[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2776182B2 - Method for producing hydrogen storage alloy powder - Google Patents

Method for producing hydrogen storage alloy powder

Info

Publication number
JP2776182B2
JP2776182B2 JP5004107A JP410793A JP2776182B2 JP 2776182 B2 JP2776182 B2 JP 2776182B2 JP 5004107 A JP5004107 A JP 5004107A JP 410793 A JP410793 A JP 410793A JP 2776182 B2 JP2776182 B2 JP 2776182B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
powder
cooling
hydrogen storage
gas
storage alloy
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP5004107A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH06212213A (en
Inventor
光一 神代
匡 福田
幸輝 竹下
秀哉 上仲
澄夫 豊住
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP5004107A priority Critical patent/JP2776182B2/en
Publication of JPH06212213A publication Critical patent/JPH06212213A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2776182B2 publication Critical patent/JP2776182B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、Ni−水素二次電池の負
極、水素貯蔵・輸送装置、ヒートポンプ、水素精製装
置、熱駆動開閉装置などに用いられる水素吸蔵合金粉末
の製造方法に関する。より具体的には、ガスアトマイズ
法により、酸素含有量が低減した水素吸蔵合金粉末を製
造する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a hydrogen storage alloy powder used for a negative electrode of a Ni-hydrogen secondary battery, a hydrogen storage / transport device, a heat pump, a hydrogen purifier, a heat-driven switchgear and the like. More specifically, the present invention relates to a method for producing a hydrogen storage alloy powder having a reduced oxygen content by a gas atomization method.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在までのところ、水素吸蔵合金の用途
としては、Ni−水素二次電池の負極、水素貯蔵・輸送装
置、ヒートポンプ、水素精製装置、熱駆動開閉装置など
が提案されている。
2. Description of the Related Art Until now, applications of a hydrogen storage alloy have been proposed for a negative electrode of a Ni-hydrogen secondary battery, a hydrogen storage / transport device, a heat pump, a hydrogen purification device, a thermally driven switching device, and the like.

【0003】これらの用途のうち、AV機器やノート型
パソコンのメモリーバックアップ、移動式携帯電話など
に用いられているNi−Cd電池の代替電池として開発され
た、無公害で容量が高いNi−水素電池への水素吸蔵合金
の採用が最近になって拡大しつつある。Ni−水素電池の
負極活物質として用いる場合を始めとして、多くの用途
において水素吸蔵合金は粉末状で用いられる。
[0003] Among these applications, a non-polluting, high-capacity Ni-hydrogen battery has been developed as a replacement battery for Ni-Cd batteries used in memory backup of AV equipment and notebook computers, and mobile cellular phones. The use of hydrogen storage alloys in batteries has recently been expanding. The hydrogen storage alloy is used in a powder form in many applications, including when used as a negative electrode active material of a Ni-hydrogen battery.

【0004】水素吸蔵合金の性能向上を目的として、水
素吸蔵合金の凝固時に急冷することにより偏析を防止し
て、合金組織を均一化、微細化する方法が近年試みられ
るようになってきた。その一方法として、ガスアトマイ
ズ法による水素吸蔵合金粉末の製造がある。ガスアトマ
イズ法によれば、急冷凝固による合金組織の均一化・微
細化が得られるだけでなく、水素吸蔵合金が粉末状で得
られるため、粉砕工程が省略ないし軽減できるという利
点もある。
For the purpose of improving the performance of the hydrogen storage alloy, a method of preventing segregation by rapidly cooling during solidification of the hydrogen storage alloy to make the alloy structure uniform and fine has been attempted in recent years. As one of the methods, there is production of a hydrogen storage alloy powder by a gas atomizing method. According to the gas atomizing method, not only can the alloy structure be homogenized and refined by rapid solidification, but also the hydrogen storage alloy can be obtained in powder form, so that the pulverizing step can be omitted or reduced.

【0005】ガスアトマイズ法による水素吸蔵合金の製
造は、図1に概略を示す装置によりバッチ式で行われる
のが普通である。アトマイズタンク内にAr等の非酸化性
ガスを導入し、内部を非酸化性雰囲気とする。その後、
所定の合金組成になるように調整した溶解原料を、溶解
チャンバー内の溶解炉内にて真空またはAr等の非酸化性
雰囲気中で溶解し、得られた溶湯をタンディッシュに注
湯し、タンディッシュ底部の溶湯ノズルからアトマイズ
タンク内に少しづつ流下させる。この溶湯流にアトマイ
ズタンク内で高速のAr等の非酸化性ガスを噴霧すること
により粉末化させ、タンク内を落下中に冷却・凝固した
合金粉末を、図示のようにアトマイズタンク底部に設け
た粉末回収容器に排出させるか、および/またはアトマ
イズタンクに接続したサイクロン分離機で噴霧ガスから
分離し、粉末回収容器に排出させ、この容器内に堆積さ
せる。1バッチの処理終了後(通常は、1回の溶解原料
の全量をタンディッシュを介して粉末化し終った後)、
粉末回収容器に堆積した合金粉末を一度に回収する。
The production of a hydrogen storage alloy by the gas atomization method is generally performed in a batch system by an apparatus schematically shown in FIG. A non-oxidizing gas such as Ar is introduced into the atomizing tank to make the inside a non-oxidizing atmosphere. afterwards,
The molten raw material adjusted to have a predetermined alloy composition is melted in a melting furnace in a melting chamber in a vacuum or a non-oxidizing atmosphere such as Ar, and the obtained molten metal is poured into a tundish, and the molten metal is poured into a tundish. Flow down the atomizer tank little by little from the melt nozzle at the bottom of the dish. A high-speed non-oxidizing gas such as Ar is sprayed into the molten metal stream in an atomizing tank to form powder, and alloy powder cooled and solidified while falling in the tank is provided at the bottom of the atomizing tank as illustrated. It is discharged into a powder recovery container and / or separated from the atomized gas by a cyclone separator connected to an atomizing tank, discharged into a powder recovery container and deposited in this container. After the completion of one batch of processing (usually after the whole amount of the dissolved raw material has been pulverized through a tundish),
The alloy powder deposited in the powder recovery container is recovered at one time.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】水素吸蔵合金の性能を
左右する重要な因子の1つが合金の酸素量である。酸素
量が少ないほど、合金の性能は向上する。従来のガスア
トマイズ法においては、合金酸素量を低減させるため、
溶解炉とタンディッシュを収容した溶解チャンバーの雰
囲気と溶湯が粉末化されるガスアトマイズタンクの雰囲
気を構成する非酸化性ガス(例、Arガス)を可能な限り
低酸素にすることで対処してきた。しかし、これには使
用する非酸化性ガスの純度および溶解チャンバーとアト
マイズタンクの機密性の影響が大きく、工業的には限界
がある。
One of the important factors influencing the performance of a hydrogen storage alloy is the oxygen content of the alloy. The lower the oxygen content, the better the performance of the alloy. In the conventional gas atomization method, in order to reduce the alloy oxygen content,
Non-oxidizing gas (eg, Ar gas) constituting the atmosphere of the melting chamber containing the melting furnace and the tundish and the atmosphere of the gas atomizing tank where the molten metal is powdered is made as low oxygen as possible. However, this is greatly affected by the purity of the non-oxidizing gas used and the confidentiality of the dissolution chamber and the atomizing tank, and thus has an industrial limit.

【0007】本発明はこうした状況のもとで、工業的に
容易に実現可能な方法で水素吸蔵合金粉末の酸素量の一
層の低減を目指したものである。具体的には、アトマイ
ズタンク内および粉末回収容器内での粉末の冷却過程に
おける酸化が極力抑制された、ガスアトマイズ法による
水素吸蔵合金粉末の製造方法を提供することを目的とす
る。
[0007] Under such circumstances, the present invention aims at further reducing the oxygen content of the hydrogen storage alloy powder by a method which can be easily realized industrially. Specifically, an object of the present invention is to provide a method for producing a hydrogen storage alloy powder by a gas atomization method, in which oxidation in a cooling process of the powder in an atomizing tank and a powder recovery container is suppressed as much as possible.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ガスアト
マイズ法で製造した水素吸蔵合金粉末の酸素量増大の主
要な原因が、アトマイズタンク内を落下し、粉末回収容
器内に堆積した粉末が冷却される過程で、なお高温にあ
る合金粉末が雰囲気中の微量酸素により高温酸化を受
け、粉末表面に酸化物被膜が生成する点にあることに着
目し、この高温酸化を可及的に抑制することで酸素量が
低減した合金粉末を得るべく、検討を進めた。
The present inventors have found that the main cause of the increase in the amount of oxygen in the hydrogen storage alloy powder produced by the gas atomization method is that the powder that has fallen in the atomization tank and accumulated in the powder recovery container has Focusing on the fact that the alloy powder that is still at high temperature undergoes high-temperature oxidation due to trace amounts of oxygen in the atmosphere during the cooling process, forming an oxide film on the powder surface, and suppressing this high-temperature oxidation as much as possible In order to obtain an alloy powder having a reduced oxygen content, studies were advanced.

【0009】その結果、溶湯をガス噴霧により粉末化し
た後、凝固した粉末を加速冷却により冷却速度を高めて
冷却することにより、粉末回収容器内で堆積中の合金粉
末の温度が一定温度を超えないようにすると、冷却過程
の高温時に起こる粉末表面の酸化物被膜の生成を効果的
に抑制することができることを見出した。
As a result, after the molten metal is pulverized by gas spraying, the solidified powder is cooled at an increased cooling rate by accelerated cooling, so that the temperature of the alloy powder being deposited in the powder recovery container exceeds a certain temperature. It has been found that if it is not set, the formation of an oxide film on the powder surface, which occurs at a high temperature during the cooling process, can be effectively suppressed.

【0010】ここに、本発明は、溶湯流に高速ガスを噴
霧し、生成した粉末を冷却・凝固後に粉末回収容器内に
堆積させ、1バッチの処理終了後に粉末を該容器から回
収するバッチ式ガスアトマイズ法による水素吸蔵合金粉
末の製造において、1バッチの粉末が該容器に堆積し終
わった時点の最高粉末温度が400 ℃以下となるように、
生成粉末を加速冷却することを特徴とする、水素吸蔵合
金粉末の製造方法を要旨とする。
Here, the present invention is directed to a batch method in which a high-speed gas is sprayed into a molten metal stream, and the generated powder is cooled and solidified, deposited in a powder recovery container, and after one batch of processing is completed, the powder is recovered from the container. In the production of the hydrogen storage alloy powder by the gas atomization method, the maximum powder temperature at the time when one batch of powder has been deposited in the container is 400 ° C. or less,
A gist of the present invention is a method for producing a hydrogen storage alloy powder, which is characterized in that the produced powder is acceleratedly cooled.

【0011】[0011]

【作用】ガスアトマイズ法を用いて製造した水素吸蔵合
金粉末の酸素量の低減方法としては、溶解チャンバー内
とアトマイズタンク内の雰囲気ガスおよび噴霧ガスの酸
素量を低減するのが一般的である。しかし、この方法
は、工業的に実施するには制約がある上、得られた低酸
素粉末をNi−水素二次電池負極などの用途に使用した場
合、初期活性能や容量に関して十分な性能が得られない
ことが判明した。
In order to reduce the amount of oxygen in the hydrogen storage alloy powder produced by the gas atomizing method, it is general to reduce the amount of oxygen in the atmosphere gas and the atomized gas in the melting chamber and the atomizing tank. However, this method has limitations for industrial implementation, and when the obtained low-oxygen powder is used for applications such as a negative electrode of a Ni-hydrogen secondary battery, sufficient performance with respect to the initial activity and capacity is required. It turned out that it could not be obtained.

【0012】そこで、この原因を種々検討した結果、合
金表面での酸化物被膜の生成に対しては、溶湯のガス噴
霧により生成した合金粉末の冷却速度が影響を及ぼし、
具体的には粉末回収容器に堆積し終わった時の合金粉末
温度が最高で400 ℃を超えないように加速冷却すると、
表面酸化物の生成が抑制できることがわかった。
Therefore, as a result of various studies of the cause, the cooling rate of the alloy powder generated by gas spraying of the molten metal has an influence on the formation of the oxide film on the alloy surface,
Specifically, accelerated cooling so that the alloy powder temperature at the end of deposition in the powder recovery container does not exceed 400 ° C at the maximum,
It was found that generation of surface oxides could be suppressed.

【0013】その理由は、現時点では次のように推測さ
れる。粉末回収容器内の最高粉末温度が堆積終了時に40
0 ℃を超えるような冷却では、粉末が凝固した後の冷却
速度が遅く、水素吸蔵合金に含まれる希土類元素 (La、
Ce、Prなど) やMn、Al、Ti、ZrおよびVなどの易酸化性
元素が冷却中に酸化を受けて、粉末表面に強固な酸化物
被膜が生成する。このため、この表面被膜がバリアとな
って、水素が吸蔵しにくくなるため、水素吸蔵合金の性
能が低下する。粉末温度が400 ℃以下に保持されている
と、前記元素が酸化物被膜を生成しても、強固なもので
はなくこの被膜を水素が容易に透過できるため、バリア
ーとはならない。粉末回収容器内に堆積した粉末の温度
は、一般に容器内での除熱量より高温の粉末によりもた
らされる熱量の方が大きいため、堆積量が増えていくに
つれて上昇する。従って、堆積終了時に最高温度に達す
ることになる。従って、この時の温度が400 ℃を超えな
ければ、酸化物被膜の形成が低減した、高性能の水素吸
蔵合金粉末が得られる。
The reason is presumed as follows at present. The maximum powder temperature in the powder collection container is 40 at the end of deposition
If the temperature exceeds 0 ° C, the cooling rate after solidification of the powder is low, and the rare earth elements (La,
Oxidizable elements such as Ce, Pr) and Mn, Al, Ti, Zr and V undergo oxidation during cooling, and a strong oxide film is formed on the powder surface. For this reason, the surface coating serves as a barrier, and it becomes difficult for hydrogen to be absorbed, so that the performance of the hydrogen storage alloy is reduced. When the powder temperature is maintained at 400 ° C. or lower, even if the element forms an oxide film, the oxide film is not strong and hydrogen can easily pass through the film, and thus does not become a barrier. The temperature of the powder deposited in the powder recovery container generally increases as the amount of deposition increases because the amount of heat generated by the hot powder is larger than the amount of heat removed in the container. Therefore, the maximum temperature is reached at the end of the deposition. Therefore, if the temperature at this time does not exceed 400 ° C., a high performance hydrogen storage alloy powder with reduced oxide film formation can be obtained.

【0014】粉末回収容器に堆積し終わった時の合金粉
末の最高温度が400 ℃を超えないように加速冷却する方
法は、特定の冷却方法に制限されるものではない。ガス
および/または水を使用して強制冷却することにより、
この加速冷却を達成することができる。
The method of accelerated cooling so that the maximum temperature of the alloy powder when it has been deposited in the powder recovery container does not exceed 400 ° C. is not limited to a specific cooling method. By forced cooling using gas and / or water,
This accelerated cooling can be achieved.

【0015】このような加速冷却を達成するために採用
できる強制冷却方法を図3〜図5に例示する。図3(a)
および(b) に示すのは、ガスを使用した冷却方法であ
る。冷却ガスとしては、Arガスなどの非酸化性ガスを使
用する。図3(a) の方法では、粉末をガスから分離する
サイクロン分離機に冷却ガスを吹き込み、サイクロン内
の粉末を強制冷却する。図3(b) の方法では、アトマイ
ズタンク内の下部から冷却ガスを吹き込み、タンク内を
落下中の粉末を強制冷却する。冷却ガスの導入方向は、
図示のように上向きにすると、粉末が攪乱され、冷却効
率が向上する。いずれの場合も、上記の加速冷却を達成
するのに十分な流量で冷却ガスを導入する。ガス冷却だ
けでは冷却が不足する場合には、アトマイズタンクおよ
び/または粉末回収容器を後述するように水冷してもよ
い。
FIGS. 3 to 5 show examples of a forced cooling method which can be employed to achieve such accelerated cooling. Fig. 3 (a)
(B) shows a cooling method using gas. As the cooling gas, a non-oxidizing gas such as Ar gas is used. In the method shown in FIG. 3 (a), a cooling gas is blown into a cyclone separator for separating powder from gas to forcibly cool the powder in the cyclone. In the method shown in FIG. 3 (b), a cooling gas is blown from the lower part in the atomizing tank, and the powder falling in the tank is forcibly cooled. Cooling gas introduction direction is
When turned upward as shown, the powder is disturbed and cooling efficiency is improved. In each case, the cooling gas is introduced at a flow rate sufficient to achieve the accelerated cooling described above. If gas cooling alone does not provide sufficient cooling, the atomizing tank and / or the powder recovery container may be water-cooled as described below.

【0016】図4〜図5には、水冷式の冷却方法を示
し、図中の斜線部分が水冷部分である。図4(a) および
(b) に示すように、アトマイズタンク、サイクロン分離
機、粉末回収容器、さらにはこれらを接続する通路の周
囲の全部または一部を水冷してもよく、或いは図5(a)
および(b) に示すように、アトマイズタンク内に水冷さ
れた邪魔板を設置して、この邪魔板上を粉末が転動する
間に強制冷却することも可能である。
FIGS. 4 and 5 show a water-cooling type cooling method, and the hatched portions in the figures are water-cooled portions. Fig. 4 (a) and
As shown in (b), all or part of the periphery of the atomizing tank, cyclone separator, powder recovery container, and the passage connecting them may be water-cooled, or FIG.
As shown in (b) and (b), it is also possible to install a water-cooled baffle plate in the atomizing tank and perform forced cooling while the powder rolls on this baffle plate.

【0017】これらの各図に示した冷却方法を適当に組
合わせてもよく、他の方法を併用または単独で採用する
ことも可能であることは勿論である。冷却速度は特に限
定されないが、粉末回収容器に堆積し終わった時の合金
粉末温度が400℃を超えないような冷却速度とする必
要がある。一般に1バッチの処理量が多いほど、堆積中
の粉末温度は上昇する傾向があるので、冷却速度を高め
る必要がある。即ち、粉末堆積終了時に400℃を超え
ないようにする冷却速度は、1バッチでの溶解量やその
他の操業条件に応じて変動するので、必要により実験を
行って冷却方法や冷却速度を決定すればよい。したがっ
て、本明細書に言う「加速冷却」は、粉末回収容器に堆
積し終わった時の合金粉末温度が400℃を超えないよ
うな冷却速度でもって冷却することを意味し、急速冷却
あるいは強制冷却に同義である。
Of course, the cooling methods shown in these figures may be appropriately combined, and other methods may be used in combination or alone. The cooling rate is not particularly limited, but it is necessary to set the cooling rate so that the temperature of the alloy powder when the powder is completely deposited in the powder collecting container does not exceed 400 ° C. Generally, as the throughput of one batch increases, the powder temperature during deposition tends to increase, so that it is necessary to increase the cooling rate. That is, the cooling rate at which the powder deposition does not exceed 400 ° C. at the end of the powder deposition varies depending on the amount dissolved in one batch and other operating conditions. Therefore, if necessary, experiments should be performed to determine the cooling method and cooling rate. I just need. Accordingly
Therefore, “accelerated cooling” referred to in this specification means that
The alloy powder temperature at the end of loading will not exceed 400 ° C
Cooling at a rapid cooling rate
Or it is synonymous with forced cooling.

【0018】図6に、従来用いられていたアトマイズ装
置を示す。この場合には、ガス噴霧で生成した粉末の冷
却は、噴霧ガスと共にアトマイズタンク内を落下し、サ
イクロン内を通過する際の雰囲気ガスによる冷却と粉末
回収容器内での堆積中の自然冷却である。噴霧ガスは、
溶湯との接触により高温となっているため、冷却能力は
小さい。そのため、粉末回収容器内に堆積し終わった時
の粉末温度は、一般に600〜800 ℃という高温になる。
このような高温に長時間曝される結果、周囲雰囲気に微
量存在する酸素による酸化を受けて、粉末表面に酸化物
被膜が生成するのである。
FIG. 6 shows an atomizing device conventionally used. In this case, the cooling of the powder generated by the gas spraying is the cooling by the atmospheric gas when falling in the atomizing tank together with the spraying gas and passing through the cyclone and the natural cooling during the deposition in the powder recovery container. . The spray gas is
Since the temperature is high due to contact with the molten metal, the cooling capacity is small. Therefore, the temperature of the powder when it has been deposited in the powder recovery container is generally as high as 600 to 800 ° C.
As a result of being exposed to such a high temperature for a long time, an oxide film is formed on the surface of the powder due to oxidation by a trace amount of oxygen existing in the surrounding atmosphere.

【0019】粉末回収容器内に堆積した合金粉末の最高
温度は、例えば、図7に示すように、容器内に設置した
熱電対により測定することができる。容器内の粉末温度
は位置により変動するので、実験により最も高温になる
位置を決定しておき、熱電対をその位置に設置すればよ
い。最も高温になる位置は、冷却方法によっても異なる
が、通常は堆積し終わった粉末高さ方向で中間の位置で
ある。
The maximum temperature of the alloy powder deposited in the powder recovery container can be measured, for example, by a thermocouple installed in the container as shown in FIG. Since the temperature of the powder in the container varies depending on the position, the position where the temperature becomes the highest may be determined by an experiment, and the thermocouple may be installed at that position. The position at which the temperature becomes highest depends on the cooling method, but is usually an intermediate position in the height direction of the powder that has been deposited.

【0020】本発明の方法は、任意の水素吸蔵合金の製
造に適用することができる。Ni−水素電池の負極材料と
して有用な水素吸蔵合金の代表例は、AB5 型、AB型
またはAB2 型の水素吸蔵合金である。AB5 型合金の
例は、LaNix またはMmNix (xは 4.7〜5.2)を基本構造と
し、Niの一部をCo、Mn、Al、Fe、Cr、Cu、V、Be、Zr、
Ti、Mo、Wなどの1種もしくは2種以上の元素で置換し
たものである。LaNixは高価格である上、寿命低下が早
いので、実用的にはMmNix の使用が好ましい。AB型合
金の例は、TiNiであるが、Tiの一部はZr、Hfで、Niの一
部はCo、Mn、Fe、Al、V、Cr、Moで置換されていてもよ
い。AB2 型合金の例は、ZrVy (yは 1.9〜2.25) を基
本構造とし、Vの一部をNi、Mn、Cr、Co、Fe、Al、Mo、
W、Cu、Beなどの1種もしくは2種以上の元素で置換し
たものである。
The method of the present invention can be applied to the production of any hydrogen storage alloy. Representative examples of useful hydrogen storage alloy as a negative electrode material of Ni- MH batteries, AB 5 type is a type AB or AB 2 type hydrogen storage alloy. Examples of AB 5 type alloys, LaNi x or MmNi x (x is 4.7 to 5.2) as a basic structure, a portion of the Ni Co, Mn, Al, Fe , Cr, Cu, V, Be, Zr,
They are substituted with one or more elements such as Ti, Mo, W and the like. Since LaNi x is expensive and has a short life, use of MmNi x is practically preferable. An example of the AB type alloy is TiNi, but part of Ti may be replaced with Zr and Hf, and part of Ni may be replaced with Co, Mn, Fe, Al, V, Cr and Mo. Examples of AB 2 type alloys, ZrV y (y is from 1.9 to 2.25) as a basic structure, a portion of the V Ni, Mn, Cr, Co , Fe, Al, Mo,
It is substituted by one or more elements such as W, Cu, Be.

【0021】本発明の方法で製造された水素吸蔵合金粉
末は、必要であればさらにArなどの非酸化性ガス雰囲気
中で粉砕して、所望粒度に調整した後、電極製造などの
用途に利用される。
The hydrogen storage alloy powder produced by the method of the present invention is further pulverized in a non-oxidizing gas atmosphere such as Ar, if necessary, and adjusted to a desired particle size, and then used for applications such as electrode production. Is done.

【0022】[0022]

【実施例】【Example】

(ガスアトマイズ法による水素吸蔵合金粉末の製造)図1
に示すガスアトマイズ装置を用い、表1に示す組成を有
する水素吸蔵合金粉末を次に述べる方法で製造した。ア
トマイズタンク内で生成した合金粉末の加速冷却は、図
5(a) に示す冷却方法により行った。非酸化性ガスとし
て使用したArガスは、工業用に通常使用されている純度
99.99%、酸素含有量1ppm のものであった。
(Production of hydrogen storage alloy powder by gas atomization method) Fig. 1
The hydrogen storage alloy powder having the composition shown in Table 1 was produced by the method described below using the gas atomizer shown in Table 1. The accelerated cooling of the alloy powder generated in the atomizing tank was performed by the cooling method shown in FIG. Ar gas used as a non-oxidizing gas has the purity that is normally used for industrial use.
It had a content of 99.99% and an oxygen content of 1 ppm.

【0023】[0023]

【表1】 [Table 1]

【0024】使用した溶解原料はいずれも純度99%以上
の高純度のものであった。溶解原料を所定組成の水素吸
蔵合金が生成するように混合し、Arガス雰囲気に保持し
た溶解チャンバー内の溶解炉で高周波溶解した。1回の
溶解量は 70kg であった。その後、この溶湯の全量を、
溶解チャンバー内においてタンディッシュを介して流下
させ、ノズル直下の溶湯流にArガスを噴霧することによ
り、粉末化させた。ガスアトマイズ条件は、噴霧圧力 5
0kgf/cm2、溶湯径6mmであった。溶湯の流下に要した時
間は約2分であった。
Each of the dissolved materials used had a high purity of 99% or more. The molten raw materials were mixed so as to produce a hydrogen storage alloy having a predetermined composition, and were subjected to high frequency melting in a melting furnace in a melting chamber maintained in an Ar gas atmosphere. The amount of one dissolution was 70 kg. Then, the whole amount of this molten metal,
It was made to flow down through a tundish in the melting chamber, and was pulverized by spraying Ar gas on the melt flow just below the nozzle. The gas atomization conditions are the spray pressure 5
The weight was 0 kgf / cm 2 and the melt diameter was 6 mm. The time required for flowing the molten metal was about 2 minutes.

【0025】タンク内で生成した粉末は粉末回収容器内
に堆積させた。邪魔板の冷却水流量を変化させることに
より、回収容器内に粉末が堆積し終わった時の粉末回収
容器内の最高粉末温度を表2に示すように変化させた。
この温度は、回収容器内の粉末高さの中間の位置に設置
した熱電対により測定した温度である。なお、冷却条件
1は、冷却を全く行わなかった場合である。
The powder generated in the tank was deposited in a powder recovery container. By changing the flow rate of the cooling water in the baffle plate, the maximum powder temperature in the powder recovery container when the powder was completely deposited in the recovery container was changed as shown in Table 2.
This temperature is a temperature measured by a thermocouple installed at an intermediate position of the powder height in the collection container. Note that the cooling condition 1 is a case where cooling was not performed at all.

【0026】[0026]

【表2】 [Table 2]

【0027】(Ni−水素電池用負極としての性能評価)上
で得た水素吸蔵合金粉末を、Arガス雰囲気中でボールミ
ル粉砕し、ふるい分けにより−100 μmの粉末を集め
た。この合金粉末を負極材料に用いて、Ni−水素電池を
構成し、その放電容量を測定した。試験方法の概要を次
に示す。
(Evaluation of performance as negative electrode for Ni-hydrogen battery) The hydrogen-absorbing alloy powder obtained above was ball-milled in an Ar gas atmosphere, and -100 µm powder was collected by sieving. Using this alloy powder as a negative electrode material, a Ni-hydrogen battery was constructed, and its discharge capacity was measured. The outline of the test method is shown below.

【0028】(1) 電極の構成 −100 μmの合金粉末を粉末重量の5%に相当する量の
ポリビニルアルコール水溶液でペースト状にし、発泡ニ
ッケル多孔体に充填して乾燥した後、真空ホットプレス
にて加圧成形して、水素吸蔵合金電極を作製した。電極
1個当たりの水素吸蔵合金の充填量は2gであった。
(1) Configuration of Electrode A 100 μm alloy powder was made into a paste with an aqueous solution of polyvinyl alcohol in an amount corresponding to 5% of the weight of the powder, filled in a porous nickel foam, dried, and then subjected to vacuum hot pressing. To form a hydrogen storage alloy electrode. The filling amount of the hydrogen storage alloy per electrode was 2 g.

【0029】(2) 電池の構成 負極に上で製作した水素吸蔵合金電極を、正極には市販
の公称2000 mA の焼結式Ni極を用い、正極と負極の間に
は短絡防止のためにポリアミド不織布のセパレータを介
在させ、6M−KOH 水溶液を電解液として注入後、密閉す
ることで、密閉型の試験用Ni−水素電池を作製した。こ
の電池は負極の容量より正極の容量が十分に大きい負極
容量規制型の電池とした。
(2) Configuration of Battery The hydrogen storage alloy electrode manufactured above was used for the negative electrode, and a commercially available nominal 2000 mA sintered Ni electrode was used for the positive electrode. A 6M-KOH aqueous solution was injected as an electrolytic solution with a polyamide nonwoven fabric interposed therebetween, followed by sealing, thereby producing a sealed Ni-hydrogen battery for testing. This battery was a negative-electrode capacity-regulated battery in which the capacity of the positive electrode was sufficiently larger than the capacity of the negative electrode.

【0030】(3) 電池性能の評価 50 mA/g(25℃) で8時間の充電と50 mA/g(25℃) で端子
電圧0.9 Vまでの放電とを繰り返すことにより、各放電
サイクルごとに放電容量を測定した。こうして測定され
た放電容量を、負極に用いた水素吸蔵合金の放電容量と
した。充放電を繰り返し、10サイクル目に測定された放
電容量を表3に示す。
(3) Evaluation of battery performance By repeating charging at 50 mA / g (25 ° C.) for 8 hours and discharging at 50 mA / g (25 ° C.) to a terminal voltage of 0.9 V, each discharge cycle is repeated. The discharge capacity was measured. The discharge capacity thus measured was defined as the discharge capacity of the hydrogen storage alloy used for the negative electrode. The charge / discharge was repeated, and the discharge capacity measured at the tenth cycle is shown in Table 3.

【0031】[0031]

【表3】 [Table 3]

【0032】(4) 結果 表3の結果を図2にグラフ化して示す。図2には堆積終
了時の回収容器内の水素吸蔵合金粉末温度の放電容量に
対する影響がはっきりと示されている。即ち、10サイク
ル目の放電容量は、粉末温度が低い程大きくなるが、粉
末温度が400 ℃以下ではほぼ一定の値となる。この結果
から、本発明に従って、堆積終了時の回収容器内の粉末
温度が400 ℃以下となるように加速冷却すると、酸化に
よる放電容量の低下が避けられ、従来品に比べて放電容
量の大きい水素吸蔵合金粉末が得られることが分かる。
(4) Results The results in Table 3 are graphed in FIG. FIG. 2 clearly shows the effect of the temperature of the hydrogen storage alloy powder in the recovery container on the discharge capacity at the end of the deposition. That is, the discharge capacity at the tenth cycle becomes larger as the powder temperature is lower, but becomes almost constant when the powder temperature is 400 ° C. or lower. From this result, according to the present invention, when accelerated cooling so that the powder temperature in the collection container at the end of the deposition becomes 400 ° C. or less, a decrease in the discharge capacity due to oxidation is avoided, and hydrogen having a larger discharge capacity than the conventional product is obtained. It can be seen that the occlusion alloy powder is obtained.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上、詳述してきたように、本発明の方
法によりガスアトマイズ時に生成粉末の加速冷却を行っ
て、回収容器内の粉末を400 ℃以下に保持すれば、高温
で起こり易い粉末表面での強固な酸化物被膜の生成を抑
制することができ、酸素量の少ない高性能の水素吸蔵合
金を製造することができる。その結果、得られた粉末を
Ni−水素電池用負極などに使用した場合、酸化物皮膜に
よる悪影響が少なく、初期活性能、容量などに優れた性
能を発揮させることができる。
As described in detail above, if the produced powder is accelerated and cooled at the time of gas atomization by the method of the present invention and the powder in the collection container is kept at 400 ° C. or lower, the powder surface which is likely to occur at a high temperature is obtained. The formation of a strong oxide film at the same time can be suppressed, and a high-performance hydrogen storage alloy with a small amount of oxygen can be manufactured. As a result, the resulting powder
When used for a negative electrode for a Ni-hydrogen battery or the like, there is little adverse effect due to the oxide film, and excellent performance such as initial activation ability and capacity can be exhibited.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】合金粉末製造用のガスアトマイズ装置の概略図
である。
FIG. 1 is a schematic view of a gas atomizing apparatus for producing an alloy powder.

【図2】堆積終了時の回収容器内の水素吸蔵合金粉末温
度と、この粉末を負極活物質とするNi−水素電池の10サ
イクル目の放電容量との関係を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the temperature of a hydrogen storage alloy powder in a recovery container at the end of deposition and the discharge capacity at the 10th cycle of a Ni-hydrogen battery using this powder as a negative electrode active material.

【図3】ガス冷却によるアトマイズ粉末の冷却方法を示
す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view showing a method of cooling atomized powder by gas cooling.

【図4】水冷によるアトマイズ粉末の冷却方法を示す説
明図である。
FIG. 4 is an explanatory view showing a method of cooling atomized powder by water cooling.

【図5】水冷によるアトマイズ粉末の別の冷却方法を示
す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory view showing another cooling method of atomized powder by water cooling.

【図6】従来のアトマイズ装置を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory view showing a conventional atomizing device.

【図7】回収容器内の粉末温度の測定方法を示す説明図
である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a method for measuring the temperature of the powder in the collection container.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上仲 秀哉 大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友 金属工業株式会社内 (72)発明者 豊住 澄夫 大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友 金属工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−1305(JP,A) 特開 昭58−22310(JP,A) 特開 平5−63207(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B22F 9/08 B22F 1/00 C22C 19/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hideya Kaminaka 4-5-33 Kitahama, Chuo-ku, Osaka City Inside Sumitomo Metal Industries, Ltd. (72) Inventor Sumio Toyosumi 4-5-33 Kitahama, Chuo-ku, Osaka City (56) References JP-A-5-1305 (JP, A) JP-A-58-22310 (JP, A) JP-A 5-63207 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 6 , DB name) B22F 9/08 B22F 1/00 C22C 19/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 溶湯流に高速ガスを噴霧し、生成した粉
末を冷却・凝固後に粉末回収容器内に堆積させ、1バッ
チの処理終了後に粉末を該容器から回収するバッチ式ガ
スアトマイズ法による水素吸蔵合金粉末の製造におい
て、1バッチの粉末が該容器に堆積し終わった時点の最
高粉末温度が400 ℃以下となるように、生成粉末を加速
冷却することを特徴とする、水素吸蔵合金粉末の製造方
法。
1. Hydrogen storage by a batch gas atomization method in which a high-speed gas is sprayed into a molten metal stream, and the generated powder is cooled and solidified, deposited in a powder recovery container, and recovered after the completion of one batch processing. In the production of alloy powder, the production powder is accelerated and cooled so that the maximum powder temperature at the time when one batch of powder has been deposited in the container is 400 ° C. or less, the production of hydrogen storage alloy powder being characterized in that Method.
JP5004107A 1993-01-13 1993-01-13 Method for producing hydrogen storage alloy powder Expired - Fee Related JP2776182B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5004107A JP2776182B2 (en) 1993-01-13 1993-01-13 Method for producing hydrogen storage alloy powder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5004107A JP2776182B2 (en) 1993-01-13 1993-01-13 Method for producing hydrogen storage alloy powder

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06212213A JPH06212213A (en) 1994-08-02
JP2776182B2 true JP2776182B2 (en) 1998-07-16

Family

ID=11575575

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5004107A Expired - Fee Related JP2776182B2 (en) 1993-01-13 1993-01-13 Method for producing hydrogen storage alloy powder

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2776182B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997009144A1 (en) * 1995-09-07 1997-03-13 Shanghai Shen-Jian Metallurgical & Machinery-Electrical Technology Engineering Corp. A method and an equipment for producing rapid condensation hydrogen storage alloy powder

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5822310A (en) * 1981-07-30 1983-02-09 Nippon Steel Corp Manufacture of hydrogen-occluded metal
JPH051305A (en) * 1991-02-13 1993-01-08 Sumitomo Metal Ind Ltd Cooling method for gas atomizing metal powder

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06212213A (en) 1994-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2776182B2 (en) Method for producing hydrogen storage alloy powder
JP3215235B2 (en) Method for producing hydrogen storage alloy powder and hydrogen storage alloy powder
JP2920343B2 (en) Hydrogen storage alloy powder, nickel-metal hydride battery having the hydrogen storage alloy powder as negative electrode active material, and method for producing hydrogen storage alloy powder
JPH10102172A (en) Hydrogen storage alloy, its production, and nickel-hydrogen secondary battery
JP3022019B2 (en) Heat treatment method for hydrogen storage alloy for Ni-hydrogen battery
JPH06223827A (en) Manufacture of hydrogen storage alloy powder for battery
JP3079890B2 (en) Hydrogen storage alloy powder and nickel-hydrogen battery
JP4117918B2 (en) Hydrogen storage alloy, manufacturing method thereof, and nickel metal hydride secondary battery
JP3981423B2 (en) Hydrogen storage alloy for batteries and nickel metal hydride secondary battery
JPS63291363A (en) Hydrogen absorption alloy
JPH10265888A (en) Hydrogen storage alloy, its production and nickel-hydrogen secondary battery
JP3981421B2 (en) Hydrogen storage alloy for batteries and nickel metal hydride secondary battery
JP3024402B2 (en) Manufacturing method of hydrogen storage alloy
WO1998056056A1 (en) Powder composition and process for the preparation thereof
JPH10259445A (en) Hydrogen storage alloy, its production and nickel-hydrogen secondary battery
JP3553708B2 (en) Hydrogen storage alloy electrode and method for producing the same
JP3432976B2 (en) Hydrogen storage alloy electrodes for metal-hydride alkaline storage batteries
JP2924382B2 (en) Method for producing hydrogen storage alloy and alkaline storage battery using the alloy
JPH04318106A (en) Production of hydrogen storage alloy powder
JPH0997607A (en) Hydrogen storage alloy for battery, manufacture thereof, and nickel hydrogen secondary battery
JPH097590A (en) Manufacture of hydrogen absorbing alloy powder for electrode
JPH10102170A (en) Hydrogen storage alloy and nickel-hydrogen secondary battery
JPH1060565A (en) Hydrogen storage alloy and nickel-hydrogen secondary battery
JPH10280112A (en) Production of hydrogen storage nickel base alloy contributing suppression of secular reduction of discharge capacitance
JPH10106621A (en) Hydrogen storage alloy and nickel-hydrogen secondary battery

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19980331

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees