JPH09118941A - 水素吸蔵合金およびその製造方法 - Google Patents

水素吸蔵合金およびその製造方法

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JPH09118941A
JPH09118941A JP7292731A JP29273195A JPH09118941A JP H09118941 A JPH09118941 A JP H09118941A JP 7292731 A JP7292731 A JP 7292731A JP 29273195 A JP29273195 A JP 29273195A JP H09118941 A JPH09118941 A JP H09118941A
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Kwang-Min Lee
クワンミン、リー
Choi Jong-So
ヨンセオ、チョイ
Geun-Bae Kim
ゲウンバエ、キム
Joo Kyu-Nam
キュナム、ヨー
Kwi-Seuk Choi
クウイセウク、チョイ
Sang-Won Lee
サンウォン、リー
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 初期の放電特性を向上させるばかりでなく、
機械的合金の際マンガン成分を容易に制御できる水素吸
蔵合金、およびその製造方法を提供することにある。 【解決手段】 Ｚｒ−Ｍｎ−Ｖ−Ｃｒ−Ｎｉ系のラーベ
ス合金（Ｌａｖｅｓ合金）と、ＬａＮｉ5 、あるいは希
土類系金属Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ…など、およびＭｍ
−Ｍｎ−Ｎｉ−Ａｌ−Ｃｏ系のＣａＣｕ5 型合金を混合
してこれを粉末化する第１の工程と、該第１の工程で混
合された粉末にアトライタを使用した高エネルギーボー
ルミル法で衝撃を加えて機械的合金を形成する第２の工
程と、該第２の工程により成形されたパレットに含まれ
ている残留ガスを除去するための第３の工程と、該第３
の工程で残留ガスを除去した後、パレットの水素吸蔵特
性を評価する第４の工程とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ニッケル−水素２
次電池の陰極に使用される水素吸蔵合金に関するもの
で、とくに、初期に放電特性が向上させられる水素吸蔵
合金、およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、アルカリ２次電池としては、ニ
ッケル−カドミウム電池が使用されているが、前記カド
ミウムは環境に悪影響を及ぼすため、最近ではその代替
品として高容量化を期待される水素吸蔵合金が開発中に
ある。
【０００３】ところで、現在まで初期放電容量とサイク
ルの寿命においてさほど芳しい結果を得ることができな
かった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】また、最近までニッケ
ル−水素２次電池の陰極に使用される水素吸蔵合金は、
ペースト方法により製造されるのが一般的であった。
【０００５】しかしながら、この場合、ＬａＮｉ5 系型
合金は、水素ガスの吸蔵率に劣る欠点があり、ＡＢ2 型
合金なるラーベス相（Ｌａｖｅｓ相）はサイクルの初期
特性に問題があった。
【０００６】このような問題点を解決するために利用さ
れるアークメルティング法や、高温焼結方法は、ＣａＣ
ｕ5 型合金元素中に希土類金属のＬａ、Ｃｅが低融点金
属であるため、前記製造過程において合金の均質化なり
合金元素の成分組成の上で困難があった。
【０００７】すなわち、相対的に融点の低い低融点金属
の合金が行われる過程において高融点金属より先に溶融
されることにより、低融点金属の蒸発、および偏析をも
たらす問題点があった。
【０００８】そこで、本発明は、上記種々の問題点を解
決するためになされたものであって、本発明の目的は、
Ｚｒ−Ｍｎ−Ｖ−Ｃｒ−Ｎｉ系のラーベス合金（Ｌａｖ
ｅｓ合金）にＬａＮｉ5 、あるいはＭｍ−Ｍｎ−Ｎｉ−
Ａｌ−Ｃｏ系のＣａＣｕ5 型合金を混合した粉末に、高
エネルギーをもつように備えられたボールミル法で衝撃
を加えて機械的合金を形成することにより、初期の放電
特性を向上させるばかりでなく、機械的合金の際マンガ
ン成分を容易に制御できる水素吸蔵合金、およびその製
造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記のごとき目的を達成
するために、本発明による水素吸蔵合金、およびその製
造方法は、Ｚｒ−Ｍｎ−Ｖ−Ｃｒ−Ｎｉ系のラーベス合
金（Ｌａｖｅｓ合金）と、ＬａＮｉ5 、あるいは希土類
系金属Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ…など、およびＭｍ−Ｍ
ｎ−Ｎｉ−Ａｌ−Ｃｏ系のＣａＣｕ5 型合金を混合して
これを粉末化する第１の工程と、該第１の工程で混合さ
れた粉末にアトライタを使用した高エネルギーボールミ
ル法で衝撃を加えて機械的合金を形成する第２の工程
と、該第２の工程により形成された合金粉末に含まれて
いる残留ガスを除去するための第３の工程と、該第３の
工程で残留ガスを除去した後、合金粉末の水素吸蔵特性
を評価する第４の工程とからなることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明による一実施例につ
いて添付図面に沿って詳述する。
【００１１】図１は、本発明の機械的な合金化装置の断
面図である。
【００１２】第１の工程においては、Ｚｒ−Ｍｎ−Ｖ−
Ｃｒ−Ｎｉ系のラーベス合金（Ｌａｖｅｓ合金）９０〜
９９wt％と、ＬａＮｉ5 、あるいは希土類系金属Ｌａ、
Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄなど、およびＭｍ−Ｍｎ−Ｎｉ−Ａｌ
−Ｃｏ系のＣａＣｕ5 型合金とを１〜１０wt％で粉末状
に混合する。
【００１３】第２の工程では、前記Ｚｒ−Ｍｎ−Ｖ−Ｃ
ｒ−Ｎｉ系のラーベス合金（Ｌａｖｅｓ合金）にＬａＮ
ｉ5 、あるいはＭｍ−Ｍｎ−Ｎｉ−Ａｌ−Ｃｏ系のＣａ
Ｃｕ5 型合金を機械的な方法により合金化するのである
が、この際、高エネルギーボールミル法などを利用す
る。
【００１４】前記アトライタを使用する高エネルギーボ
ールミル法は、アトライタバイブレーションミル、ある
いはシェーカミルなどを利用することもできる。
【００１５】前記ボールミル法は、回転速度３００〜７
００rpm 、工程時間１〜５００時間、工程制御溶剤とし
てステアリン酸、あるいはメタノール１〜５wt％が添加
され、ボールと粉末との重量比wt％は５０：１〜１５
０：１とする。
【００１６】前記第２の工程は、図１に示すごとく、粉
砕タンク（20）内に前記第１の工程で混合された粉末の
投入後、図示のない操作スイッチを操作すると前記粉砕
タンク（20）内に配設された回転杆（22）が回転され、
これとともにガスがガス入口（10）を通じて流入され、
前記回転杆（22）の回転につれて前記粉砕タンク（20）
内に存在するボール（24）が相互衝突し、前記回転杆
（22）の回転により相互衝突されるボールにより前記粉
砕タンク（20）内に存在する粉末、すなわち、Ｚｒ−Ｍ
ｎ−Ｖ−Ｃｒ−Ｎｉ系のラーベス合金（Ｌａｖｅｓ合
金）にＬａＮｉ5 、あるいはＭｍ−Ｍｎ−Ｎｉ−Ａｌ−
Ｃｏ系のＣａＣｕ5 型合金の混合された粉末が大に衝撃
量をうけるようになり、前記混合粉末は合金を形成せし
めるようになる。
【００１７】この際、ボールの衝撃により粉砕タンク
（20）内において温度は上昇されるようになる。
【００１８】上記のように上昇された粉砕タンク（20）
の温度は、前記粉砕タンク（20）の外側に配設された冷
却ケース（18）の下側から流入され、上側へ流出される
冷却水により低下される。
【００１９】第３の工程では、真空状態においてその温
度範囲を３５０〜６００℃に維持せしめることにより、
前記合金に含まれている残留ガスＨ2 Ｏ、Ｏ2 、（Ｏ
Ｈ）2をガス出口（12）を通じて排出される。
【００２０】第４の工程では、初期放電特性、水素吸蔵
特性、および水素放出特性などを評価した後、水素吸蔵
合金の性能が適するかどうかを決定する。
【００２１】前記第３の工程以後に成形工程と熱処理工
程が適宜選択されて行われ、成形工程はパレット（30）
を成形する工程であり、熱処理工程は合金の均質化のた
め、５００〜７００℃範囲の真空、あるいは不活性雰囲
気で行われる工程である。
【００２２】
【発明の効果】前記工程により製造された水素吸蔵合金
は、放電容量、および水素ガス吸収特性に優れ、サイク
ルの初期特性上生じる問題の解決のため、ラーベス系合
金（Ｌａｖｅｓ系合金）を基底金属として利用すること
により、放電容量が良好であり、ガス吸収特性に問題点
のあるＬａＮｉ5 合金粉末、あるいは原料粉末を機械的
な合金化工程により合金するため、前記合金粉末、ある
いは原料粉末が均質に前記基底金属なるラーベス合金
（Ｌａｖｅｓ合金）に分散処理されて前記二合金の長所
のみを有する優れた水素吸蔵合金を製造することができ
る。
【００２３】また、前記機械的合金工程は、固体状態反
応だけによって合金を製造する工程であるゆえ、ＣａＣ
ｕ5 型の合金元素なるＬａ、Ｃｅなどの低融点希土類金
属を容易に合金化せしめることができ、ラーベス系（Ｌ
ａｖｅｓ系）の合金元素のマンガンの蒸発、あるいは異
種化合物への変化を抑制できるため、機械的合金の際マ
ンガンの成分を制御しやすい利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の機械的合金化装置の断面図である。
【符号の説明】
１８…冷却ケース ２０…粉砕タンク ２２…回転杆 ２４…ボール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨンセオ、チョイ 大韓民国 キュンキド アンヤンシティ マンアング スクスードン バングロ ア パートメント（番地なし) (72)発明者 ゲウンバエ、キム 大韓民国 ソウル クワンアクグ シリム ２ドン クキェサンヤン アパートメント 104−102 (72)発明者 キュナム、ヨー 大韓民国 ソウル セオチョグ セオチョ ドン サミク アパートメント １−1111 (72)発明者 クウイセウク、チョイ 大韓民国 ソウル セオンドング チョー グコク２ドン 33−61 (72)発明者 サンウォン、リー 大韓民国 キュンキド クンポシティ ケ ウンジェオンドン ムーグンファ アパー トメント 126−1301

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 Ｚｒ−Ｍｎ−Ｖ−Ｃｒ−Ｎｉ系のラーベ
    ス合金（Ｌａｖｅｓ合金）と、ＬａＮｉ5 、あるいは希
    土類系金属Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ…など、およびＭｍ
    −Ｍｎ−Ｎｉ−Ａｌ−Ｃｏ系のＣａＣｕ5 型合金を混合
    してこれを粉末化する第１の工程と、該第１の工程で混
    合された粉末にアトライタを使用した高エネルギーボー
    ルミル法で衝撃を加えて機械的合金を形成する第２の工
    程と、該第２の工程により形成された合金粉末に含まれ
    ている残留ガスを除去するための第３の工程と、該第３
    の工程で残留ガスを除去した後、合金粉末の水素吸蔵特
    性を評価する第４の工程とからなることを特徴とする水
    素吸蔵合金の製造方法。
  2. 【請求項２】 前記アトライタを使用する高エネルギー
    ボールミル法は、アトライタバイブレーションミル、あ
    るいはシェーカミルなどの方法からなることを特徴とす
    る請求項１記載の水素吸蔵合金の製造方法。
  3. 【請求項３】 前記ボールミル法は、回転速度が３００
    〜７００rpm であり、工程時間が１〜５００時間であ
    り、工程制御剤がステアリン酸、あるいはメタノールで
    あり、ボールと粉末の重量比wt％が５０：１〜１５０：
    １なることを特徴とする請求項１記載の水素吸蔵合金の
    製造方法。
  4. 【請求項４】 前記第３の工程の以後には、前記高エネ
    ルギーボールミル法により製造された機械的合金粉末で
    パレットを成形する成形工程と、合金の均質化のため５
    ００〜７００℃範囲の真空、あるいは不活性雰囲気から
    進行される熱処理工程が追加に含まれていることを特徴
    とする請求項１記載の水素吸蔵合金の製造方法。
  5. 【請求項５】 前記Ｚｒ−Ｍｎ−Ｖ−Ｃｒ−Ｎｉ系のラ
    ーベス合金（Ｌａｖｅｓ合金）が９０〜９９wt％に、補
    助成分であるＬａＮｉ5 、あるいはＭｍ−Ｍｎ−Ｎｉ−
    Ａｌ−Ｃｏ系のＣａＣｕ5 型合金が１〜１０wt％の比率
    で混合されることを特徴とする請求項１記載の水素吸蔵
    合金の製造方法。
  6. 【請求項６】 前記請求項１の方法によって製造された
    水素吸蔵合金。
JP7292731A 1994-12-26 1995-11-10 水素吸蔵合金およびその製造方法 Pending JPH09118941A (ja)

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