JP2000073133A - 希土類系水素吸蔵合金及びそれを使用した電極 - Google Patents
希土類系水素吸蔵合金及びそれを使用した電極Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 充放電のサイクル寿命を損なうことなく、高
容量で、高率放電特性、低温放電特性に優れた水素吸蔵
合金を提供する。 【解決手段】 組成式Ｍｍ｛（Ｎｉ5-y-z-w Ｃｏy Ｍｎ
z Ａｌw ）｝x （Ｔｉ） t で表される水素吸蔵合金を提
供する。式中、Ｍｍは、希土類元素混合物を表し、Ｌａ
４０〜５０重量％と、Ｃｅ２５〜３５重量％と、Ｐｒ３
０重量％以下と、Ｎｄ３０重量％以下と、不可避不純物
とからなり、ｙ、ｚ、ｗ、ｘ、ｔは、Ｍｍに対するモル
比を表し、０．４≦ｙ≦０．８、０．２５≦ｚ≦０．４
５、０．２≦ｗ≦０．４、０．９８≦ｘ≦１．０５、０
＜ｔ≦０．２であり、水素吸蔵合金を母相とする組織内
にＴｉ化合物が分散させることで、寿命が長く、高容量
でかつ高率放電特性、低温特性に優れた水素吸蔵合金お
よび、電極を得ることができる。
容量で、高率放電特性、低温放電特性に優れた水素吸蔵
合金を提供する。 【解決手段】 組成式Ｍｍ｛（Ｎｉ5-y-z-w Ｃｏy Ｍｎ
z Ａｌw ）｝x （Ｔｉ） t で表される水素吸蔵合金を提
供する。式中、Ｍｍは、希土類元素混合物を表し、Ｌａ
４０〜５０重量％と、Ｃｅ２５〜３５重量％と、Ｐｒ３
０重量％以下と、Ｎｄ３０重量％以下と、不可避不純物
とからなり、ｙ、ｚ、ｗ、ｘ、ｔは、Ｍｍに対するモル
比を表し、０．４≦ｙ≦０．８、０．２５≦ｚ≦０．４
５、０．２≦ｗ≦０．４、０．９８≦ｘ≦１．０５、０
＜ｔ≦０．２であり、水素吸蔵合金を母相とする組織内
にＴｉ化合物が分散させることで、寿命が長く、高容量
でかつ高率放電特性、低温特性に優れた水素吸蔵合金お
よび、電極を得ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】可逆的に水素を吸蔵放出でき
る水素吸蔵合金を用いたアルカリ蓄電池用水素吸蔵合金
負電極に関するものである。
る水素吸蔵合金を用いたアルカリ蓄電池用水素吸蔵合金
負電極に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年注目されている金属酸化物−水素ア
ルカリ電池において、この電池に用いられる水素吸蔵合
金としては、特公昭５９−４９６７１号が知られてお
り、ＬａＮｉ5 、ＬａＮｉ4.8 Ｆｅ0.2 等が挙げられて
いる。またＬａの代わりに、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、
Ｓｍ等の混合物であるＭｍ（Ｍｍはミッシュメタルの略
号である。）を用いた水素吸蔵合金（特開昭６２−２０
２４５号参照）が提案されている。また、特開昭６２−
２７１３４８号では、Ｍｍ系水素吸蔵合金電極でＬａ含
有量２０重量％以上が好ましいとされており、特開昭６
２−１１９８６３号では、（Ｌｎ）（Ｎｉ）x ｛（Ｃ
ｏ）a （Ｍｎ）b （Ａｌ）c ｝y 合金において、Ｌｎは
ミッシュメタル、あるいはミッシュメタルとＬａの混合
物からなり、Ｌｎ中のＬａ量は２５〜６０重量％が示さ
れている。しかし、これらの水素吸蔵合金電極は、充放
電の繰り返しによる容量低下が避けられず、電池として
の寿命の点で不充分である。
ルカリ電池において、この電池に用いられる水素吸蔵合
金としては、特公昭５９−４９６７１号が知られてお
り、ＬａＮｉ5 、ＬａＮｉ4.8 Ｆｅ0.2 等が挙げられて
いる。またＬａの代わりに、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、
Ｓｍ等の混合物であるＭｍ（Ｍｍはミッシュメタルの略
号である。）を用いた水素吸蔵合金（特開昭６２−２０
２４５号参照）が提案されている。また、特開昭６２−
２７１３４８号では、Ｍｍ系水素吸蔵合金電極でＬａ含
有量２０重量％以上が好ましいとされており、特開昭６
２−１１９８６３号では、（Ｌｎ）（Ｎｉ）x ｛（Ｃ
ｏ）a （Ｍｎ）b （Ａｌ）c ｝y 合金において、Ｌｎは
ミッシュメタル、あるいはミッシュメタルとＬａの混合
物からなり、Ｌｎ中のＬａ量は２５〜６０重量％が示さ
れている。しかし、これらの水素吸蔵合金電極は、充放
電の繰り返しによる容量低下が避けられず、電池として
の寿命の点で不充分である。
【０００３】特開平２−１８６５５９号では、前記寿命
の向上のため、Ａ（Ｎｉ）x （Ｍ） y 組成合金におい
て、組成式中のＡをＮｄ、またはＮｄと他の希土類元素
とし、希土類元素の総重量に対しＮｄを３０重量％以上
含有する水素吸蔵合金電極が示されている。しかし、Ｎ
ｄを３０重量％以上含有することにより寿命は改善され
るものの、Ｎｄを３０重量％以上含有した合金では逆に
容量の点で低下が認められ、最近の高容量化が求められ
る分野では不十分であり、好ましくなかった。
の向上のため、Ａ（Ｎｉ）x （Ｍ） y 組成合金におい
て、組成式中のＡをＮｄ、またはＮｄと他の希土類元素
とし、希土類元素の総重量に対しＮｄを３０重量％以上
含有する水素吸蔵合金電極が示されている。しかし、Ｎ
ｄを３０重量％以上含有することにより寿命は改善され
るものの、Ｎｄを３０重量％以上含有した合金では逆に
容量の点で低下が認められ、最近の高容量化が求められ
る分野では不十分であり、好ましくなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】特開平６−２１５７６
７では、組成式Ｒ1 Ｍ5 で表されるＣａＣｕ5 型結晶構
造を有する希土類系水素吸蔵合金において、式中、Ｒは
希土類元素でＬａ、Ｃｅ、ＮｄおよびＰｒを表し、Ｒの
うちＬａおよびＣｅをＲ総重量に対して４０重量％以
上、かつＰｒおよびＮｄをＲ総重量に対して６０重量％
以下含有し、かつＮｄ≦Ｐｒ（重量％）であり、Ｍは、
Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、ＣｕおよびＦｅから選ばれた
一種または二種以上の元素で示される希土類系水素吸蔵
合金からなる、充放電のサイクル寿命が長く、放電容量
の低下の少ない電極が開示されている。この合金は、寿
命は向上するが、その容量は、最近の高容量化が求めら
れる分野では不十分であり、また高率放電特性や低温で
の放電特性が不十分である。本発明は、前記寿命を損な
うことなく、高容量で、高率放電特性、低温放電特性に
優れた水素吸蔵合金を提供するものである。
７では、組成式Ｒ1 Ｍ5 で表されるＣａＣｕ5 型結晶構
造を有する希土類系水素吸蔵合金において、式中、Ｒは
希土類元素でＬａ、Ｃｅ、ＮｄおよびＰｒを表し、Ｒの
うちＬａおよびＣｅをＲ総重量に対して４０重量％以
上、かつＰｒおよびＮｄをＲ総重量に対して６０重量％
以下含有し、かつＮｄ≦Ｐｒ（重量％）であり、Ｍは、
Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、ＣｕおよびＦｅから選ばれた
一種または二種以上の元素で示される希土類系水素吸蔵
合金からなる、充放電のサイクル寿命が長く、放電容量
の低下の少ない電極が開示されている。この合金は、寿
命は向上するが、その容量は、最近の高容量化が求めら
れる分野では不十分であり、また高率放電特性や低温で
の放電特性が不十分である。本発明は、前記寿命を損な
うことなく、高容量で、高率放電特性、低温放電特性に
優れた水素吸蔵合金を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、組成式Ｍｍ
｛（Ｎｉ5-y-z-w Ｃｏy Ｍｎz Ａｌw ）｝x （Ｔｉ）t
で表される水素吸蔵合金を提供する。式中、Ｍｍは、希
土類元素混合物を表し、Ｌａ４０〜５０重量％と、Ｃｅ
２５〜３５重量％と、Ｐｒ３０重量％以下と、Ｎｄ３０
重量％以下と、不可避不純物とからなり、ｙ、ｚ、ｗ、
ｘ、ｔは、Ｍｍに対するモル比を表し、０．４≦ｙ≦
０．８、０．２５≦ｚ≦０．４５、０．２≦ｗ≦０．
４、０．９８≦ｘ≦１．０５、０＜ｔ≦０．２を満たす
数であり、水素吸蔵合金を母相とする合金組織内にＴｉ
化合物を分散させることで、寿命が長く、高容量でかつ
高率放電特性、低温特性に優れた水素吸蔵合金および、
電極を得ることができる。
｛（Ｎｉ5-y-z-w Ｃｏy Ｍｎz Ａｌw ）｝x （Ｔｉ）t
で表される水素吸蔵合金を提供する。式中、Ｍｍは、希
土類元素混合物を表し、Ｌａ４０〜５０重量％と、Ｃｅ
２５〜３５重量％と、Ｐｒ３０重量％以下と、Ｎｄ３０
重量％以下と、不可避不純物とからなり、ｙ、ｚ、ｗ、
ｘ、ｔは、Ｍｍに対するモル比を表し、０．４≦ｙ≦
０．８、０．２５≦ｚ≦０．４５、０．２≦ｗ≦０．
４、０．９８≦ｘ≦１．０５、０＜ｔ≦０．２を満たす
数であり、水素吸蔵合金を母相とする合金組織内にＴｉ
化合物を分散させることで、寿命が長く、高容量でかつ
高率放電特性、低温特性に優れた水素吸蔵合金および、
電極を得ることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、組成式Ｍｍ｛（Ｎｉ5-y-z-w Ｃｏy Ｍｎz Ａ
ｌw ）｝x （Ｔｉ）tで表される水素吸蔵合金を提供す
る。式中、Ｍｍは、希土類元素混合物を表し、Ｌａ：４
０〜５０重量％およびＣｅ：２５〜３５重量％、Ｐｒ：
３０重量以下％およびＮｄ：３０重量％以下、および不
可避不純物からなる。ｙ、ｚ、ｗ、ｘ、ｔは、Ｍｍに対
するモル比を表し、０．４≦ｙ≦０．８、０．２５≦ｚ
≦０．４５、０．２≦ｗ≦０．４、０．９８≦ｘ≦１．
０５、０＜ｔ≦０．２を満足する数である。Ｍｍは、Ｌ
ａを４０〜５０重量％およびＣｅを２５〜３５重量％、
Ｐｒを零でなく３０重量％以下、好ましくは１〜２５重
量％、およびＮｄを零でなく３０重量％以下、好ましく
は５〜２５重量％とすることで、寿命を大きく低下させ
ることなく、高容量かつ寿命と容量のバランスのよい負
極を実現できる。不可避不純物とは、使用するミッシュ
メタルや希土類メタル中に含まれる不純物であり、Ｓｍ
等のＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ以外の希土類元素やＣ（炭
素）等の不純物である。
本発明は、組成式Ｍｍ｛（Ｎｉ5-y-z-w Ｃｏy Ｍｎz Ａ
ｌw ）｝x （Ｔｉ）tで表される水素吸蔵合金を提供す
る。式中、Ｍｍは、希土類元素混合物を表し、Ｌａ：４
０〜５０重量％およびＣｅ：２５〜３５重量％、Ｐｒ：
３０重量以下％およびＮｄ：３０重量％以下、および不
可避不純物からなる。ｙ、ｚ、ｗ、ｘ、ｔは、Ｍｍに対
するモル比を表し、０．４≦ｙ≦０．８、０．２５≦ｚ
≦０．４５、０．２≦ｗ≦０．４、０．９８≦ｘ≦１．
０５、０＜ｔ≦０．２を満足する数である。Ｍｍは、Ｌ
ａを４０〜５０重量％およびＣｅを２５〜３５重量％、
Ｐｒを零でなく３０重量％以下、好ましくは１〜２５重
量％、およびＮｄを零でなく３０重量％以下、好ましく
は５〜２５重量％とすることで、寿命を大きく低下させ
ることなく、高容量かつ寿命と容量のバランスのよい負
極を実現できる。不可避不純物とは、使用するミッシュ
メタルや希土類メタル中に含まれる不純物であり、Ｓｍ
等のＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ以外の希土類元素やＣ（炭
素）等の不純物である。
【０００７】本発明の水素吸蔵合金は、Ｍｍ以外には、
Ｎｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｔｉで構成され、Ｍｍに対す
るモル比で、Ｃｏについては０．４≦ｙ≦０．８、Ｍｎ
については０．２５≦ｚ≦０．４５、Ａｌについては
０．２≦ｗ≦０．４、０．９８≦ｘ≦１．０５からな
り、Ｔｉについて０＜ｔ≦０．２である。Ｃｏについて
ｙが０．４未満では寿命が極端に短くなり、ｙが０．８
をこえると、高率放電特性、低温特性の向上が小さくな
る。Ｃｏ含有量が低いものは寿命が短くなる傾向があ
り、含有量の大きいものは寿命が長くなる傾向がある
が、寿命、高率放電特性、低温特性のバランスがとれた
実用的なｙの範囲は０．４〜０．８である。
Ｎｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｔｉで構成され、Ｍｍに対す
るモル比で、Ｃｏについては０．４≦ｙ≦０．８、Ｍｎ
については０．２５≦ｚ≦０．４５、Ａｌについては
０．２≦ｗ≦０．４、０．９８≦ｘ≦１．０５からな
り、Ｔｉについて０＜ｔ≦０．２である。Ｃｏについて
ｙが０．４未満では寿命が極端に短くなり、ｙが０．８
をこえると、高率放電特性、低温特性の向上が小さくな
る。Ｃｏ含有量が低いものは寿命が短くなる傾向があ
り、含有量の大きいものは寿命が長くなる傾向がある
が、寿命、高率放電特性、低温特性のバランスがとれた
実用的なｙの範囲は０．４〜０．８である。
【０００８】Ｍｎについてｚが０．２５未満では、ｗ及
びｘの値にもよるが、水素吸蔵平衡圧が高く、電極とし
て常温、及び高温で十分な容量が得られない。ｚが０．
４５をこえると、ｗ及びｘの値にもよるが、水素吸蔵平
衡圧が低く、電極として常温、及び低温で十分な容量が
得られない。Ａｌについてｗが０．２未満では、ｚ及び
ｘの値にもよるが、水素吸蔵平衡圧が高く、電極として
常温、及び高温で十分な容量が得られない。ｗが０．４
をこえると、ｚ及びｘの値にもよるが、水素吸蔵平衡圧
が低く、また水素吸蔵量も減少するため、電極として常
温、及び低温で十分な容量が得られない。電池としての
使用温度範囲で高容量、寿命、高率放電特性、低温特性
のバランスがとれた実用的な範囲は、０．２５≦ｚ≦
０．４５、０．２≦ｗ≦０．４である。
びｘの値にもよるが、水素吸蔵平衡圧が高く、電極とし
て常温、及び高温で十分な容量が得られない。ｚが０．
４５をこえると、ｗ及びｘの値にもよるが、水素吸蔵平
衡圧が低く、電極として常温、及び低温で十分な容量が
得られない。Ａｌについてｗが０．２未満では、ｚ及び
ｘの値にもよるが、水素吸蔵平衡圧が高く、電極として
常温、及び高温で十分な容量が得られない。ｗが０．４
をこえると、ｚ及びｘの値にもよるが、水素吸蔵平衡圧
が低く、また水素吸蔵量も減少するため、電極として常
温、及び低温で十分な容量が得られない。電池としての
使用温度範囲で高容量、寿命、高率放電特性、低温特性
のバランスがとれた実用的な範囲は、０．２５≦ｚ≦
０．４５、０．２≦ｗ≦０．４である。
【０００９】ｘが小さくなればある点までは容量は増加
する傾向があるが、その後は容量が低下し、また寿命も
短くなる。ｘが大きくなれば、寿命は長くなる傾向があ
るが、容量は低下する傾向がある。ｘは、０．９８〜
１．０５の範囲で、寿命と容量をバランスよく実現でき
る。
する傾向があるが、その後は容量が低下し、また寿命も
短くなる。ｘが大きくなれば、寿命は長くなる傾向があ
るが、容量は低下する傾向がある。ｘは、０．９８〜
１．０５の範囲で、寿命と容量をバランスよく実現でき
る。
【００１０】Ｔｉについては、０＜ｔ≦０．２が好まし
い。高率放電特性、低温特性は更に向上される。添加し
たＴｉは、希土類系のＣａＣｕ5 型結晶にわずかに固溶
されるだけで、その大部分は、化合物を形成し、希土類
系ＣａＣｕ5 型結晶を母相とする組織（塊）内に分散状
態で存在する。この化合物は、添加量や不純物含有量に
よって影響されるが、不純物として存在するＣ（炭素）
との化合物であったり、Ｎｉを主としたＮｉ、Ｃｏ、Ｍ
ｎ、Ａｌとの化合物である。その効果は明確ではない
が、微粉化を促進し、表面積を増大させる効果があると
考えられる。ｔが０．２をこえると、合金の水素吸蔵量
が低下し、好ましくない。さらには、Ｔｉについてｔを
０．００５≦ｔ＜０．０５の範囲にすることが更に好ま
しい。Ｔｉの添加は、各元素と同時に溶解させるか、Ｍ
ｍを再溶解させ、その他金属とともに投入し、溶解させ
てもよく、また、Ｍｍ−Ｎｉ−Ｍｎ−Ａｌ−Ｃｏの合金
を作製し、更に該合金を再溶解させた際投入してもよ
い。
い。高率放電特性、低温特性は更に向上される。添加し
たＴｉは、希土類系のＣａＣｕ5 型結晶にわずかに固溶
されるだけで、その大部分は、化合物を形成し、希土類
系ＣａＣｕ5 型結晶を母相とする組織（塊）内に分散状
態で存在する。この化合物は、添加量や不純物含有量に
よって影響されるが、不純物として存在するＣ（炭素）
との化合物であったり、Ｎｉを主としたＮｉ、Ｃｏ、Ｍ
ｎ、Ａｌとの化合物である。その効果は明確ではない
が、微粉化を促進し、表面積を増大させる効果があると
考えられる。ｔが０．２をこえると、合金の水素吸蔵量
が低下し、好ましくない。さらには、Ｔｉについてｔを
０．００５≦ｔ＜０．０５の範囲にすることが更に好ま
しい。Ｔｉの添加は、各元素と同時に溶解させるか、Ｍ
ｍを再溶解させ、その他金属とともに投入し、溶解させ
てもよく、また、Ｍｍ−Ｎｉ−Ｍｎ−Ａｌ−Ｃｏの合金
を作製し、更に該合金を再溶解させた際投入してもよ
い。
【００１１】本発明の水素吸蔵合金は、公知の方法によ
り、上記組成の各元素をそれぞれ加えたり、市販ミッシ
ュメタルに必要な希土類元素及び遷移金属を加え溶解す
ることにより容易に得ることができる。具体的には、所
定量の各元素を秤量し、るつぼ等を用いて高周波溶解
炉、アーク溶解炉等にて真空下（０．０１torr以下の低
圧下）またはアルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気
下（２００〜８００torr）のものと溶解後、冷却し、イ
ンゴット等に鋳造して得られる。さらに、該インゴット
を真空下（０．０１torr以下の低圧下）またはアルゴ
ン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気下（６００〜１００
０torr）中において８００〜１２００℃で５〜２０時間
熱処理を行うと、母相のＣａＣｕ5 相の均質化が図ら
れ、更に好ましい。また、本発明では上記鋳造法のほか
に、合金溶湯をロール急冷、アトマイズ法等の急冷方法
により得ることができる。
り、上記組成の各元素をそれぞれ加えたり、市販ミッシ
ュメタルに必要な希土類元素及び遷移金属を加え溶解す
ることにより容易に得ることができる。具体的には、所
定量の各元素を秤量し、るつぼ等を用いて高周波溶解
炉、アーク溶解炉等にて真空下（０．０１torr以下の低
圧下）またはアルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気
下（２００〜８００torr）のものと溶解後、冷却し、イ
ンゴット等に鋳造して得られる。さらに、該インゴット
を真空下（０．０１torr以下の低圧下）またはアルゴ
ン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気下（６００〜１００
０torr）中において８００〜１２００℃で５〜２０時間
熱処理を行うと、母相のＣａＣｕ5 相の均質化が図ら
れ、更に好ましい。また、本発明では上記鋳造法のほか
に、合金溶湯をロール急冷、アトマイズ法等の急冷方法
により得ることができる。
【００１２】上記方法で製造した当該水素吸蔵合金に、
アルゴン、ヘリウム、窒素等の不活性ガス雰囲気下で衝
撃式または摩砕式粉砕機を用いて、平均粒径５〜５０μ
ｍの水素吸蔵合金粉末を得ることが容易にできる。さら
に本発明の合金粉末を水酸化カリウム等のアルカリ溶
液、塩酸等の酸性溶液等で表面処理を施し活性化させた
り、Ｎｉ、Ｃｏ等の遷移金属等で合金表面に該金属層を
形成させ、電気的接触の向上や触媒能の向上を図っても
よい。
アルゴン、ヘリウム、窒素等の不活性ガス雰囲気下で衝
撃式または摩砕式粉砕機を用いて、平均粒径５〜５０μ
ｍの水素吸蔵合金粉末を得ることが容易にできる。さら
に本発明の合金粉末を水酸化カリウム等のアルカリ溶
液、塩酸等の酸性溶液等で表面処理を施し活性化させた
り、Ｎｉ、Ｃｏ等の遷移金属等で合金表面に該金属層を
形成させ、電気的接触の向上や触媒能の向上を図っても
よい。
【００１３】本発明の電極は、例えばポリビニルアルコ
ール、カルボキシルメチルセルロース等のセルロース
類、ＰＴＦＥ、高分子ラテックス等のバインダーを本発
明の水素吸蔵合金に対し０．１〜２０重量％用い、更に
必要により、カーボン、グラファイ粉末、Ｎｉ粉末、Ｃ
ｕ粉末等の導電助材を０．５〜１０重量％添加して、ペ
ースト化し、パンチングメタル、発泡ニッケルメタル、
ニッケル繊維体等の集電支持体に充填、塗布することに
より容易に得ることができる。従って、本発明の負極、
公知のニッケル正極、セパレータ等を組み込むことによ
り、アルカリ蓄電池を得ることができる。
ール、カルボキシルメチルセルロース等のセルロース
類、ＰＴＦＥ、高分子ラテックス等のバインダーを本発
明の水素吸蔵合金に対し０．１〜２０重量％用い、更に
必要により、カーボン、グラファイ粉末、Ｎｉ粉末、Ｃ
ｕ粉末等の導電助材を０．５〜１０重量％添加して、ペ
ースト化し、パンチングメタル、発泡ニッケルメタル、
ニッケル繊維体等の集電支持体に充填、塗布することに
より容易に得ることができる。従って、本発明の負極、
公知のニッケル正極、セパレータ等を組み込むことによ
り、アルカリ蓄電池を得ることができる。
【００１４】本発明の水素吸蔵合金は、上記した如く、
アルカリ蓄電池用の電極として用いた場合に、その特徴
をもっとも発揮することができるが、上記電極以外の用
途として水素貯蔵装置、ヒートポンプ等に使用すること
ができる。
アルカリ蓄電池用の電極として用いた場合に、その特徴
をもっとも発揮することができるが、上記電極以外の用
途として水素貯蔵装置、ヒートポンプ等に使用すること
ができる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施態様を実施例を挙げて説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例１〜７ 表１に示す組成となるよう各元素を秤量し、アーク溶融
炉にて加熱溶解し合金化したものを使用した。これらの
合金は不活性雰囲気で１０００℃５時間の熱処理をし、
次いで、これらの合金を機械的に粉砕し、１００メッシ
ュを通過した粉末を、有機系バインダーとしてポリビニ
ルアルコール１．５重量％水溶液でペースト状に練り、
多孔度９４〜９６％、３×４×０．１２ｃｍのＮｉ発泡
多孔体に合金粉末２ｇ分のペーストを充填し、乾燥後プ
レスで加圧して厚さ０．５〜１．０ｍｍの負極電極を作
製した。充放電試験には、焼結式ニッケル正極とセパレ
ータとしてポリプロピレン不織布を組み合わせ、電解液
として６Ｎ水酸化カリウム溶液を用いて構成した開放型
電池を使用した。充放電試験条件は、６０ｍＡ／ｇの電
流で１０時間充電し、３０分間放置した後、１２０ｍＡ
／ｇの電流で電池電圧が０．８Ｖになるまで放電するこ
とを１サイクルとし、初期から３０サイクルまでの中で
最大放電容量を初期容量とし、その初期容量に対する１
００サイクル後の電池容量で寿命を評価し、「寿命」と
した。これらの結果を表２に示す。
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例１〜７ 表１に示す組成となるよう各元素を秤量し、アーク溶融
炉にて加熱溶解し合金化したものを使用した。これらの
合金は不活性雰囲気で１０００℃５時間の熱処理をし、
次いで、これらの合金を機械的に粉砕し、１００メッシ
ュを通過した粉末を、有機系バインダーとしてポリビニ
ルアルコール１．５重量％水溶液でペースト状に練り、
多孔度９４〜９６％、３×４×０．１２ｃｍのＮｉ発泡
多孔体に合金粉末２ｇ分のペーストを充填し、乾燥後プ
レスで加圧して厚さ０．５〜１．０ｍｍの負極電極を作
製した。充放電試験には、焼結式ニッケル正極とセパレ
ータとしてポリプロピレン不織布を組み合わせ、電解液
として６Ｎ水酸化カリウム溶液を用いて構成した開放型
電池を使用した。充放電試験条件は、６０ｍＡ／ｇの電
流で１０時間充電し、３０分間放置した後、１２０ｍＡ
／ｇの電流で電池電圧が０．８Ｖになるまで放電するこ
とを１サイクルとし、初期から３０サイクルまでの中で
最大放電容量を初期容量とし、その初期容量に対する１
００サイクル後の電池容量で寿命を評価し、「寿命」と
した。これらの結果を表２に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】同様に用意した電池を用い、充放電試験条
件は、６０ｍＡ／ｇの電流で１０時間充電し、３０分間
放置後、種々の電流（３００ｍＡ／ｇ、９００ｍＡ／
ｇ）で電池電圧が０．８Ｖになるまで放電し、初期容量
に対する容量比で高率放電特性を評価し、「３００ｍＡ
／ｇ放電率」、「９００ｍＡ／ｇ放電率」とした。ま
た、同様に用意した電池を用い、充放電試験条件は６０
ｍＡの電流で１０時間充電し、３０分間放置した後、−
２０℃の周囲温度の中で６００ｍＡ／ｇの電流で電池電
圧が０．８Ｖになるまで放電し、初期容量に対する容量
比で低温特性を評価し、「−２０℃放電率」とした。こ
れらの結果を表２に示す。
件は、６０ｍＡ／ｇの電流で１０時間充電し、３０分間
放置後、種々の電流（３００ｍＡ／ｇ、９００ｍＡ／
ｇ）で電池電圧が０．８Ｖになるまで放電し、初期容量
に対する容量比で高率放電特性を評価し、「３００ｍＡ
／ｇ放電率」、「９００ｍＡ／ｇ放電率」とした。ま
た、同様に用意した電池を用い、充放電試験条件は６０
ｍＡの電流で１０時間充電し、３０分間放置した後、−
２０℃の周囲温度の中で６００ｍＡ／ｇの電流で電池電
圧が０．８Ｖになるまで放電し、初期容量に対する容量
比で低温特性を評価し、「−２０℃放電率」とした。こ
れらの結果を表２に示す。
【００１８】
【表２】
【００１９】比較例１〜１１ 表１に示す組成となるよう各元素を秤量し、実施例と同
様の方法で負極電極及び開放型電池を作製した。また、
実施例と同様の方法で、充放電試験を行い各特性を測定
した。これらの結果を表２に示す。
様の方法で負極電極及び開放型電池を作製した。また、
実施例と同様の方法で、充放電試験を行い各特性を測定
した。これらの結果を表２に示す。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、容量、寿命、高率放電
特性、低温特性に優れた電極を得ることができ、広い温
度範囲、負荷条件で利用可能な電池を提供することが可
能となる。
特性、低温特性に優れた電極を得ることができ、広い温
度範囲、負荷条件で利用可能な電池を提供することが可
能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H003 AA01 AA02 AA04 BB02 BD00 BD03 BD04 5H028 AA05 EE01 FF02 FF03 FF04 HH00 HH01
Claims (3)
- 【請求項１】 組成式Ｍｍ｛（Ｎｉ）5-y-z-w （Ｃｏ）
y （Ｍｎ）z （Ａｌ）w ｝x （Ｔｉ）t で表される水素
吸蔵合金であって、式中、Ｍｍは、希土類元素混合物を
表し、Ｌａ４０〜５０重量％と、Ｃｅ２５〜３５重量％
と、Ｐｒ３０重量％以下と、Ｎｄ３０重量％以下と、不
可避不純物とからなり、ｙ、ｚ、ｗ、ｘ、ｔは、Ｍｍに
対するモル比を表し、０．４≦ｙ≦０．８、０．２５≦
ｚ≦０．４５、０．２≦ｗ≦０．４、０．９８≦ｘ≦
１．０５、０＜ｔ≦０．２を満足する数である、該水素
吸蔵合金を母相とする組織内にＴｉ化合物が分散してい
る希土類系水素吸蔵合金。 - 【請求項２】 上記ｔが、０．００５≦ｔ＜０．０５を
満足する数である請求項１に記載の希土類系水素吸蔵合
金。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の希土類系水素
吸蔵合金を使用した電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10239779A JP2000073133A (ja) | 1998-08-26 | 1998-08-26 | 希土類系水素吸蔵合金及びそれを使用した電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10239779A JP2000073133A (ja) | 1998-08-26 | 1998-08-26 | 希土類系水素吸蔵合金及びそれを使用した電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000073133A true JP2000073133A (ja) | 2000-03-07 |
Family
ID=17049777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10239779A Pending JP2000073133A (ja) | 1998-08-26 | 1998-08-26 | 希土類系水素吸蔵合金及びそれを使用した電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000073133A (ja) |
-
1998
- 1998-08-26 JP JP10239779A patent/JP2000073133A/ja active Pending
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