JPH08157998A - 水素吸蔵合金及びその製造方法 - Google Patents
水素吸蔵合金及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH08157998A JPH08157998A JP6323513A JP32351394A JPH08157998A JP H08157998 A JPH08157998 A JP H08157998A JP 6323513 A JP6323513 A JP 6323513A JP 32351394 A JP32351394 A JP 32351394A JP H08157998 A JPH08157998 A JP H08157998A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen storage
- alloy
- storage alloy
- point
- crystal structure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
- H01M4/383—Hydrogen absorbing alloys
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 水素吸蔵・放出によるクラックの発生を抑制
することができ，クラック面からの酸化・溶出を抑制す
ることができる水素吸蔵合金及びその製造方法，ならび
に水素吸蔵合金電極を提供すること。 【構成】 Ｔｉa Ｍb Ｎｉc で表され，ＭはＶ1-x Ｎｂ
x ，０．０１≦ｘ≦０．２５の組成式で表される合金で
あって，図１に示す三元組成図のＡ点：Ｔｉ10Ｍ85Ｎｉ
5 ，Ｂ点：Ｔｉ10Ｍ70Ｎｉ20，Ｃ点：Ｔｉ30Ｍ50Ｎ
ｉ20，Ｄ点：Ｔｉ30Ｍ65Ｎｉ5 を，順次直線で結ぶこと
により囲まれた範囲の組成で表される。かつ，その結晶
構造は三次元網目構造を有しない。
することができ，クラック面からの酸化・溶出を抑制す
ることができる水素吸蔵合金及びその製造方法，ならび
に水素吸蔵合金電極を提供すること。 【構成】 Ｔｉa Ｍb Ｎｉc で表され，ＭはＶ1-x Ｎｂ
x ，０．０１≦ｘ≦０．２５の組成式で表される合金で
あって，図１に示す三元組成図のＡ点：Ｔｉ10Ｍ85Ｎｉ
5 ，Ｂ点：Ｔｉ10Ｍ70Ｎｉ20，Ｃ点：Ｔｉ30Ｍ50Ｎ
ｉ20，Ｄ点：Ｔｉ30Ｍ65Ｎｉ5 を，順次直線で結ぶこと
により囲まれた範囲の組成で表される。かつ，その結晶
構造は三次元網目構造を有しない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，アルカリ２次電池の水
素吸蔵電極などに用いられる，水素吸蔵合金及びその製
造方法，ならびに水素吸蔵合金電極に関する。
素吸蔵電極などに用いられる，水素吸蔵合金及びその製
造方法，ならびに水素吸蔵合金電極に関する。
【０００２】
【従来技術】水素吸蔵合金としては，例えば，ＴｉＶＮ
ｉ系３元合金が知られている。このＴｉＶＮｉ系３元合
金は，水素吸蔵量，その他水素吸蔵合金に求められる性
能が良好であり，原料コストも低いため，アルカリ２次
電池の水素吸蔵電極，その他の材料として幅広い利用が
期待されている。
ｉ系３元合金が知られている。このＴｉＶＮｉ系３元合
金は，水素吸蔵量，その他水素吸蔵合金に求められる性
能が良好であり，原料コストも低いため，アルカリ２次
電池の水素吸蔵電極，その他の材料として幅広い利用が
期待されている。
【０００３】上記水素吸蔵合金に求められる性能として
は，水素吸蔵量の他，プラトー性，水素化の容易性，水
素に対する反応性，及びアルカリ２次電池の負極電極と
して用いた場合の放電性等がある。ここで，プラトー性
とは，横軸に水素吸蔵合金の単位量当たりの水素吸蔵
量，縦軸に水素圧の対数を，同一温度別にプロットした
水素吸蔵量−水素圧−温度曲線（後述の実施例１に示す
図２参照）において，横軸に対して平行に近い部分（略
平行部）がどの様に現れるかをいう。上記略平行部が平
行に近ければ近いほど圧力変化（従って電圧変化）によ
る水素の吸放出（充放電）が敏感に行なわれる。一方，
略平行部分が長ければ長いほど可逆的に吸放出（充放
電）できる水素量（放電量）が多いといえる。
は，水素吸蔵量の他，プラトー性，水素化の容易性，水
素に対する反応性，及びアルカリ２次電池の負極電極と
して用いた場合の放電性等がある。ここで，プラトー性
とは，横軸に水素吸蔵合金の単位量当たりの水素吸蔵
量，縦軸に水素圧の対数を，同一温度別にプロットした
水素吸蔵量−水素圧−温度曲線（後述の実施例１に示す
図２参照）において，横軸に対して平行に近い部分（略
平行部）がどの様に現れるかをいう。上記略平行部が平
行に近ければ近いほど圧力変化（従って電圧変化）によ
る水素の吸放出（充放電）が敏感に行なわれる。一方，
略平行部分が長ければ長いほど可逆的に吸放出（充放
電）できる水素量（放電量）が多いといえる。
【０００４】
【解決しようとする課題】しかしながら，上記従来の水
素吸蔵合金においては，次の問題がある。即ち，上記Ｔ
ｉＶＮｉ系３元合金は，水素吸蔵・放出を繰り返した場
合に，クラックが発生し，クラック面からの酸化・溶出
が発生する。そのため，水素吸蔵合金の劣化が促進され
る。例えば，上記ＴｉＶＮｉ系３元合金を電極として用
いて充放電サイクルを繰り返した場合には，上記クラッ
クの発生による表面積の増加と，表面からの酸化・溶出
が原因となって，放電容量の漸減を引き起こす。
素吸蔵合金においては，次の問題がある。即ち，上記Ｔ
ｉＶＮｉ系３元合金は，水素吸蔵・放出を繰り返した場
合に，クラックが発生し，クラック面からの酸化・溶出
が発生する。そのため，水素吸蔵合金の劣化が促進され
る。例えば，上記ＴｉＶＮｉ系３元合金を電極として用
いて充放電サイクルを繰り返した場合には，上記クラッ
クの発生による表面積の増加と，表面からの酸化・溶出
が原因となって，放電容量の漸減を引き起こす。
【０００５】この対策として，上記ＴｉＶＮｉ系３元合
金に，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，及びＮｂから選
択される少なくとも一つの添加元素を一定量含有させる
ことによって，三次元網目構造の第２相を析出させるこ
とが提案されている。即ち，この三次元網目構造の第２
相に保護膜的な役割を持たせ，上記クラックの発生後の
酸化・溶出を抑制させるのである。
金に，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，及びＮｂから選
択される少なくとも一つの添加元素を一定量含有させる
ことによって，三次元網目構造の第２相を析出させるこ
とが提案されている。即ち，この三次元網目構造の第２
相に保護膜的な役割を持たせ，上記クラックの発生後の
酸化・溶出を抑制させるのである。
【０００６】しかし，水素吸蔵合金の性能をさらに向上
させ新たな幅広い用途を開拓するためには，三次元網目
構造の第２相を有さない結晶構造であっても，上記クラ
ックの発生をさらに抑制し，劣化を抑制することができ
る合金が求められている。
させ新たな幅広い用途を開拓するためには，三次元網目
構造の第２相を有さない結晶構造であっても，上記クラ
ックの発生をさらに抑制し，劣化を抑制することができ
る合金が求められている。
【０００７】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので，水素吸蔵・放出によるクラックの発生を
抑制することができ，クラック面からの酸化・溶出を抑
制することができる水素吸蔵合金及びその製造方法，な
らびに水素吸蔵合金電極を提供しようとするものであ
る。
されたもので，水素吸蔵・放出によるクラックの発生を
抑制することができ，クラック面からの酸化・溶出を抑
制することができる水素吸蔵合金及びその製造方法，な
らびに水素吸蔵合金電極を提供しようとするものであ
る。
【０００８】
【課題の解決手段】本発明は，Ｔｉa Ｍb Ｎｉc で表さ
れ，ＭはＶ1-x Ｎｂx ，０．０１≦ｘ≦０．２５の組成
式で表される合金であって，図１に示す三元組成図のＡ
点：Ｔｉ10Ｍ85Ｎｉ5 ，Ｂ点：Ｔｉ10Ｍ70Ｎｉ20，Ｃ
点：Ｔｉ30Ｍ50Ｎｉ20，Ｄ点：Ｔｉ30Ｍ65Ｎｉ5 を，順
次直線で結ぶことにより囲まれた範囲の組成（原子％，
以下同じ）で表され，かつ，その結晶構造は三次元網目
構造を有しないことを特徴とする水素吸蔵合金にある。
れ，ＭはＶ1-x Ｎｂx ，０．０１≦ｘ≦０．２５の組成
式で表される合金であって，図１に示す三元組成図のＡ
点：Ｔｉ10Ｍ85Ｎｉ5 ，Ｂ点：Ｔｉ10Ｍ70Ｎｉ20，Ｃ
点：Ｔｉ30Ｍ50Ｎｉ20，Ｄ点：Ｔｉ30Ｍ65Ｎｉ5 を，順
次直線で結ぶことにより囲まれた範囲の組成（原子％，
以下同じ）で表され，かつ，その結晶構造は三次元網目
構造を有しないことを特徴とする水素吸蔵合金にある。
【０００９】上記Ｔｉa Ｍb Ｎｉc で表される水素吸蔵
合金において，Ｔｉ，Ｍ，Ｎｉの組成を上記のように限
定した理由を，図１を参照して，以下に説明する。図１
に示すＡＢ線よりもＴｉの量が少ない場合には，活性化
（空気中にあった合金と水素との反応を容易にできるよ
うにする操作）が困難になることや，水素との反応速度
が遅いという問題がある。また，図１に示すＤＣ線より
もＴｉの量が多い場合には，プラトーの傾きが大きくな
り，少ない圧力変化で反応させることができる水素量が
少ないという問題がある。
合金において，Ｔｉ，Ｍ，Ｎｉの組成を上記のように限
定した理由を，図１を参照して，以下に説明する。図１
に示すＡＢ線よりもＴｉの量が少ない場合には，活性化
（空気中にあった合金と水素との反応を容易にできるよ
うにする操作）が困難になることや，水素との反応速度
が遅いという問題がある。また，図１に示すＤＣ線より
もＴｉの量が多い場合には，プラトーの傾きが大きくな
り，少ない圧力変化で反応させることができる水素量が
少ないという問題がある。
【００１０】図１に示すＡＤ線よりもＮｉの量が少ない
場合には，例えば電極として使用した場合，一定電流密
度における放電容量が低くなるという問題がある。ま
た，図１に示すＢＣ線よりもＮｉの量が多い場合には，
プラトー性が悪化する。特にＮｉの組成が３０原子％以
上になると，結晶組織にσ相が現れるため，プラトー性
が著しく悪化し，最大水素吸蔵量が著しく少なくなると
いう問題がある。
場合には，例えば電極として使用した場合，一定電流密
度における放電容量が低くなるという問題がある。ま
た，図１に示すＢＣ線よりもＮｉの量が多い場合には，
プラトー性が悪化する。特にＮｉの組成が３０原子％以
上になると，結晶組織にσ相が現れるため，プラトー性
が著しく悪化し，最大水素吸蔵量が著しく少なくなると
いう問題がある。
【００１１】さらに，Ｔｉa Ｍb Ｎｉc の組成が上記限
定範囲内にある場合において，Ｍ，即ちＶ1-x Ｎｂx の
ｘの範囲は，以下の理由により限定される。ｘが０．０
１未満，即ちＮｂがＶ＋Ｎｂに対して１％未満の場合に
は，Ｎｂによるクラック発生を抑制する効果が少なくな
るという問題がある。また，ｘが０．２５を越える場
合，即ち，ＮｂがＶ＋Ｎｂに対して２５％を越える場合
には，水素の解離圧が低くなるという問題がある。
定範囲内にある場合において，Ｍ，即ちＶ1-x Ｎｂx の
ｘの範囲は，以下の理由により限定される。ｘが０．０
１未満，即ちＮｂがＶ＋Ｎｂに対して１％未満の場合に
は，Ｎｂによるクラック発生を抑制する効果が少なくな
るという問題がある。また，ｘが０．２５を越える場
合，即ち，ＮｂがＶ＋Ｎｂに対して２５％を越える場合
には，水素の解離圧が低くなるという問題がある。
【００１２】上述した理由から，本発明の水素吸蔵合金
は，Ｔｉa Ｍb Ｎｉc で表され，ＭはＶ1-x Ｎｂx ，
０．０１≦ｘ≦０．２５の組成式で表される合金であっ
て，図１に示す三元組成図のＡ点，Ｂ点，Ｃ点，Ｄ点
を，順次直線で結ぶことにより，囲まれた範囲の組成に
限定した。
は，Ｔｉa Ｍb Ｎｉc で表され，ＭはＶ1-x Ｎｂx ，
０．０１≦ｘ≦０．２５の組成式で表される合金であっ
て，図１に示す三元組成図のＡ点，Ｂ点，Ｃ点，Ｄ点
を，順次直線で結ぶことにより，囲まれた範囲の組成に
限定した。
【００１３】また，上記水素吸蔵合金は，Ｍｇ，Ａｌ，
Ｓｉ，Ｇｅ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｓｒ，Ｙ，Ｚｒ，Ｍｏ，Ｐ
ｄ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ａｇ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｂ，Ｂｉ，
及びランタノイドから選択される少なくとも一つの添加
元素を，合金全体に対して，８原子％以下含有すること
が好ましい。これにより，水素吸蔵合金の耐久性等を向
上させることができる。
Ｓｉ，Ｇｅ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｓｒ，Ｙ，Ｚｒ，Ｍｏ，Ｐ
ｄ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ａｇ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｂ，Ｂｉ，
及びランタノイドから選択される少なくとも一つの添加
元素を，合金全体に対して，８原子％以下含有すること
が好ましい。これにより，水素吸蔵合金の耐久性等を向
上させることができる。
【００１４】具体的には，Ｔａ，Ｃｒ，Ｃｏは耐久性を
向上させることができる。また，Ｓｒ，Ｙ，Ｈｆ，ラン
タノイドは，水素吸蔵合金の水素の解離圧を高くする。
そのため，電極に使用した場合には，高率放電性を向上
させることができる。また，Ａｇは高濃度のＡｇの相と
して析出する。そのため，電極として用いた場合には，
過電圧を下げることができる。また，Ｐｄは耐久性を向
上させることができるほかに，Ｎｉとともに水素化の触
媒として用いることができる。その他の添加元素は，そ
の添加によって結晶格子を膨張または収縮させる。その
ため，解離圧を調整するために用いることができる。
向上させることができる。また，Ｓｒ，Ｙ，Ｈｆ，ラン
タノイドは，水素吸蔵合金の水素の解離圧を高くする。
そのため，電極に使用した場合には，高率放電性を向上
させることができる。また，Ａｇは高濃度のＡｇの相と
して析出する。そのため，電極として用いた場合には，
過電圧を下げることができる。また，Ｐｄは耐久性を向
上させることができるほかに，Ｎｉとともに水素化の触
媒として用いることができる。その他の添加元素は，そ
の添加によって結晶格子を膨張または収縮させる。その
ため，解離圧を調整するために用いることができる。
【００１５】また，上記水素吸蔵合金の結晶構造は，単
相であることが好ましい。これにより，該合金は水素の
吸収・放出による膨張，収縮が均一におこるため，クラ
ックの発生を少なくすることができる。
相であることが好ましい。これにより，該合金は水素の
吸収・放出による膨張，収縮が均一におこるため，クラ
ックの発生を少なくすることができる。
【００１６】また，上記水素吸蔵合金の結晶構造は，Ｖ
−Ｎｉ−Ｔｉからなる体心立方格子の母相と，該母相中
に点在するＴｉ−Ｎｉリッチ相とよりなる結晶構造でも
よい。これにより，単相であることと同様の効果を得る
ことができる。尚，上記Ｖ−Ｎｉ−Ｔｉからなる母相に
は，少量のＮｉが含まれてもよい。
−Ｎｉ−Ｔｉからなる体心立方格子の母相と，該母相中
に点在するＴｉ−Ｎｉリッチ相とよりなる結晶構造でも
よい。これにより，単相であることと同様の効果を得る
ことができる。尚，上記Ｖ−Ｎｉ−Ｔｉからなる母相に
は，少量のＮｉが含まれてもよい。
【００１７】また，上記水素吸蔵合金は，水素吸蔵合金
電極として用いることができる。これにより，充放電に
伴うクラックの発生を抑制することができ，放電容量の
低下が少なく良好な放電性を有する電極を提供すること
ができる。
電極として用いることができる。これにより，充放電に
伴うクラックの発生を抑制することができ，放電容量の
低下が少なく良好な放電性を有する電極を提供すること
ができる。
【００１８】次に，本発明の水素吸蔵合金の製造方法と
しては，Ｔｉa Ｍb Ｎｉc で表され，ＭはＶ1-x Ｎ
ｂx ，０．０１≦ｘ≦０．２５の組成式で表される合金
であって，図１に示す三元組成図のＡ点：Ｔｉ10Ｍ85Ｎ
ｉ5 ，Ｂ点：Ｔｉ10Ｍ70Ｎｉ20，Ｃ点：Ｔｉ30Ｍ50Ｎｉ
20，Ｄ点：Ｔｉ30Ｍ65Ｎｉ5 を，順次直線で結ぶことに
より囲まれた範囲の組成で表され，かつ，その結晶構造
は三次元網目構造を有しないことを特徴とする水素吸蔵
合金の製造方法であって，上記の各構成元素を混合，溶
解した溶湯を，１０3 Ｋ／秒以上の冷却速度により急冷
することを特徴とする水素吸蔵合金の製造方法がある。
しては，Ｔｉa Ｍb Ｎｉc で表され，ＭはＶ1-x Ｎ
ｂx ，０．０１≦ｘ≦０．２５の組成式で表される合金
であって，図１に示す三元組成図のＡ点：Ｔｉ10Ｍ85Ｎ
ｉ5 ，Ｂ点：Ｔｉ10Ｍ70Ｎｉ20，Ｃ点：Ｔｉ30Ｍ50Ｎｉ
20，Ｄ点：Ｔｉ30Ｍ65Ｎｉ5 を，順次直線で結ぶことに
より囲まれた範囲の組成で表され，かつ，その結晶構造
は三次元網目構造を有しないことを特徴とする水素吸蔵
合金の製造方法であって，上記の各構成元素を混合，溶
解した溶湯を，１０3 Ｋ／秒以上の冷却速度により急冷
することを特徴とする水素吸蔵合金の製造方法がある。
【００１９】上記製造方法において最も注目すべきこと
は，上記溶湯を，１０3 Ｋ／秒以上の冷却速度により急
冷することにある。具体的には，アトマイズ法，メルト
スピニング法を用いることにより，上記冷却速度による
急冷を行うことができる。
は，上記溶湯を，１０3 Ｋ／秒以上の冷却速度により急
冷することにある。具体的には，アトマイズ法，メルト
スピニング法を用いることにより，上記冷却速度による
急冷を行うことができる。
【００２０】また，本発明の水素吸蔵合金の別の製造方
法としては，Ｔｉa Ｍb Ｎｉc で表され，ＭはＶ1-x Ｎ
ｂx ，０．０１≦ｘ≦０．２５の組成式で表される合金
であって，図１に示す三元組成図のＡ点：Ｔｉ10Ｍ85Ｎ
ｉ5 ，Ｂ点：Ｔｉ10Ｍ70Ｎｉ20，Ｃ点：Ｔｉ30Ｍ50Ｎｉ
20，Ｄ点：Ｔｉ30Ｍ65Ｎｉ5 を，順次直線で結ぶことに
より，囲まれた範囲の組成で表され，かつ，その結晶構
造は三次元網目構造を有しないことを特徴とする水素吸
蔵合金の製造方法であって，上記の各構成元素を混合，
溶解，鋳造したインゴットを，１４００Ｋ以上に保持
後，３Ｋ／秒以下の冷却速度により徐冷することを特徴
とする水素吸蔵合金の製造方法がある。
法としては，Ｔｉa Ｍb Ｎｉc で表され，ＭはＶ1-x Ｎ
ｂx ，０．０１≦ｘ≦０．２５の組成式で表される合金
であって，図１に示す三元組成図のＡ点：Ｔｉ10Ｍ85Ｎ
ｉ5 ，Ｂ点：Ｔｉ10Ｍ70Ｎｉ20，Ｃ点：Ｔｉ30Ｍ50Ｎｉ
20，Ｄ点：Ｔｉ30Ｍ65Ｎｉ5 を，順次直線で結ぶことに
より，囲まれた範囲の組成で表され，かつ，その結晶構
造は三次元網目構造を有しないことを特徴とする水素吸
蔵合金の製造方法であって，上記の各構成元素を混合，
溶解，鋳造したインゴットを，１４００Ｋ以上に保持
後，３Ｋ／秒以下の冷却速度により徐冷することを特徴
とする水素吸蔵合金の製造方法がある。
【００２１】上記製造方法において最も注目すべきこと
は，上記の鋳造したインゴットを，温度１４００Ｋ以上
に保持後，３Ｋ／秒以下の冷却速度により徐冷すること
にある。
は，上記の鋳造したインゴットを，温度１４００Ｋ以上
に保持後，３Ｋ／秒以下の冷却速度により徐冷すること
にある。
【００２２】また，上記いずれの製造方法においても，
上記水素吸蔵合金は，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｃｒ，
Ｃｕ，Ｓｒ，Ｙ，Ｚｒ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ａ
ｇ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｂ，Ｂｉ，及びランタノイドか
ら選択される少なくとも一つの添加元素を，合金全体に
対して，８原子％以下含有してなることが好ましい。
上記水素吸蔵合金は，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｃｒ，
Ｃｕ，Ｓｒ，Ｙ，Ｚｒ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ａ
ｇ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｂ，Ｂｉ，及びランタノイドか
ら選択される少なくとも一つの添加元素を，合金全体に
対して，８原子％以下含有してなることが好ましい。
【００２３】また，上記結晶構造は，単相であることが
好ましい。更に，上記結晶構造は，Ｖ−Ｎｉ−Ｔｉから
なる体心立方格子の母相と，該母相中に点在するＴｉ−
Ｎｉリッチ相とよりなることであることが好ましい。こ
れらに関しては，上記水素吸蔵合金に関する説明と同様
である。
好ましい。更に，上記結晶構造は，Ｖ−Ｎｉ−Ｔｉから
なる体心立方格子の母相と，該母相中に点在するＴｉ−
Ｎｉリッチ相とよりなることであることが好ましい。こ
れらに関しては，上記水素吸蔵合金に関する説明と同様
である。
【００２４】
【作用および効果】本発明の水素吸蔵合金は，Ｔｉa Ｍ
b Ｎｉc で表され，ＭはＶ1-x Ｎｂx ，０．０１≦ｘ≦
０．２５の組成式で表される合金であって，上記図１に
示す上記Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの限定範囲の組成である。その
ため，本発明の水素吸蔵合金は，プラトー性，水素化の
容易性，水素に対する反応性，電極に用いた場合の放電
性を十分満足する特性を示す。
b Ｎｉc で表され，ＭはＶ1-x Ｎｂx ，０．０１≦ｘ≦
０．２５の組成式で表される合金であって，上記図１に
示す上記Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの限定範囲の組成である。その
ため，本発明の水素吸蔵合金は，プラトー性，水素化の
容易性，水素に対する反応性，電極に用いた場合の放電
性を十分満足する特性を示す。
【００２５】また，本発明の水素吸蔵合金は，Ｖとの関
係において上記特定範囲内のＮｂを含有している。その
ため，三次元網目構造を有しなくても，水素の吸蔵・放
出によるクラックの発生を抑制することができ，酸化・
腐食を抑制することできる。また，上記いずれの製造方
法においても，上記のごとき優れた水素吸蔵合金を得る
ことができる。
係において上記特定範囲内のＮｂを含有している。その
ため，三次元網目構造を有しなくても，水素の吸蔵・放
出によるクラックの発生を抑制することができ，酸化・
腐食を抑制することできる。また，上記いずれの製造方
法においても，上記のごとき優れた水素吸蔵合金を得る
ことができる。
【００２６】従って，本発明によれば，水素吸蔵・放出
によるクラックの発生を抑制することができ，クラック
面からの酸化・溶出を抑制することができる水素吸蔵合
金及びその製造方法，ならびに水素吸蔵合金電極を提供
することができる。
によるクラックの発生を抑制することができ，クラック
面からの酸化・溶出を抑制することができる水素吸蔵合
金及びその製造方法，ならびに水素吸蔵合金電極を提供
することができる。
【００２７】
実施例１ 本発明の実施例にかかる水素吸蔵合金及びその製造方法
につき，図１〜図４を用いて説明する。本例において
は，図１の三元組成図中に示した試料Ｎｏ．Ｅ１の組成
よりなり，かつ上記ｘが０．０６である水素吸蔵合金，
即ちＴｉ16.2（Ｖ0.94Ｎｂ0.06）78.8Ｎｉ6.0 の組成で
表される水素吸蔵合金を作製した。
につき，図１〜図４を用いて説明する。本例において
は，図１の三元組成図中に示した試料Ｎｏ．Ｅ１の組成
よりなり，かつ上記ｘが０．０６である水素吸蔵合金，
即ちＴｉ16.2（Ｖ0.94Ｎｂ0.06）78.8Ｎｉ6.0 の組成で
表される水素吸蔵合金を作製した。
【００２８】上記合金の作製に当たっては，まず，上記
各構成元素を混合，溶解，鋳造した鋳造塊を１４００Ｋ
の温度に２４時間保持する。その後，３Ｋ／秒の冷却速
度により徐冷する。これにより，上記組成の水素吸蔵合
金を得る。
各構成元素を混合，溶解，鋳造した鋳造塊を１４００Ｋ
の温度に２４時間保持する。その後，３Ｋ／秒の冷却速
度により徐冷する。これにより，上記組成の水素吸蔵合
金を得る。
【００２９】次いで，上記水素吸蔵合金を水素化した
後，１００μｍ程度の大きさに粉砕する。その後，粉砕
された水素吸蔵合金を脱水素化する。ここで，上記水素
化は，水素化前の合金の機械的強度が高すぎ，通常の方
法での粉砕が困難なために実施し，以下の方法により行
う。即ち，真空にした容器に上記水素吸蔵合金を投入加
熱後，容器内に水素を導入し，その後温度を下げる方法
により行う。
後，１００μｍ程度の大きさに粉砕する。その後，粉砕
された水素吸蔵合金を脱水素化する。ここで，上記水素
化は，水素化前の合金の機械的強度が高すぎ，通常の方
法での粉砕が困難なために実施し，以下の方法により行
う。即ち，真空にした容器に上記水素吸蔵合金を投入加
熱後，容器内に水素を導入し，その後温度を下げる方法
により行う。
【００３０】また，上記脱水素化は，合金内部の水素濃
度を０にするために実施し，以下の方法で行う。即ち，
真空中に上記粉砕された水素吸蔵合金を投入し，４００
℃に，４時間保持することにより，金属内の水素を放出
させる方法により行う。
度を０にするために実施し，以下の方法で行う。即ち，
真空中に上記粉砕された水素吸蔵合金を投入し，４００
℃に，４時間保持することにより，金属内の水素を放出
させる方法により行う。
【００３１】次に上述した方法で得られた水素吸蔵合金
の結晶構造を，粉末ＸＲＤとＥＰＭＡを用いて調査し
た。その結果，本例の水素吸蔵合金は，体心立方格子の
母相と，その母相中に点在するＴｉＮｉリッチ相を有し
ていた。即ち，本例の水素吸蔵合金は，三次元網目構造
の第２相を有しない。
の結晶構造を，粉末ＸＲＤとＥＰＭＡを用いて調査し
た。その結果，本例の水素吸蔵合金は，体心立方格子の
母相と，その母相中に点在するＴｉＮｉリッチ相を有し
ていた。即ち，本例の水素吸蔵合金は，三次元網目構造
の第２相を有しない。
【００３２】次に，本例の水素吸蔵合金における，水素
吸蔵放出特性をジーベルツ装置を用いて測定し，そのプ
ラトー性等につき調査した。その結果，本例の水素吸蔵
合金は，図２に示すごとき水素吸蔵量−水素圧−温度曲
線で表される水素吸蔵放出特性を有することが判った。
即ち，６０℃においては，質量当たりの最大水素吸蔵量
が３．２重量％と大きい。また，６０℃においては，常
圧付近（約０．０５〜０．５ＭＰａ）で可逆的に吸放出
できる水素量が約１．２重量％と大きい。また，測定温
度全域（４０℃，６０℃，８０℃）において，本例の水
素吸蔵合金は優れたプラトー性を示した。なお，図２に
おいて，下横軸は合金に対する水素の組成（Ｈ／Ｍ）を
示し，上横軸は，合金に対する水素吸蔵量（重量％）
を，また縦軸は水素圧力（ＭＰａ）を示す。
吸蔵放出特性をジーベルツ装置を用いて測定し，そのプ
ラトー性等につき調査した。その結果，本例の水素吸蔵
合金は，図２に示すごとき水素吸蔵量−水素圧−温度曲
線で表される水素吸蔵放出特性を有することが判った。
即ち，６０℃においては，質量当たりの最大水素吸蔵量
が３．２重量％と大きい。また，６０℃においては，常
圧付近（約０．０５〜０．５ＭＰａ）で可逆的に吸放出
できる水素量が約１．２重量％と大きい。また，測定温
度全域（４０℃，６０℃，８０℃）において，本例の水
素吸蔵合金は優れたプラトー性を示した。なお，図２に
おいて，下横軸は合金に対する水素の組成（Ｈ／Ｍ）を
示し，上横軸は，合金に対する水素吸蔵量（重量％）
を，また縦軸は水素圧力（ＭＰａ）を示す。
【００３３】次に，本例の試料Ｎｏ．Ｅ１の水素吸蔵合
金をアルカリ２次電池の負極電極として用い，比較例の
試料Ｎｏ．Ｃ１，Ｃ２とともに，その性能を調査した。
比較例の試料Ｎｏ．Ｃ１としては，図１中Ｃ１で示すご
とく，Ｔｉ22.0（Ｖ0.984 Ｎｂ0.016 ）67.0Ｎｉ11.0で
表される組成からなり，かつ，第２相に三次元網目構造
を有する水素吸蔵合金を用いた。厳密には，母相と第２
相の組成が異なり，体心立方格子のＴｉ15.3（Ｖ0.940
Ｎｂ0.060 ）78.2Ｎｉ6.5 の組成からなる母相中に，Ｔ
ｉ44.5（Ｖ0.892 Ｎｂ0.108 ）15.0Ｎｉ44.5の組成から
なる三次元網目構造の第２相が析出して構成されてい
る。
金をアルカリ２次電池の負極電極として用い，比較例の
試料Ｎｏ．Ｃ１，Ｃ２とともに，その性能を調査した。
比較例の試料Ｎｏ．Ｃ１としては，図１中Ｃ１で示すご
とく，Ｔｉ22.0（Ｖ0.984 Ｎｂ0.016 ）67.0Ｎｉ11.0で
表される組成からなり，かつ，第２相に三次元網目構造
を有する水素吸蔵合金を用いた。厳密には，母相と第２
相の組成が異なり，体心立方格子のＴｉ15.3（Ｖ0.940
Ｎｂ0.060 ）78.2Ｎｉ6.5 の組成からなる母相中に，Ｔ
ｉ44.5（Ｖ0.892 Ｎｂ0.108 ）15.0Ｎｉ44.5の組成から
なる三次元網目構造の第２相が析出して構成されてい
る。
【００３４】比較例の試料Ｎｏ．Ｃ２としては，図１中
Ｃ２で示すごとく，Ｔｉ22.2（Ｖ0.997 Ｎｂ0.003 ）
66.7Ｎｉ11.1で表される組成からなる単相の結晶構造を
有する水素吸蔵合金を用いた。そして，これらの水素吸
蔵合金を用いてそれぞれ電極を作製した。
Ｃ２で示すごとく，Ｔｉ22.2（Ｖ0.997 Ｎｂ0.003 ）
66.7Ｎｉ11.1で表される組成からなる単相の結晶構造を
有する水素吸蔵合金を用いた。そして，これらの水素吸
蔵合金を用いてそれぞれ電極を作製した。
【００３５】電極の作製手順としては，まず，それぞれ
の合金の鋳造塊を高温高圧水素雰囲気（４００℃，３Ｍ
Ｐａ）において水素化，粉砕する。次いでその合金粉末
を０．２ｇと電解銅粉０．６ｇとを混合する。次いでそ
の混合粉末をプレスして直径１３ｍｍの板状に成形し，
負極電極とした。また，正極には水酸化ニッケルを，電
解液には６Ｎ水酸化カリウム水溶液を用いてアルカリ２
次電池を構成した。
の合金の鋳造塊を高温高圧水素雰囲気（４００℃，３Ｍ
Ｐａ）において水素化，粉砕する。次いでその合金粉末
を０．２ｇと電解銅粉０．６ｇとを混合する。次いでそ
の混合粉末をプレスして直径１３ｍｍの板状に成形し，
負極電極とした。また，正極には水酸化ニッケルを，電
解液には６Ｎ水酸化カリウム水溶液を用いてアルカリ２
次電池を構成した。
【００３６】上記アルカリ２次電池における性能評価
は，２０ｍＡの電流を流して５時間充電し，その後，１
０ｍＡの電流強さで放電させるという条件の充放電サイ
クルに対する放電容量の変化をトレースして行った。そ
の結果，図３に示すごとく，本例の試料Ｎｏ．Ｅ１の水
素吸蔵合金は，初期容量が高いだけでなく，１００サイ
クル後の容量低下も少なく初期のピーク値に比べて９７
％の値を維持し，良好な結果が得られた。
は，２０ｍＡの電流を流して５時間充電し，その後，１
０ｍＡの電流強さで放電させるという条件の充放電サイ
クルに対する放電容量の変化をトレースして行った。そ
の結果，図３に示すごとく，本例の試料Ｎｏ．Ｅ１の水
素吸蔵合金は，初期容量が高いだけでなく，１００サイ
クル後の容量低下も少なく初期のピーク値に比べて９７
％の値を維持し，良好な結果が得られた。
【００３７】これに対し，比較例の試料Ｎｏ．Ｃ１の水
素吸蔵合金は，比較的良好ではあるが，本例の試料Ｎ
ｏ．Ｅ１に比べて，初期ピーク値及び耐久性において若
干劣る特性を示した。また，比較例Ｃ２は，図３に示す
ごとく，初期のピーク値に達した直後から急激な放電容
量の低下が認められ，最も耐久性の低い値を示した。
素吸蔵合金は，比較的良好ではあるが，本例の試料Ｎ
ｏ．Ｅ１に比べて，初期ピーク値及び耐久性において若
干劣る特性を示した。また，比較例Ｃ２は，図３に示す
ごとく，初期のピーク値に達した直後から急激な放電容
量の低下が認められ，最も耐久性の低い値を示した。
【００３８】また，上記放電サイクルに対する各水素吸
蔵合金（Ｅ１，Ｃ１，Ｃ２）の表面状態を観察した結果
を図４ａ，ｂ，ｃに示す。また，同図の横軸は，それぞ
れ，初期〔Ｘ〕，１０サイクル目〔Ｙ〕，１００サイク
ル目〔Ｚ〕の観察結果を示す。また，同図において，符
号１は母相，２はクラック，３は酸化・腐食領域，４は
三次元網目構造の第２相を示す。
蔵合金（Ｅ１，Ｃ１，Ｃ２）の表面状態を観察した結果
を図４ａ，ｂ，ｃに示す。また，同図の横軸は，それぞ
れ，初期〔Ｘ〕，１０サイクル目〔Ｙ〕，１００サイク
ル目〔Ｚ〕の観察結果を示す。また，同図において，符
号１は母相，２はクラック，３は酸化・腐食領域，４は
三次元網目構造の第２相を示す。
【００３９】これによると，図４ａに示した本例の試料
Ｎｏ．Ｅ１の水素吸蔵合金は，水素の吸蔵・放出を繰り
返してもクラック２の発生が非常に少ない。そのため，
電解液による腐食の進行も遅く，劣化を抑制することが
できる。それ故，本例の水素吸蔵合金は，図３に示すご
とく，良好な耐久性を示したものと考えられる。
Ｎｏ．Ｅ１の水素吸蔵合金は，水素の吸蔵・放出を繰り
返してもクラック２の発生が非常に少ない。そのため，
電解液による腐食の進行も遅く，劣化を抑制することが
できる。それ故，本例の水素吸蔵合金は，図３に示すご
とく，良好な耐久性を示したものと考えられる。
【００４０】これに対し，図４ｂに示した比較例の試料
Ｎｏ．Ｃ１の水素吸蔵合金は，三次元網目構造が保護膜
的な機能を発揮するため，全体としてクラック２の発生
が少ない。そのため，本例と同様に電解液による腐食３
の進行が遅く，比較的良好な性能を示したものと考えら
れる。しかし，図４ｃに示した比較例の試料Ｎｏ．Ｃ２
の水素吸蔵合金は，非常に早い速度でクラック２の発生
が進行している。そのため，電解液による腐食３の進行
も早く，低い耐久性を示したものと考えられる。
Ｎｏ．Ｃ１の水素吸蔵合金は，三次元網目構造が保護膜
的な機能を発揮するため，全体としてクラック２の発生
が少ない。そのため，本例と同様に電解液による腐食３
の進行が遅く，比較的良好な性能を示したものと考えら
れる。しかし，図４ｃに示した比較例の試料Ｎｏ．Ｃ２
の水素吸蔵合金は，非常に早い速度でクラック２の発生
が進行している。そのため，電解液による腐食３の進行
も早く，低い耐久性を示したものと考えられる。
【００４１】上述のごとく，本例の水素吸蔵合金は，プ
ラトー性，水素化の容易性，水素に対する反応性，電極
に用いた場合の放電性を十分満足する特性を示す。ま
た，本例の水素吸蔵合金は，Ｖとの関係において上記特
定範囲内のＮｂを含有している。そのため，三次元網目
構造を有しない場合は，水素吸蔵・放出によるクラック
の発生を抑制することができ，クラック面からの酸化・
溶出を抑制することができる。
ラトー性，水素化の容易性，水素に対する反応性，電極
に用いた場合の放電性を十分満足する特性を示す。ま
た，本例の水素吸蔵合金は，Ｖとの関係において上記特
定範囲内のＮｂを含有している。そのため，三次元網目
構造を有しない場合は，水素吸蔵・放出によるクラック
の発生を抑制することができ，クラック面からの酸化・
溶出を抑制することができる。
【００４２】実施例２ 本例においては，表１に示すごとく，本発明の組成範囲
（試料Ｎｏ．Ｅ２，Ｅ３）の溶湯を，メルトスピニング
法及びアトマイズ法を用いて超急冷凝固させることによ
り，単相の結晶構造を有する水素吸蔵合金を作製し，そ
の性能を調査した。
（試料Ｎｏ．Ｅ２，Ｅ３）の溶湯を，メルトスピニング
法及びアトマイズ法を用いて超急冷凝固させることによ
り，単相の結晶構造を有する水素吸蔵合金を作製し，そ
の性能を調査した。
【００４３】その調査方法としては，実施例１と同様
に，各水素吸蔵合金をアルカリ２次電池の電極として用
い，充放電サイクルに対する放電容量の変化により評価
した。尚，試料Ｎｏ．Ｅ２，Ｅ３のうち，ＡＭ法（アー
ク溶解後放置冷却する方法）により作製したものは，三
次元網目構造を有するため，本発明の範囲外のものであ
るが，便宜上表１の同一欄に記載した。
に，各水素吸蔵合金をアルカリ２次電池の電極として用
い，充放電サイクルに対する放電容量の変化により評価
した。尚，試料Ｎｏ．Ｅ２，Ｅ３のうち，ＡＭ法（アー
ク溶解後放置冷却する方法）により作製したものは，三
次元網目構造を有するため，本発明の範囲外のものであ
るが，便宜上表１の同一欄に記載した。
【００４４】尚，アトマイズ法により得られた合金を用
いた電極は，次のように作製した。まず，合金粉末をフ
ッ酸の１体積％水溶液に投入し，２分間表面を洗浄す
る。さらに純粋でリンスし，乾燥させた合金粉末０．２
ｇを電解銅粉０．６ｇと混合し，プレスを用いて直径１
３ｍｍの板状の電極に成形した。また，その他の製法で
凝固させた合金は，実施例１の試料Ｎｏ．Ｅ１と同様の
方法で電極を作製した。また，その他の電池構成等は，
実施例１と同様である。
いた電極は，次のように作製した。まず，合金粉末をフ
ッ酸の１体積％水溶液に投入し，２分間表面を洗浄す
る。さらに純粋でリンスし，乾燥させた合金粉末０．２
ｇを電解銅粉０．６ｇと混合し，プレスを用いて直径１
３ｍｍの板状の電極に成形した。また，その他の製法で
凝固させた合金は，実施例１の試料Ｎｏ．Ｅ１と同様の
方法で電極を作製した。また，その他の電池構成等は，
実施例１と同様である。
【００４５】調査の結果，表１に示すごとく，本例の試
料Ｎｏ．Ｅ２，Ｅ３におけるＭＳ法（メルトスピニング
法により急冷凝固する方法），及びＡＴ法（アトマイズ
法により急冷凝固する方法）により得られた水素吸蔵合
金は，第２相の析出はなく，充放電サイクルに対する劣
化は少なくなっている。但し，最大放電量自体は，アー
ク溶解法で作製した通常の鋳造塊よりも劣っている。
料Ｎｏ．Ｅ２，Ｅ３におけるＭＳ法（メルトスピニング
法により急冷凝固する方法），及びＡＴ法（アトマイズ
法により急冷凝固する方法）により得られた水素吸蔵合
金は，第２相の析出はなく，充放電サイクルに対する劣
化は少なくなっている。但し，最大放電量自体は，アー
ク溶解法で作製した通常の鋳造塊よりも劣っている。
【００４６】
【表１】
【００４７】実施例３ 本例においては，Ｔｉa Ｍb Ｎｉc により表される組成
の溶湯を徐冷することによる，結晶構造の変化，及び水
素吸蔵合金としての性能変化を調査した。具体的には，
上記組成式において，ＴｉとＭの割合をＭ／Ｔｉ＝３と
して，Ｎｉの濃度を変化させ，それぞれ溶湯を温度１４
００Ｋで凝固させた後，３Ｋ／秒以下の冷却速度で徐冷
した。
の溶湯を徐冷することによる，結晶構造の変化，及び水
素吸蔵合金としての性能変化を調査した。具体的には，
上記組成式において，ＴｉとＭの割合をＭ／Ｔｉ＝３と
して，Ｎｉの濃度を変化させ，それぞれ溶湯を温度１４
００Ｋで凝固させた後，３Ｋ／秒以下の冷却速度で徐冷
した。
【００４８】その結果，徐冷をしない場合には，Ｎｉが
５原子％（即ちＴｉ23.8Ｍ71.2Ｎｉ5.0 ）以上において
第２相が析出しはじめるが，上記のように徐冷を施した
本例においては，Ｎｉが２０原子％（即ちＴｉ20.0Ｍ
60.0Ｎｉ20.0）まで単相を維持することができた。ま
た，それ以上のＮｉ濃度においても，第２相の析出を少
なくすることができた。
５原子％（即ちＴｉ23.8Ｍ71.2Ｎｉ5.0 ）以上において
第２相が析出しはじめるが，上記のように徐冷を施した
本例においては，Ｎｉが２０原子％（即ちＴｉ20.0Ｍ
60.0Ｎｉ20.0）まで単相を維持することができた。ま
た，それ以上のＮｉ濃度においても，第２相の析出を少
なくすることができた。
【００４９】また，上記Ｍ／Ｔｉの値を３より大きくし
ていくと，即ちＭの濃度をＴｉに対して高くしていく
と，第２相が析出しないＮｉ濃度の範囲が広くなる。ま
た，逆にＭ／Ｔｉの値を３より小さくしていくと，即ち
Ｍの濃度をＴｉに対して低くしていくと，第２相が析出
しないＮｉ濃度の範囲が狭くなる。しかし，いずれの場
合も，徐冷をしない場合に比べて徐冷をした本例の方
が，第２相の析出を抑制することができた。
ていくと，即ちＭの濃度をＴｉに対して高くしていく
と，第２相が析出しないＮｉ濃度の範囲が広くなる。ま
た，逆にＭ／Ｔｉの値を３より小さくしていくと，即ち
Ｍの濃度をＴｉに対して低くしていくと，第２相が析出
しないＮｉ濃度の範囲が狭くなる。しかし，いずれの場
合も，徐冷をしない場合に比べて徐冷をした本例の方
が，第２相の析出を抑制することができた。
【００５０】尚，本例においては，溶湯を直接徐冷した
が，一旦溶湯を凝固させたのち再び温度１４００Ｋ以上
に加熱した後，３Ｋ／秒以下の冷却速度で徐冷した場合
も本例と同様の効果が得られる。
が，一旦溶湯を凝固させたのち再び温度１４００Ｋ以上
に加熱した後，３Ｋ／秒以下の冷却速度で徐冷した場合
も本例と同様の効果が得られる。
【００５１】実施例４ 本例においては，表２に示した組成よりなる合金（試料
Ｎｏ．Ｅ４〜Ｅ７）を，実施例１と同様にアルカリ２次
電池の電極として用い，放電性能を比較例（試料Ｎｏ．
Ｃ３〜Ｃ９）と共に調査した。尚，本例の合金及び比較
例の合金は，いずれも溶湯が凝固後，再び熱処理する上
述の製造方法により製造したため，三次元網目構造を有
しない。その他，電池の構成，測定方法等は，実施例１
と同様である。
Ｎｏ．Ｅ４〜Ｅ７）を，実施例１と同様にアルカリ２次
電池の電極として用い，放電性能を比較例（試料Ｎｏ．
Ｃ３〜Ｃ９）と共に調査した。尚，本例の合金及び比較
例の合金は，いずれも溶湯が凝固後，再び熱処理する上
述の製造方法により製造したため，三次元網目構造を有
しない。その他，電池の構成，測定方法等は，実施例１
と同様である。
【００５２】調査の結果，表２に示すごとく，本例の水
素吸蔵合金は，いずれも比較例と比べ最大放電容量が高
いわりに高い耐久性を有している。
素吸蔵合金は，いずれも比較例と比べ最大放電容量が高
いわりに高い耐久性を有している。
【００５３】
【表２】
【００５４】実施例５ 本例においては，実施例１に示した試料Ｎｏ．Ｅ１の組
成で表される水素吸蔵合金を，水素貯蔵装置に適用し
た。本例の水素貯蔵装置は，機密容器内に装入された上
記水素吸蔵合金と熱交換器とよりなる。
成で表される水素吸蔵合金を，水素貯蔵装置に適用し
た。本例の水素貯蔵装置は，機密容器内に装入された上
記水素吸蔵合金と熱交換器とよりなる。
【００５５】この水素貯蔵装置を使用する場合には，上
記熱交換器を介して水素吸蔵合金の温度を変更すること
によって水素の吸蔵・放出を行う。即ち，合金の温度が
上げると，水素が放出され，合金の温度が下がると水素
が吸蔵される。そして，通常は，一定温度において，圧
力変化により水素の吸蔵・放出を行う。例えば，図２に
おいて，４０℃で使用する場合には，水素圧力の変化
（縦軸）に従って，４０℃の曲線に沿って水素が吸蔵・
放出される。
記熱交換器を介して水素吸蔵合金の温度を変更すること
によって水素の吸蔵・放出を行う。即ち，合金の温度が
上げると，水素が放出され，合金の温度が下がると水素
が吸蔵される。そして，通常は，一定温度において，圧
力変化により水素の吸蔵・放出を行う。例えば，図２に
おいて，４０℃で使用する場合には，水素圧力の変化
（縦軸）に従って，４０℃の曲線に沿って水素が吸蔵・
放出される。
【００５６】この場合，同一温度において水素放出完了
後（図２の左下方），温度上昇（例えば４０℃から８０
℃へ上昇）させることにより，図２における曲線のズレ
分だけ，さらに水素放出をすることができ，水素の緊急
供給的な利用をすることもできる。
後（図２の左下方），温度上昇（例えば４０℃から８０
℃へ上昇）させることにより，図２における曲線のズレ
分だけ，さらに水素放出をすることができ，水素の緊急
供給的な利用をすることもできる。
【００５７】尚，本例においては，本発明の水素吸蔵合
金は，水素貯蔵装置に適用したが，その他水素の純化装
置等にも適用することが可能である。
金は，水素貯蔵装置に適用したが，その他水素の純化装
置等にも適用することが可能である。
【図１】実施例１及び比較例にかかる水素吸蔵合金Ｔｉ
a Ｍb Ｎｉc の三元組成図。
a Ｍb Ｎｉc の三元組成図。
【図２】実施例１における，水素吸蔵合金の水素吸蔵量
−水素圧−温度曲線。
−水素圧−温度曲線。
【図３】実施例１及び比較例にかかる水素吸蔵合金をア
ルカリ２次電池の電極として用いた場合の，充放電サイ
クルと放電容量との相関を説明する図。
ルカリ２次電池の電極として用いた場合の，充放電サイ
クルと放電容量との相関を説明する図。
【図４】実施例１及び比較例にかかる水素吸蔵合金をア
ルカリ２次電池の電極として用いた場合の，水素吸蔵合
金表面のクラック発生状況を説明する図。
ルカリ２次電池の電極として用いた場合の，水素吸蔵合
金表面のクラック発生状況を説明する図。
１．．．母相， ２．．．クラック， ３．．．酸化・腐食領域， ４．．．三次元網目構造の第２相，
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 磯村 秋人 愛知県刈谷市八軒町５丁目50番地 株式会 社イムラ材料開発研究所内
Claims (10)
- 【請求項１】 Ｔｉa Ｍb Ｎｉc で表され，ＭはＶ1-x
Ｎｂx ，０．０１≦ｘ≦０．２５の組成式で表される合
金であって，図１に示す三元組成図のＡ点：Ｔｉ10Ｍ85
Ｎｉ5 ，Ｂ点：Ｔｉ10Ｍ70Ｎｉ20，Ｃ点：Ｔｉ30Ｍ50Ｎ
ｉ20，Ｄ点：Ｔｉ30Ｍ65Ｎｉ5 を，順次直線で結ぶこと
により囲まれた範囲の組成（原子％，以下同じ）で表さ
れ，かつ，その結晶構造は三次元網目構造を有しないこ
とを特徴とする水素吸蔵合金。 - 【請求項２】 請求項１において，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，
Ｇｅ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｓｒ，Ｙ，Ｚｒ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ｍ
ｎ，Ｃｏ，Ａｇ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｂ，Ｂｉ，及びラ
ンタノイドから選択される少なくとも一つの添加元素
を，合金全体に対して，８原子％以下含有してなること
を特徴とする水素吸蔵合金。 - 【請求項３】 請求項１又は２において，上記結晶構造
は，単相であることを特徴とする水素吸蔵合金。 - 【請求項４】 請求項１又は２において，上記結晶構造
は，Ｖ−Ｎｉ−Ｔｉからなる体心立方格子の母相と，該
母相中に点在する第２相とよりなることを特徴とする水
素吸蔵合金。 - 【請求項５】 Ｔｉa Ｍb Ｎｉc で表され，ＭはＶ1-x
Ｎｂx ，０．０１≦ｘ≦０．２５の組成式で表される合
金であって，図１に示す三元組成図のＡ点：Ｔｉ10Ｍ85
Ｎｉ5 ，Ｂ点：Ｔｉ10Ｍ70Ｎｉ20，Ｃ点：Ｔｉ30Ｍ50Ｎ
ｉ20，Ｄ点：Ｔｉ30Ｍ65Ｎｉ5 を，順次直線で結ぶこと
により囲まれた範囲の組成で表され，かつ，その結晶構
造は三次元網目構造を有しないことを特徴とする水素吸
蔵合金の製造方法であって，上記の各構成元素を混合，
溶解した溶湯を，１０3 Ｋ／秒以上の冷却速度により急
冷することを特徴とする水素吸蔵合金の製造方法。 - 【請求項６】 Ｔｉa Ｍb Ｎｉc で表され，ＭはＶ1-x
Ｎｂx ，０．０１≦ｘ≦０．２５の組成式で表される合
金であって，図１に示す三元組成図のＡ点：Ｔｉ10Ｍ85
Ｎｉ5 ，Ｂ点：Ｔｉ10Ｍ70Ｎｉ20，Ｃ点：Ｔｉ30Ｍ50Ｎ
ｉ20，Ｄ点：Ｔｉ30Ｍ65Ｎｉ5 を，順次直線で結ぶこと
により囲まれた範囲の組成で表され，かつ，その結晶構
造は三次元網目構造を有しないことを特徴とする水素吸
蔵合金の製造方法であって，上記の各構成元素を混合，
溶解，鋳造したインゴットを，温度１４００Ｋ以上に保
持後，３Ｋ／秒以下の冷却速度により徐冷することを特
徴とする水素吸蔵合金の製造方法。 - 【請求項７】 請求項５又は６において，上記水素吸蔵
合金は，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｓｒ，
Ｙ，Ｚｒ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ａｇ，Ｈｆ，Ｔ
ａ，Ｗ，Ｐｂ，Ｂｉ，及びランタノイドから選択される
少なくとも一つの添加元素を，合金全体に対して，８原
子％以下含有してなることを特徴とする水素吸蔵合金の
製造方法。 - 【請求項８】 請求項５〜７のいずれか１項において，
上記結晶構造は，単相であることを特徴とする水素吸蔵
合金の製造方法。 - 【請求項９】 請求項５〜７のいずれか１項において，
上記結晶構造は，Ｖ−Ｎｉ−Ｔｉからなる体心立方格子
の母相と，該母相中に点在する第２相とよりなることを
特徴とする水素吸蔵合金の製造方法。 - 【請求項１０】 請求項１〜４のいずれか１項に記載の
水素吸蔵合金を用いてなることを特徴とする水素吸蔵合
金電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6323513A JPH08157998A (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | 水素吸蔵合金及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6323513A JPH08157998A (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | 水素吸蔵合金及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08157998A true JPH08157998A (ja) | 1996-06-18 |
Family
ID=18155533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6323513A Pending JPH08157998A (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | 水素吸蔵合金及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08157998A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11307090A (ja) * | 1998-04-17 | 1999-11-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池用水素吸蔵合金及びその製造法 |
| EP1176219A1 (en) * | 1999-03-29 | 2002-01-30 | Tohoku Techno Arch Co., Ltd. | Alloy for hydrogen storage, method for absorption and release of hydrogen using the alloy, and hydrogen fuel cell using the method |
| WO2002028767A1 (en) * | 2000-10-02 | 2002-04-11 | Tohoku Techno Arch Co., Ltd. | Method of absorption-desorption of hydrogen storage alloy and hydrogen storage alloy and fuel cell using said method |
| WO2002028768A1 (en) * | 2000-10-03 | 2002-04-11 | Tohoku Techno Arch Co., Ltd. | Method of absorption-desorption of hydrogen storage alloy and hydrogen storage alloy and fuel cell using said method |
-
1994
- 1994-11-30 JP JP6323513A patent/JPH08157998A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11307090A (ja) * | 1998-04-17 | 1999-11-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池用水素吸蔵合金及びその製造法 |
| JP4581151B2 (ja) * | 1998-04-17 | 2010-11-17 | パナソニック株式会社 | 電池用水素吸蔵合金及びその製造法 |
| EP1176219A1 (en) * | 1999-03-29 | 2002-01-30 | Tohoku Techno Arch Co., Ltd. | Alloy for hydrogen storage, method for absorption and release of hydrogen using the alloy, and hydrogen fuel cell using the method |
| US6835490B1 (en) | 1999-03-29 | 2004-12-28 | Tohoku Techno Arch Co., Ltd. | Alloy for hydrogen storage, method for absorption and release of hydrogen using the alloy, and hydrogen fuel cell using the method |
| US7094493B2 (en) | 1999-03-29 | 2006-08-22 | Tohoku Techno Arch Co., Ltd. | Hydrogen storage metal alloy, method for absorption and release of hydrogen using the said alloy and hydrogen fuel battery using the said method |
| EP1176219A4 (en) * | 1999-03-29 | 2008-05-28 | Tohoku Techno Arch Co Ltd | ALLOY FOR HYDROGEN STORAGE, METHOD FOR ABSORBING AND RELEASING HYDROGEN THROUGH THE USE OF THE ALLOY AND HYDROGEN FUEL CELL FOR USING THE PROCESS |
| WO2002028767A1 (en) * | 2000-10-02 | 2002-04-11 | Tohoku Techno Arch Co., Ltd. | Method of absorption-desorption of hydrogen storage alloy and hydrogen storage alloy and fuel cell using said method |
| JPWO2002028767A1 (ja) * | 2000-10-02 | 2004-02-12 | 株式会社東北テクノアーチ | 水素吸蔵合金の吸放出方法および水素吸蔵合金並びに該方法を用いた燃料電池 |
| JP4716304B2 (ja) * | 2000-10-02 | 2011-07-06 | 株式会社 東北テクノアーチ | 水素吸蔵合金の吸放出方法および水素吸蔵合金並びに該方法を用いた燃料電池 |
| WO2002028768A1 (en) * | 2000-10-03 | 2002-04-11 | Tohoku Techno Arch Co., Ltd. | Method of absorption-desorption of hydrogen storage alloy and hydrogen storage alloy and fuel cell using said method |
| JPWO2002028768A1 (ja) * | 2000-10-03 | 2004-02-12 | 株式会社東北テクノアーチ | 水素吸蔵合金の水素吸放出方法および該方法を用いた燃料電池 |
| JP4716305B2 (ja) * | 2000-10-03 | 2011-07-06 | 株式会社 東北テクノアーチ | 水素吸蔵合金の水素吸放出方法および該方法を用いた燃料電池 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5146934B2 (ja) | 水素吸蔵合金、水素吸蔵合金電極、二次電池、および水素吸蔵合金の製造方法 | |
| JP5466015B2 (ja) | ニッケル水素蓄電池および水素吸蔵合金の製造方法 | |
| JP5092747B2 (ja) | 水素吸蔵合金とその製造方法、水素吸蔵合金電極、及び二次電池 | |
| JP2020205192A (ja) | 表面処理を必要としないニッケル水素二次電池負極活物質及びニッケル水素二次電池 | |
| JPH08157998A (ja) | 水素吸蔵合金及びその製造方法 | |
| JP2001040442A (ja) | 水素吸蔵合金 | |
| JP3266980B2 (ja) | 水素吸蔵合金とその製造方法および水素吸蔵合金電極 | |
| JPH11310844A (ja) | 水素吸蔵合金および水素吸蔵合金電極 | |
| JP5716195B2 (ja) | 水素吸蔵合金及びこの水素吸蔵合金を用いたアルカリ蓄電池 | |
| JP2773851B2 (ja) | 水素吸蔵合金 | |
| EP0969110A2 (en) | Hydrogen occluding alloy | |
| US6284066B1 (en) | Process for producing hydrogen absorbing alloy powder and hydrogen absorbing alloy electrode | |
| JP2002003975A (ja) | 水素吸蔵合金及び水素吸蔵合金電極 | |
| JP3713181B2 (ja) | 非晶質Ｍｇ−Ｎｉ系水素吸蔵合金を負極活物質とするニッケル−水素電池 | |
| JP2000144278A (ja) | 水素吸蔵合金及びその製造方法 | |
| JP2002069511A (ja) | 水素吸蔵合金の製造方法および水素吸蔵合金電極 | |
| JP2004192965A (ja) | 水素吸蔵合金電極の製造方法、電極および二次電池 | |
| JP3984802B2 (ja) | 水素吸蔵合金 | |
| JPH0466632A (ja) | 水素吸蔵Ｎｉ―Ｚｒ系合金 | |
| JP2000160265A (ja) | 水素吸蔵合金及びその製造方法 | |
| JPWO2004061142A1 (ja) | 水素吸蔵合金 | |
| JP2000144277A (ja) | 水素吸蔵合金及びその製造方法 | |
| JP2002075347A (ja) | 水素吸蔵合金 | |
| JP2002146458A (ja) | 低価格希土類系水素吸蔵合金とその用途 | |
| JPH03277737A (ja) | 水素吸蔵Ｎｉ―Ｚｒ系合金 |