JP2000239769A - 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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Abstract
(57)【要約】
【課題】 長寿命、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及びアルカリ蓄電池用負極を
提供する。 【解決手段】 組成式（ＲＥ）（Ｎｉ）a（Ｃｏ）b（Ｍ
ｎ）c（Ａｌ）d（Ｆｅ） e（Ｃｕ）fで表される水素吸蔵
合金を提供する。式中、ＲＥは、Ｌａを含むとともにＬ
ａ以外の希土類元素の一以上を含むものを表し、ａ、
ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆは、ＲＥに対するモル比を表し、０
≦ｂ≦０．８、０．０５≦ｃ≦０．６、０．２≦ｄ≦
０．５、０＜ｅ≦０．５、０＜ｆ＜０．５、１．０＜e/
f≦３．５を満たす数であり、４．５＜ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ
＋ｅ＋ｆ＜５．５で表されるＣａＣｕ5型の結晶構造を
もつ（ＲＥ）−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｍｎ−Ａｌ五元系合金にＦ
ｅ、Ｃｕを同時に添加することにより、容量、寿命特
性、低温特性、高率放電特性に優れた水素吸蔵合金を提
案する。
特性に優れた水素吸蔵合金及びアルカリ蓄電池用負極を
提供する。 【解決手段】 組成式（ＲＥ）（Ｎｉ）a（Ｃｏ）b（Ｍ
ｎ）c（Ａｌ）d（Ｆｅ） e（Ｃｕ）fで表される水素吸蔵
合金を提供する。式中、ＲＥは、Ｌａを含むとともにＬ
ａ以外の希土類元素の一以上を含むものを表し、ａ、
ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆは、ＲＥに対するモル比を表し、０
≦ｂ≦０．８、０．０５≦ｃ≦０．６、０．２≦ｄ≦
０．５、０＜ｅ≦０．５、０＜ｆ＜０．５、１．０＜e/
f≦３．５を満たす数であり、４．５＜ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ
＋ｅ＋ｆ＜５．５で表されるＣａＣｕ5型の結晶構造を
もつ（ＲＥ）−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｍｎ−Ａｌ五元系合金にＦ
ｅ、Ｃｕを同時に添加することにより、容量、寿命特
性、低温特性、高率放電特性に優れた水素吸蔵合金を提
案する。
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
る水素吸蔵合金及びそれ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。
る水素吸蔵合金及びそれ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号公報が知られて
おり、ＬａＮｉ5 、ＬａＮｉ4.8Ｆｅ0.2等が挙げられて
いる。また、Ｌａの代わりに、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎ
ｄ、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−
２０２４５号公報参照）が提案されている。また、特開
昭６２−１１９８６３号公報では、（Ｌｎ）（Ｎｉ）x
｛（Ｃｏ）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、また、Ｎｉに対してＣｏ、Ｍｎ、Ａｌで
置換した合金が提案されている。しかし、上記のＮｉ、
Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌからなる遷移金属だけでは、最近の携
帯機器等の電化製品、電気自動車において、寿命及び温
度の高低に対応し、両者を網羅した電池は見出されてい
なかった。
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号公報が知られて
おり、ＬａＮｉ5 、ＬａＮｉ4.8Ｆｅ0.2等が挙げられて
いる。また、Ｌａの代わりに、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎ
ｄ、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−
２０２４５号公報参照）が提案されている。また、特開
昭６２−１１９８６３号公報では、（Ｌｎ）（Ｎｉ）x
｛（Ｃｏ）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、また、Ｎｉに対してＣｏ、Ｍｎ、Ａｌで
置換した合金が提案されている。しかし、上記のＮｉ、
Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌからなる遷移金属だけでは、最近の携
帯機器等の電化製品、電気自動車において、寿命及び温
度の高低に対応し、両者を網羅した電池は見出されてい
なかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、長寿命、高
容量で、高率放電特性、低温放電特性に優れた水素吸蔵
合金及びアルカリ蓄電池用負極を提供するものである。
容量で、高率放電特性、低温放電特性に優れた水素吸蔵
合金及びアルカリ蓄電池用負極を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、水素吸蔵合
金に用いられる従来の遷移金属以外に、Ｆｅ、Ｃｕを各
々でなく、両者を特定量添加することにより、長寿命
で、低温特性が良好なおかつ高率放電特性の優れた電池
を開発したものである。具体的には、本発明は、組成式
（ＲＥ）（Ｎｉ）a（Ｃｏ）b（Ｍｎ）c（Ａｌ）d（Ｆ
ｅ）e（Ｃｕ）fで表される水素吸蔵合金を提供する。式
中、ＲＥは、Ｌａを含むとともに、Ｌａ以外の希土類元
素から選ばれる一以上を含むものを表し、ａ、ｂ、ｃ、
ｄ、ｅ、ｆは、ＲＥに対するモル比を表し、０≦ｂ≦
０．８、０．０５≦ｃ≦０．６、０．２≦ｄ≦０．５、
０＜ｅ≦０．５、０＜ｆ＜０．５、１．０＜e/f≦３．
５を満たす数であり、４．５＜ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ
＜５．５で表されるＣａＣｕ5型の結晶構造をもつ（Ｒ
Ｅ）−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｍｎ−Ａｌ五元系合金にＦｅ、Ｃｕ
を同時に添加することにより、容量、寿命特性、低温特
性、高率放電特性に優れた水素吸蔵合金を提案する。
金に用いられる従来の遷移金属以外に、Ｆｅ、Ｃｕを各
々でなく、両者を特定量添加することにより、長寿命
で、低温特性が良好なおかつ高率放電特性の優れた電池
を開発したものである。具体的には、本発明は、組成式
（ＲＥ）（Ｎｉ）a（Ｃｏ）b（Ｍｎ）c（Ａｌ）d（Ｆ
ｅ）e（Ｃｕ）fで表される水素吸蔵合金を提供する。式
中、ＲＥは、Ｌａを含むとともに、Ｌａ以外の希土類元
素から選ばれる一以上を含むものを表し、ａ、ｂ、ｃ、
ｄ、ｅ、ｆは、ＲＥに対するモル比を表し、０≦ｂ≦
０．８、０．０５≦ｃ≦０．６、０．２≦ｄ≦０．５、
０＜ｅ≦０．５、０＜ｆ＜０．５、１．０＜e/f≦３．
５を満たす数であり、４．５＜ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ
＜５．５で表されるＣａＣｕ5型の結晶構造をもつ（Ｒ
Ｅ）−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｍｎ−Ａｌ五元系合金にＦｅ、Ｃｕ
を同時に添加することにより、容量、寿命特性、低温特
性、高率放電特性に優れた水素吸蔵合金を提案する。
【０００５】
【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ＲＥ（Ｎｉ）a（Ｃｏ）b（Ｍｎ）
c（Ａｌ）d（Ｆｅ）e（Ｃｕ）fで表される水素吸蔵合金
を提供する。式中、ＲＥは、Ｌａを含むとともに、Ｌａ
以外の希土類元素の一以上を含むものを表し、ａ、ｂ、
ｃ、ｄ、ｅ、ｆは、ＲＥに対するモル比を表し、０≦ｂ
≦０．８、０．０５≦ｃ≦０．６、０．２≦ｄ≦０．
５、０＜ｅ≦０．５、０＜ｆ＜０．５を満たす数であ
り、４．５＜ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＜５．５で表され
るＣａＣｕ5型の結晶構造をもつ（ＲＥ）−Ｎｉ−Ｃｏ
−Ｍｎ−Ａｌ五元系合金にＦｅ、Ｃｕを同時に添加する
ことにより、容量、寿命特性、低温特性、高率放電特性
に優れた水素吸蔵合金を得ることができた。本発明の水
素吸蔵合金は、特にＦｅ、Ｃｕを必須成分とし、そのＦ
ｅとＣｕの組成比ｅ／ｆが１．０を超えて３．５以下の
場合効果が著しく発現し、また、特にＣｏ含有量ｂが
０．５以下の場合、容量、寿命特性、低温特性、高率放
電特性が改善する。
本発明は、組成式ＲＥ（Ｎｉ）a（Ｃｏ）b（Ｍｎ）
c（Ａｌ）d（Ｆｅ）e（Ｃｕ）fで表される水素吸蔵合金
を提供する。式中、ＲＥは、Ｌａを含むとともに、Ｌａ
以外の希土類元素の一以上を含むものを表し、ａ、ｂ、
ｃ、ｄ、ｅ、ｆは、ＲＥに対するモル比を表し、０≦ｂ
≦０．８、０．０５≦ｃ≦０．６、０．２≦ｄ≦０．
５、０＜ｅ≦０．５、０＜ｆ＜０．５を満たす数であ
り、４．５＜ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＜５．５で表され
るＣａＣｕ5型の結晶構造をもつ（ＲＥ）−Ｎｉ−Ｃｏ
−Ｍｎ−Ａｌ五元系合金にＦｅ、Ｃｕを同時に添加する
ことにより、容量、寿命特性、低温特性、高率放電特性
に優れた水素吸蔵合金を得ることができた。本発明の水
素吸蔵合金は、特にＦｅ、Ｃｕを必須成分とし、そのＦ
ｅとＣｕの組成比ｅ／ｆが１．０を超えて３．５以下の
場合効果が著しく発現し、また、特にＣｏ含有量ｂが
０．５以下の場合、容量、寿命特性、低温特性、高率放
電特性が改善する。
【０００６】本発明の水素吸蔵合金におけるＲＥは、Ｌ
ａを含む希土類元素の混合物、具体的にはＬａ、Ｃｅ、
Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ等の軽希土類元素を主体にした混合物
であればよく、一般に使用されているミッシュメタル
（Ｍｍ）や、Ｌａを多量に含むミッシュメタル（Ｌｍ）
等を選択して用いることができる。
ａを含む希土類元素の混合物、具体的にはＬａ、Ｃｅ、
Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ等の軽希土類元素を主体にした混合物
であればよく、一般に使用されているミッシュメタル
（Ｍｍ）や、Ｌａを多量に含むミッシュメタル（Ｌｍ）
等を選択して用いることができる。
【０００７】ＣａＣｕ5型結晶構造を持つＬａＮｉ5系水
素吸蔵合金は、金属水素化物二次電池に採用されてその
市場も携帯機器を中心に大きく拡がっている。今後も、
電気自動車、ハイブリットカーへの展開が期待されてお
り大きな需要の伸びが期待される。しかし、現在実用化
されている水素吸蔵合金は二次電池に使用した場合の電
池寿命の点から、Ｃｏを原子比で０．５〜０．８程度含
んでおり資源的にもコスト的にも不利である。Ｃｏにつ
いては、アルカリ二次電池の負極活物質としてＬａＮｉ
5系合金を使用する場合、アルカリ溶液中での耐食性を
改善すること、水素吸収放出時の膨張収縮を緩和して割
れにくくすることが知られている。本発明において、Ｃ
ｏをＦｅ−Ｃｕのペアで置換することによりＣｏ添加と
同等もしくはそれ以上のアルカリ溶液中での耐食性、水
素吸蔵放出時の割れに対する改良を達成することが可能
となった。特にＦｅとＣｕの比率ｅ／ｆが１．０を超え
て３．５以下の場合で、Ｃｏ添加量ｂが０．５以下の領
域で特に容量、低温特性、高率放電特性、寿命特性を大
きく改善することを発見した。好ましくは、２．０≦e/
f≦３．５である。
素吸蔵合金は、金属水素化物二次電池に採用されてその
市場も携帯機器を中心に大きく拡がっている。今後も、
電気自動車、ハイブリットカーへの展開が期待されてお
り大きな需要の伸びが期待される。しかし、現在実用化
されている水素吸蔵合金は二次電池に使用した場合の電
池寿命の点から、Ｃｏを原子比で０．５〜０．８程度含
んでおり資源的にもコスト的にも不利である。Ｃｏにつ
いては、アルカリ二次電池の負極活物質としてＬａＮｉ
5系合金を使用する場合、アルカリ溶液中での耐食性を
改善すること、水素吸収放出時の膨張収縮を緩和して割
れにくくすることが知られている。本発明において、Ｃ
ｏをＦｅ−Ｃｕのペアで置換することによりＣｏ添加と
同等もしくはそれ以上のアルカリ溶液中での耐食性、水
素吸蔵放出時の割れに対する改良を達成することが可能
となった。特にＦｅとＣｕの比率ｅ／ｆが１．０を超え
て３．５以下の場合で、Ｃｏ添加量ｂが０．５以下の領
域で特に容量、低温特性、高率放電特性、寿命特性を大
きく改善することを発見した。好ましくは、２．０≦e/
f≦３．５である。
【０００８】Ｍｎについてｃが０．０５未満では、ｄ及
びｅ、ｆ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。ｃが
０．６０をこえると、ｄ及びｅ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ｄが０．２未満では、ｃ
及びｅ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。ｄが
０．５を超えると、ｃ及びｅ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、０．０５≦
ｃ≦０．６０、０．２≦ｄ≦０．５である。
びｅ、ｆ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。ｃが
０．６０をこえると、ｄ及びｅ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ｄが０．２未満では、ｃ
及びｅ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。ｄが
０．５を超えると、ｃ及びｅ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、０．０５≦
ｃ≦０．６０、０．２≦ｄ≦０．５である。
【０００９】本発明の特徴とするＦｅについては、上記
したようにＣｕとの併用により、本発明の効果を有し、
その範囲はＦｅ、Ｃｕそれぞれ０＜ｅ≦０．５、０＜ｆ
＜０．５である。Ｆｅ、Ｃｕを含有しないと低温特性及
び高率放電特性が下がり、Ｆｅ、Ｃｕの多量な添加では
容量が下がる。また、Ｃｕ、Ｆｅの各々の添加のみで
は、Ｆｅ、Ｃｕの無添加の場合とさほど効果の差が見出
せないが、両者を必須とし、その比率を調整することに
より、寿命を落とさずに低温特性、高率放電特性が優れ
る電池が得られた。したがって、その範囲は、ＦｅとＣ
ｕとの比であるｅ／ｆを１．０＜ e/f ≦３．５の範囲
とするが、さらに好ましくはＦｅの添加量を０．０５≦
e≦０．４５とすることが好ましい。
したようにＣｕとの併用により、本発明の効果を有し、
その範囲はＦｅ、Ｃｕそれぞれ０＜ｅ≦０．５、０＜ｆ
＜０．５である。Ｆｅ、Ｃｕを含有しないと低温特性及
び高率放電特性が下がり、Ｆｅ、Ｃｕの多量な添加では
容量が下がる。また、Ｃｕ、Ｆｅの各々の添加のみで
は、Ｆｅ、Ｃｕの無添加の場合とさほど効果の差が見出
せないが、両者を必須とし、その比率を調整することに
より、寿命を落とさずに低温特性、高率放電特性が優れ
る電池が得られた。したがって、その範囲は、ＦｅとＣ
ｕとの比であるｅ／ｆを１．０＜ e/f ≦３．５の範囲
とするが、さらに好ましくはＦｅの添加量を０．０５≦
e≦０．４５とすることが好ましい。
【００１０】ａ〜ｆの総和（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ）
が小さくなれば、ある点までは容量が増加する傾向があ
るが、その後は容量が低下し、また寿命も短くなる。ａ
〜ｆの総和が大きくなれば、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。ａ〜ｆの総和は、４．
５を超えて５．５未満の範囲で、寿命と容量をバランス
よく実現できる。
が小さくなれば、ある点までは容量が増加する傾向があ
るが、その後は容量が低下し、また寿命も短くなる。ａ
〜ｆの総和が大きくなれば、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。ａ〜ｆの総和は、４．
５を超えて５．５未満の範囲で、寿命と容量をバランス
よく実現できる。
【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各々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
にて合金の融点以上で真空下（１．３３Ｐａ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
（０．０３〜０．１０５ＭＰａ）のもと溶解後、鉄又は
銅製鋳型に流し込み冷却して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（１．３３Ｐａ
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（０．０８〜０．１３ＭＰａ）中において８
００〜１２００℃で３〜２０時間熱処理を行う。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各々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
にて合金の融点以上で真空下（１．３３Ｐａ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
（０．０３〜０．１０５ＭＰａ）のもと溶解後、鉄又は
銅製鋳型に流し込み冷却して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（１．３３Ｐａ
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（０．０８〜０．１３ＭＰａ）中において８
００〜１２００℃で３〜２０時間熱処理を行う。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％用いてペー
スト化し、必要によりカーボン、グラファイト粉末、Ｎ
ｉやＣｕの粉末等の導電助剤を０．５〜１０重量％添加
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。
コール、カルボキシ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％用いてペー
スト化し、必要によりカーボン、グラファイト粉末、Ｎ
ｉやＣｕの粉末等の導電助剤を０．５〜１０重量％添加
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。
【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１〜１０ 表１に示す組成となるよう各元素を秤量し、アルゴン雰
囲気下アーク溶融炉にて加熱溶解し合金化した。なお、
表１における「Ｍｍ」は市販のミッシュメタルを表し、
その組成は、Ｌａ３３重量％、Ｃｅ４７重量％、Ｐｒ４
重量％、Ｎｄ１５重量％であり、残りは不可避不純物で
ある。これらの合金をアルゴン下で１０００℃×５時間
熱処理し、次いで、これらの合金を機械的に粉砕し、１
００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、３×４ｃｍ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ＰＰ不織
布を組み合わせ、電解液として６Ｎの水酸化カリウム溶
液を用いて構成した開放型電池を作製した。充放電試験
条件は、２０℃で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３０サイクルの放電容量を「容量」とし、その容量
に対する１００サイクル後の容量で寿命を評価し、「寿
命特性」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１〜１０ 表１に示す組成となるよう各元素を秤量し、アルゴン雰
囲気下アーク溶融炉にて加熱溶解し合金化した。なお、
表１における「Ｍｍ」は市販のミッシュメタルを表し、
その組成は、Ｌａ３３重量％、Ｃｅ４７重量％、Ｐｒ４
重量％、Ｎｄ１５重量％であり、残りは不可避不純物で
ある。これらの合金をアルゴン下で１０００℃×５時間
熱処理し、次いで、これらの合金を機械的に粉砕し、１
００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、３×４ｃｍ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ＰＰ不織
布を組み合わせ、電解液として６Ｎの水酸化カリウム溶
液を用いて構成した開放型電池を作製した。充放電試験
条件は、２０℃で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３０サイクルの放電容量を「容量」とし、その容量
に対する１００サイクル後の容量で寿命を評価し、「寿
命特性」とした。これらの結果を表２に示す。
【００１６】同様に用意した電池を用い、充放電試験条
件は、２０℃で６０ｍＡ／ｇの電流で１０時間充電し３
０分間放置した後、種々の電流（３００ｍＡ／ｇ、９０
０ｍＡ／ｇ）で電池電圧が０．８Ｖになるまで放電し、
上記容量に対する容量比で高率放電特性を評価し、「３
００ｍＡ／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２０℃で６０ｍＡ／ｇ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、上
記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、２０℃で６０ｍＡ／ｇの電流で１０時間充電し３
０分間放置した後、種々の電流（３００ｍＡ／ｇ、９０
０ｍＡ／ｇ）で電池電圧が０．８Ｖになるまで放電し、
上記容量に対する容量比で高率放電特性を評価し、「３
００ｍＡ／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２０℃で６０ｍＡ／ｇ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、上
記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。
【００１７】比較例１〜９ 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。
【００１８】
【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。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
Claims (2)
- 【請求項１】 組成式（ＲＥ）（Ｎｉ）a（Ｃｏ）b（Ｍ
ｎ）c（Ａｌ）d（Ｆｅ）e（Ｃｕ）fで表される水素吸蔵
合金であって、該式中、ＲＥは、Ｌａを含むとともに、
Ｌａ以外の希土類元素から選ばれる一以上を含むものを
表し、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆは、当該ＲＥに対するモ
ル比を表し、０≦ｂ≦０．８と、０．０５≦ｃ≦０．６
０と、０．２≦ｄ≦０．５と、０＜ｅ≦０．５と、０＜
ｆ＜０．５と、１．０＜ e/f ≦３．５とを満足し、か
つ、４．５＜ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＜５．５を満足す
る数である希土類系水素吸蔵合金。 - 【請求項２】 請求項１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 |
|---|---|---|---|
| JP11363864A JP2000239769A (ja) | 1998-12-22 | 1999-12-22 | 希土類系水素吸蔵合金及びそれを使用した電極 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36384198 | 1998-12-22 | ||
| JP10-363841 | 1998-12-22 | ||
| JP11363864A JP2000239769A (ja) | 1998-12-22 | 1999-12-22 | 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 |
|---|---|
| JP2000239769A true JP2000239769A (ja) | 2000-09-05 |
Family
ID=26581519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11363864A Pending JP2000239769A (ja) | 1998-12-22 | 1999-12-22 | 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) | JP2000239769A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101376941B (zh) * | 2007-08-31 | 2010-11-03 | 比亚迪股份有限公司 | 贮氢合金及其制备方法和采用该贮氢合金的负极及电池 |
| JP2012095042A (ja) * | 2010-10-26 | 2012-05-17 | Mitsubishi Electric Corp | 電子制御装置 |
| JP4956826B2 (ja) * | 2005-03-02 | 2012-06-20 | 日本重化学工業株式会社 | 高蒸気圧金属含有合金の溶解方法 |
| CN102694157A (zh) * | 2012-06-21 | 2012-09-26 | 广西大学 | 稀土储氢合金电极材料及其制备方法 |
| CN111180697A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-19 | 深圳拓量技术有限公司 | 一种超低温环境用镍氢电池 |
-
1999
- 1999-12-22 JP JP11363864A patent/JP2000239769A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4956826B2 (ja) * | 2005-03-02 | 2012-06-20 | 日本重化学工業株式会社 | 高蒸気圧金属含有合金の溶解方法 |
| CN101376941B (zh) * | 2007-08-31 | 2010-11-03 | 比亚迪股份有限公司 | 贮氢合金及其制备方法和采用该贮氢合金的负极及电池 |
| JP2012095042A (ja) * | 2010-10-26 | 2012-05-17 | Mitsubishi Electric Corp | 電子制御装置 |
| CN102694157A (zh) * | 2012-06-21 | 2012-09-26 | 广西大学 | 稀土储氢合金电极材料及其制备方法 |
| CN111180697A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-19 | 深圳拓量技术有限公司 | 一种超低温环境用镍氢电池 |
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