
接着,对负极26进行说明。
负极26具有带状的导电性负极基板(芯体),该负极基板中保持有负极合剂。
负极基板由分布有通孔的片状金属材料形成,可以使用例如穿孔金属板、由金属粉末成形烧结而成的烧结基板。负极合剂不仅仅填充在负极基板的通孔内,还以层状保持在负极基板的两面上。
负极合剂包含作为负极活性物质的能够吸收及释放氢的储氢合金粒子、导电材料及粘接剂。该粘接剂在使储氢合金粒子及导电材料相互粘接的同时,使负极合剂与负极基板粘接。这里,作为粘接剂,可以使用亲水性或疏水性的聚合物等,作为导电材料,可以使用炭黑、石墨。
作为构成储氢合金粒子的储氢合金,使用在包含稀土类元素、Mg、Ni的稀土类-Mg-Ni系储氢合金中添加Cr而得到的合金。详细而言,所使用的储氢合金具有如下组成:在组分不包含Mn及Co而构成的稀土类-Mg-Ni系储氢合金中进一步含有Cr。更详细的情况是在用以下通式所表达的稀土类-Mg-Ni系储氢合金中,用Cr来代替一部分Ni,使用由此得到的储氢合金。
(RE1-xTx)1-yMgyNiz-aAla............(I)
通式(I)中,RE表示选自Y、Sc及稀土类元素的至少一种元素,具体是指选自La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc及Y的至少一种元素;T表示选自Zr、V及Ca的至少一种元素;下标x、y、z、a分别表示0≤x、0.05≤y≤0.35、2.8≤z≤3.9、0.10≤a≤0.25。
该稀土类-Mg-Ni系储氢合金具有由AB2型亚单位与AB5型亚单位层叠而成的Ce2Ni7型结构及与之相似的晶体结构,同时具有AB5型合金的特征即能够稳定地吸收、释放氢的优点、以及AB2型合金的特征即储氢量大的优点。因此,本发明所涉及的储氢合金的储氢能力优越,从而所得到的电池2能够实现高容量。
另外,该稀土类-Mg-Ni系储氢合金通过Cr的作用,能够抑制储氢合金随着氢的吸收、释放而发生的开裂,从而能够抑制其粉碎。因此,在上述储氢合金中,难以产生具有高反应性的新生面,从而能够抑制储氢合金因电解液而发生的腐蚀反应。结果能够减少因腐蚀而导致的电解液消耗,能够抑制发生干涸现象,因此,有利于提高所得到的电池2的循环寿命特性。
此外,所述Cr容易与稀土类-Mg-Ni系储氢合金中的Ni形成合金,从而在该储氢合金的表面形成Cr与Ni的合金。若在储氢合金的表面存在上述Cr与Ni的合金,则能够改善表面特性,降低储氢合金表面的反应性。储氢合金表面的反应性若像上述那样降低,则能够抑制氢从储氢合金中解离出来,因此,能够抑制电池2因氢解离现象而发生自放电。
这里,若储氢合金中Cr含量很低,则上述利用Cr来提高循环寿命特性及自放电特性的效果将无法得到发挥。但如果Cr含量过大,则循环寿命特性将变差。因此,优选的是,当通式(I)中所述RE的元素、所述T的元素及所述Mg的总和为1摩尔时,所述Cr的含量在0.01摩尔以上且0.02摩尔以下的范围内。通过将Cr含量设定在该范围内,能够同时提高所得到的电池的循环寿命特性及自放电特性。
接下来,上述储氢合金粒子例如能够通过以下方式得到。
首先,对金属原材料进行称量、混合以使之达到规定的组成,将该混合物例如在感应熔炼炉中熔化后,冷却成为铸块。在900~1200℃惰性气体气氛下,对得到的铸块实施5~24小时加热的热处理。之后,将冷却至室温的铸块粉碎,通过筛分拣出所希望的粒径,由此得到储氢合金粒子。
另外,负极26例如能够以如下方式进行制造。
首先,将由储氢合金粒子形成的储氢合金粉末、导电材料、粘接剂及水加以混炼,制备负极合剂糊料。将得到的负极合剂糊料涂到负极基板上,并使其干燥。干燥后,对附着了储氢合金粒子等的负极基板实施辊压及裁剪,由此制作得到负极26。
如上所述制作得到的正极24及负极26在夹着隔膜28的状态下以螺旋状卷绕,由此形成电极组22。
如上所述得到的电极组22被收在外壳10内。接着,向该外壳10内注入规定量的碱性电解液。之后,容纳了电极组22及碱性电解液的外壳10被具有正极端子20的盖板14封口,从而得到本发明所涉及的电池2。
本发明的电池2通过上述各构成要素组合的叠加效果,实现了高容量且与以往相比自放电特性及循环寿命特性均优越的电池。因此,如果用户对电池2预先进行了充电,即使长时间放置,电池2的残余容量的减少量也较少,因而,能够降低在使用之前需要再次充电这样的状况的发生频率,并且由于可重复充放电的次数较多,因而,能够长期使用。
实施例
1.电池的制造
(实施例1)
(1)储氢合金及负极的制作
首先,制备含有20重量%的镧、40重量%的钕、39重量%的钐、1重量%的锆的第一混合物。对得到的第一混合物、镁、镍、铝、铬进行称量,以摩尔比为0.89:0.11:3.27:0.17:0.01的比例制备第二混合物。将所得到的第二混合物放入感应熔炼炉熔化,使其成为铸块。接着,对于此铸块,在温度1000℃的氩气气氛下实施10小时加热的热处理,得到组成是(La0.20Nd0.40Sm0.39Zr0.01)0.89Mg0.11Ni3.27Al0.17Cr0.01的储氢合金的铸块。之后,将该铸块在氩气气氛中机械粉碎、筛分,选出留在400目筛(mesh)~200目筛间的储氢合金粒子所形成的粉末。对得到的储氢合金粒子的粒径进行测定,得到的结果是该储氢合金粒子的平均粒径为65μm。
对于所得到的储氢合金粉末的100重量份,添加0.4重量份的聚丙烯酸钠、0.1重量份的羧甲基纤维素、1.0重量份(换算成固体成分)的苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)的分散液(固体成分50重量%)、1.0重量份的炭黑、30重量份的水并加以混炼,来制备负极合剂的糊料。
此负极合剂的糊料均匀且厚度固定地涂在作为负极基板的铁制开孔板的两面。另外,该开孔板具有60μm的厚度,其表面镀了镍。
糊料干燥后,对附着了储氢合金粉末的开孔板进一步进行辊压并裁剪,制作含有稀土类-Mg-Ni类储氢合金的AA尺寸用的负极26。
(2)正极的制作
称量硫酸镍、硫酸锌、硫酸镁及硫酸钴,以使相对于镍,锌为4重量%、镁为0.4重量%,钴为1重量%,并将它们加入含有铵离子的1N(当量浓度)的氢氧化钠水溶液中,对混合水溶液进行调整。在搅拌所得到的混合水溶液的同时,在此混合水溶液中慢慢添加10N(当量浓度)的氢氧化钠水溶液进行反应,在这里的反应中,使pH稳定在13~14,生成以氢氧化镍为主体,固溶了锌、镁和钴的氢氧化镍粒子。
将所得到的氢氧化镍粒子在10倍量的纯水中清洗三次后,脱水干燥。由此得到的氢氧化镍粒子是平均粒径在10μm的球状。
接着,在由上述制作得到的氢氧化镍粒子所形成的正极活性物质粉末的100重量份中,混合10重量份的氢氧化铬的粉末,并混合0.5重量份的氧化钇、0.3重量份的氧化锌、40重量份的HPC分散液来制备正极合剂糊料。将此正极合剂糊料涂到、填充到作为正极基体的片状的泡沫镍中。对保持有正极合剂的泡沫镍进行干燥后,进行辊压。对保持有正极合剂的泡沫镍进行轧制加工后,裁剪成规定的形状,从而形成AA尺寸用的正极24。此正极24保持有正极合剂以使正极容量为2000mAh。
(3)镍氢充电电池的组装
对于得到的正极24及负极26,以在其之间夹着隔膜28的状态下呈螺旋状卷绕,从而制作成为电极组22。这里的电极组22制作中所使用的隔膜28由实施了磺化处理的聚丙烯纤维制无纺布形成,其厚度是0.1mm(单位面积重量53g/m2)。
有底圆筒形状的外壳10内容纳了所述电极组22时,注入规定量的由含有KOH、NaOH、及LiOH的水溶液形成的碱性电解液。这里,KOH的浓度是0.02N(当量浓度),NaOH的浓度是7.0N(当量浓度),LiOH的浓度是0.8N(当量浓度)。之后,用盖板14等将外壳10的开口堵住,组装成额定容量是2000mAh的AA尺寸的镍氢充电电池2。此镍氢充电电池被称为电池a。
(4)初始激活处理
对于电池a,重复进行2次下述初始激活处理:在温度25℃下,以200mA(0.1It)的充电电流进行16小时的充电后,以400mA(0.2It)的放电电流进行放电,直至电池电压变为0.5V。这样,电池a变为可使用的状态。
(实施例2)
通过改变储氢合金中所含的Cr含量,使用组成为(La0.20Nd0.40Sm0.39Zr0.01)0.89Mg0.11Ni3.26Al0.17Cr0.02的储氢合金,除此以外与实施例1的电池a相同,由此制作镍氢充电电池(电池b)。
(实施例3)
通过改变储氢合金中所含的Cr含量,使用组成为(La0.20Nd0.40Sm0.39Zr0.01)0.89Mg0.11Ni3.23Al0.17Cr0.05的储氢合金,除此以外与实施例1的电池a相同,由此制作镍氢充电电池(电池c)。
(比较例1)
储氢合金中不含Cr,使用组成为(La0.20Nd0.40Sm0.39Zr0.01)0.89Mg0.11Ni3.28Al0.17的储氢合金,除此以外与实施例1的电池a相同,由此制作镍氢充电电池(电池d)。
2.镍氢充电电池的评价
(1)自放电特性
对于完成初始激活处理的电池a~电池d,在25℃的气氛下,以2000mA(1.0It)的充电电流进行充电,在电池电压达到最大值后下降到10mV,即进行所谓的-ΔV控制下的充电(以下简单称为-ΔV充电),之后,在相同的气氛下以400mA(0.2It)的放电电流进行放电,直至放电结束电压变为1.0V,测定此时电池的放电容量。此时的放电容量为初始容量。接着,在25℃的气氛下,以2000mA(1.0It)的充电电流进行-ΔV充电,之后,在60℃的气氛下放置一个月,然后,在25℃的气氛下以400mA(0.2It)的放电电流进行放电,直至放电结束电压变为1.0V,测定此时电池的放电容量。此时的放电容量为放置后容量。然后,利用下式(II),求出在60℃的气氛下放置了一个月后自放电的容量,来作为自放电容量(mAh)。
自放电容量(mAh)=初始容量-放置后容量...(II)
其结果表示在表1中。该自放电容量的值越小,表示长时间放置也越不容易发生自放电,自放电特性越优异。
(2)循环寿命特性
对于完成初始激活处理的电池a~电池d,在25℃的气氛下,以2000mA(1.0It)的充电电流进行-ΔV充电,之后,放置20分钟。
在相同气氛下,以2000mA(1.0It)的放电电流进行放电,直至电池电压变为1.0V,之后放置10分钟。
上述充放电的循环设为一个循环,将各电池的初始容量记为100%,对容量维持率下降到该初始容量的65%之前的循环次数进行计数,将该次数记为循环寿命。这里,将比较例1的电池d到循环寿命时的循环次数记为100,求出其与各个电池的循环寿命之比,并将其结果作为循环寿命特性表示在表1中。
(3)表1的结果
(i)对于使用以Cr来代替一部分Ni的储氢合金的实施例1、2、3的电池a、b、c的自放电容量,比使用不含Cr的储氢合金的比较例1的电池d的自放电容量要少。详细而言,将储氢合金不含Cr的电池d在60℃下放置了一个月后,会发生488(mAh)的自放电,而将储氢合金中含有0.01摩尔Cr的电池a在60℃下放置了一个月后,自放电容量为452(mAh),其自放电特性比电池d改善了36(mAh)。另外,在将储氢合金中含有0.02摩尔Cr的电池b在60℃下放置了一个月后,自放电容量为446(mAh),其自放电特性比电池d改善了42(mAh)。另外,在将储氢合金中含有0.05摩尔Cr的电池b在60℃下放置了一个月后,自放电容量为439(mAh),其自放电特性比电池d改善了49(mAh)。由以上可知,储氢合金中只要有0.01摩尔的Cr含量,就能得到足够的效果,但Cr含量越大,自放电特性改善得也越大。
(ii)Cr含量为0.01摩尔的电池a的循环寿命特性比为105,Cr含量为0.02摩尔的电池b的循环寿命特性比为103。由此可知,使储氢合金中含有Cr,能够改善循环寿命特性。但是Cr含量为0.05摩尔的电池c的循环寿命特性比为96,比不含Cr的比较例1的电池d的循环寿命特性要低。也就是说,如果Cr含量过大,则循环寿命特性将变差。
(iii)由以上结果可知,特别是Cr含量在0.01摩尔以上且0.02摩尔以下时,不仅电池的自放电量减少,还能延长循环寿命,从而能够同时提高自放电特性及循环寿命特性。因此,为了同时提高电池的自放电特性及循环寿命特性,优选的是,当通式(I)中所述RE的元素、所述T的元素及所述Mg的总和为1摩尔时,所述Cr的含量设定在0.01摩尔以上且0.02摩尔以下的范围内。
另外,本发明并不局限于上述实施方式及实施例,可以进行各种变形,例如镍氢充电电池也可以是角形电池,其机械结构没有特别限定。
Claims (5)
1.一种镍氢充电电池(2),将电极组(22)与碱性电解液以密闭的状态一并收纳在容器内,所述电极组(22)由隔膜(28)、负极(26)及正极(24)构成,其特征在于,
所述负极(26)包含储氢合金,该储氢合金具有用通式(RE1-xTx)1-yMgyNiz-aAla表达的组成,
式中,RE表示选自Y、Sc及稀土类元素的至少一种元素;T表示选自Zr、V及Ca的至少一种元素;下标x、y、z、a分别表示0≤x、0.05≤y≤0.35、2.8≤z≤3.9、0.10≤a≤0.25,
且所述储氢合金具有由AB2型亚单位与AB5型亚单位层叠而成的晶体结构,所述Ni的一部分被Cr代替。
2.如权利要求1中所述的镍氢充电电池(2),其特征在于,
当所述RE的元素、所述T的元素及所述Mg的总和为1摩尔时,所述Cr的含量为0.01摩尔以上且0.02摩尔以下。
3.如权利要求1中所述的镍氢充电电池(2),其特征在于,
所述碱性电解液含有NaOH作为溶质的主体。
4.如权利要求1中所述的镍氢充电电池(2),其特征在于,
当所述RE的元素、所述T的元素及所述Mg的总和为1摩尔时,所述Cr的含量为0.01摩尔以上且0.02摩尔以下,
所述碱性电解液含有NaOH作为溶质的主体。
5.一种用于镍氢充电电池的负极,该负极(26)包含在镍氢充电电池(2)中,其特征在于,
所述负极(26)包含储氢合金,该储氢合金具有用通式(RE1-xTx)1-yMgyNiz-aAla表达的组成,
式中,RE表示选自Y、Sc及稀土类元素的至少一种元素;T表示选自Zr、V及Ca的至少一种元素;下标x、y、z、a分别表示0≤x、0.05≤y≤0.35、2.8≤z≤3.9、0.10≤a≤0.25,
且所述储氢合金具有由AB2型亚单位与AB5型亚单位层叠而成的晶体结构,所述Ni的一部分被Cr代替。
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