JPH09289017A - Hydrogen storage alloy for battery and nickel hydrogen secondary battery - Google Patents
Hydrogen storage alloy for battery and nickel hydrogen secondary batteryInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電池用水素吸蔵合
金およびその合金を使用したニッケル水素電池に係り、
特に合金を電池の負電極に使用した場合に、低温度域に
おける容量の低下が少なく、広い使用温度範囲におい
て、高い電極容量(電池容量)および繰返しの使用に耐
える長寿命特性(長サイクル特性)を共に満足させるこ
とが可能な電池用水素吸蔵合金およびニッケル水素二次
電池に関する。The present invention relates to a hydrogen storage alloy for a battery and a nickel-metal hydride battery using the alloy.
In particular, when alloy is used for the negative electrode of a battery, there is little decrease in capacity in low temperature range, high electrode capacity (battery capacity) and long life characteristics (long cycle characteristics) that can withstand repeated use in a wide operating temperature range. The present invention relates to a hydrogen storage alloy for batteries and a nickel-hydrogen secondary battery that can satisfy both requirements.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年の電子技術の進歩による省電力化、
実装技術の進歩により従来では予想し得なかった電子機
器が小型化およびポータブル化されてきている。それに
伴い、前記電子機器の電源である二次電池に対する高容
量化,長寿命化,放電電流の安定化が特に要求されてい
る。例えばパーソナル化、ポータブル化が進むOA機
器,電話機,AV機器においては、特に小型軽量化,お
よびコードレスでの機器使用時間の延伸などの目的で高
性能電池の開発が所望されている。このような要求に対
応する電池として、従来の焼結式ニッケルカドミウム電
池の電極基板を三次元構造体とした非焼結式ニッケルカ
ドミウム電池が開発されたが、顕著な容量増加は達成さ
れていない。2. Description of the Related Art Recent advances in electronic technology have led to power savings,
Due to the progress of packaging technology, electronic devices that have not been expected in the past are becoming smaller and more portable. Accordingly, there is a particular demand for a secondary battery as a power source of the electronic device to have a high capacity, a long life, and a stable discharge current. For example, in OA devices, telephones, and AV devices that are becoming more personalized and portable, there is a demand for the development of a high-performance battery, particularly for the purpose of reducing the size and weight and extending the use time of the device cordlessly. As a battery corresponding to such a demand, a non-sintered nickel cadmium battery having a three-dimensional structure using an electrode substrate of a conventional sintered nickel cadmium battery has been developed, but a remarkable capacity increase has not been achieved. .
【0003】そこで、近年、負極として水素吸蔵合金粉
末を集電体に固定した構造のものを使用したアルカリ二
次電池(ニッケル水素二次電池)が提案され、脚光を浴
びている。このニッケル水素電池に使用される負極は、
一般に、下記の手順で製造される。すなわち、高周波溶
解法やアーク溶解法などによって水素吸蔵合金を溶解し
た後に、冷却・粉砕し、得られた粉砕粉に導電剤や結合
剤を添加して混練物を形成し、この混練物を集電体に塗
布または圧着して製造される。この水素吸蔵合金を使用
した負極は、従来の代表的なアルカリ二次電池用負極材
料であるカドミウムに比較し、単位重量当りまたは単位
容積当りの実効的なエネルギ密度を大きくすることがで
き、電池の高容量化を可能とする他、毒性が少なく環境
汚染のおそれが少ないという特徴を持っている。Therefore, in recent years, an alkaline secondary battery (nickel-metal hydride secondary battery) using a structure in which a hydrogen storage alloy powder is fixed to a current collector as a negative electrode has been proposed and has been spotlighted. The negative electrode used in this nickel-metal hydride battery is
Generally, it is manufactured by the following procedure. That is, after the hydrogen storage alloy is melted by a high-frequency melting method or an arc melting method, the mixture is cooled and pulverized, and a conductive agent and a binder are added to the obtained pulverized powder to form a kneaded material, and the kneaded material is collected. It is manufactured by coating or crimping on an electric body. A negative electrode using this hydrogen storage alloy can increase the effective energy density per unit weight or unit volume as compared with cadmium, which is a conventional representative negative electrode material for an alkaline secondary battery. In addition to being able to increase the capacity of, it is characterized by low toxicity and low risk of environmental pollution.
【0004】しかしながら、水素吸蔵合金を含む負極
は、二次電池に組み込まれた状態において電解液である
濃厚なアルカリ水溶液に浸漬される他、特に過充電時に
は正極より発生する酸素に曝されるため、水素吸蔵合金
が腐食して電極特性が劣化し易い。さらに、充放電時に
おいて前記水素吸蔵合金中への水素の吸蔵、放出に伴っ
て体積が膨張、収縮するため、水素吸蔵合金に割れを生
じ、水素吸蔵合金粉末の微粉化が進行する。水素吸蔵合
金の微粉化が進行すると、水素吸蔵合金の比表面積が加
速度的に増加するため、水素吸蔵合金表面のアルカリ性
電解液による劣化面積の割合が増加する。しかも、水素
吸蔵合金粉末と集電体との間の導電性も劣化するため、
サイクル寿命が低下する上に電極特性も劣化する。[0004] However, the negative electrode containing the hydrogen storage alloy is immersed in a concentrated alkaline aqueous solution as an electrolytic solution in a state where the negative electrode is incorporated in a secondary battery, and is exposed to oxygen generated from the positive electrode particularly during overcharge. In addition, the hydrogen storage alloy is corroded and the electrode characteristics are likely to deteriorate. Further, at the time of charging and discharging, the volume expands and contracts in accordance with the occlusion and release of hydrogen in the hydrogen storage alloy, so that the hydrogen storage alloy cracks and the hydrogen storage alloy powder becomes finer. As the pulverization of the hydrogen storage alloy progresses, the specific surface area of the hydrogen storage alloy increases at an accelerated rate, so that the ratio of the area of the surface of the hydrogen storage alloy deteriorated by the alkaline electrolyte increases. Moreover, since the conductivity between the hydrogen storage alloy powder and the current collector also deteriorates,
The cycle life is reduced and the electrode characteristics are also deteriorated.
【0005】そこで、上述した問題を解決するために水
素吸蔵合金を多元化したり、水素吸蔵合金粉末表面また
は水素吸蔵合金を含む負極表面にニッケル薄膜や銅薄膜
をめっき法、蒸着法等により付着させ電解液と直接接触
しないようにして耐食性を向上させたり、機械的強度を
増加させて割れを防止したり、あるいはアルカリ溶液中
へ浸漬後、乾燥させることにより水素吸蔵合金表面の劣
化を抑制したりという方法が提案されているが、必ずし
も十分な改善を図ることができず、却って電極容量の低
下を招く場合があった。Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, the hydrogen storage alloy is diversified, or a nickel thin film or a copper thin film is adhered to the surface of the hydrogen storage alloy powder or the negative electrode including the hydrogen storage alloy by a plating method, a vapor deposition method or the like. Improve corrosion resistance by preventing direct contact with the electrolyte, prevent mechanical cracks by increasing mechanical strength, or suppress deterioration of the hydrogen storage alloy surface by immersing it in an alkaline solution and drying it. However, it has not always been possible to achieve a sufficient improvement, and in some cases, the electrode capacity is reduced.
【0006】上記アルカリ二次電池に用いられる水素吸
蔵合金として、LaNi5 で代表されるAB5 系合金が
ある。この六方晶構造を有する合金系を使用した負極
は、従来の代表的なアルカリ二次電池用負電極材料であ
るカドミウムを使用した場合と比較して、電池の単位重
量または単位容積当りの実効的なエネルギ密度を大きく
することが可能であり、電池の高容量化を可能とする上
に、カドミウム公害等の環境汚染を発生するおそれも少
なく、電池特性も良好であるという特徴を有している。
また上記AB5 系合金を使用した電池では大電流放電が
可能であるという長所がある。As a hydrogen storage alloy used in the above alkaline secondary battery, there is an AB 5 type alloy represented by LaNi 5 . The negative electrode using the alloy system having the hexagonal structure has a more effective battery per unit weight or unit volume than the case of using cadmium which is a conventional representative negative electrode material for an alkaline secondary battery. Energy density can be increased, the battery capacity can be increased, and there is little risk of environmental pollution such as cadmium pollution, and the battery characteristics are good. .
Also, a battery using the above AB 5 alloy has an advantage that a large current discharge is possible.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記L
m−Ni−Co−Al系合金(LmはLa富化ミッシュ
メタル)から成るAB5 系水素吸蔵合金の電極容量は、
未だ300mAh/g未満という低い状態であり、また
充放電によるサイクル寿命は200サイクル程度であ
る。また上記AB5 系合金を使用した電池では放電電流
を高く設定できる長所がある。しかしながら、昨今の技
術的要求水準である電極容量およびサイクル寿命を共に
満足する段階には到達していない。However, the above L
electrode capacitance of m-Ni-Co-Al alloy (Lm is La enriched misch metal) consisting of AB 5 hydrogen storage alloy,
The state is still as low as less than 300 mAh / g, and the cycle life due to charge and discharge is about 200 cycles. Also, a battery using the above AB 5 alloy has an advantage that the discharge current can be set high. However, it has not yet reached a stage that satisfies both the electrode capacity and the cycle life, which are the current technical requirements.
【0008】また上記従来の水素吸蔵合金を負極材料と
して使用したニッケル水素電池においては、電池が使用
される温度範囲(−20℃〜+80℃)の上限温度領域
および下限温度領域で電池容量の低下が顕著になり、場
合によっては放電しないこともあり、電池機能が著しく
低下する問題点があった。特に寒冷地にて使用した場合
には電圧降下が大きくなり、機器の動作不良を生じる難
点があり、いずれにしても電池を駆動電源とする機器の
動作信頼性が大幅に低下してしまう問題点があった。Further, in the nickel-hydrogen battery using the above conventional hydrogen storage alloy as a negative electrode material, the battery capacity is lowered in the upper limit temperature range and the lower limit temperature region of the temperature range (-20 ° C. to + 80 ° C.) in which the battery is used. And the battery may not be discharged in some cases, resulting in a significant decrease in battery function. In particular, when used in cold regions, the voltage drop becomes large, and there is a problem that equipment malfunctions occur, and in any case the reliability of operation of equipment that uses a battery as a driving power source drops significantly. was there.
【0009】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであり、特に低温度域における容量の低下が少
なく、広い使用温度範囲において高い電極容量が得られ
るとともに、電池の長寿命化を実現することが可能な電
池用水素吸蔵合金およびその合金を使用したニッケル水
素二次電池を提供することを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and in particular, a reduction in capacity in a low temperature range is small, a high electrode capacity can be obtained in a wide operating temperature range, and a long service life of a battery can be obtained. An object of the present invention is to provide a hydrogen storage alloy for a battery that can be realized and a nickel-hydrogen secondary battery using the alloy.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願発明者らは電池の動作環境に適した水素吸蔵合金に
ついて鋭意研究を重ねた。その結果、合金成分として希
土類元素とニッケル(Ni)とを基本とする金属間化合
物に、さらにTi,Zr,Hfなどの IVa族元素を加え
て合金の組成を所定範囲に調整したときに、水素吸蔵特
性および耐食性が優れた水素吸蔵合金が得られ、また、
この合金を負極材料として使用した場合に電極容量と寿
命特性と容量の温度特性とがバランスしたニッケル水素
二次電池が得られるという知見を得た。本発明は上記知
見に基づいて完成されたものである。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present inventors have made intensive studies on a hydrogen storage alloy suitable for the operating environment of a battery. As a result, when an IVa group element such as Ti, Zr, or Hf is further added to an intermetallic compound based on a rare earth element and nickel (Ni) as an alloy component to adjust the composition of the alloy to a predetermined range, hydrogen A hydrogen storage alloy having excellent storage characteristics and corrosion resistance can be obtained.
It was found that when this alloy is used as a negative electrode material, a nickel-hydrogen secondary battery having a balanced electrode capacity, life characteristics, and temperature characteristics of capacity can be obtained. The present invention has been completed based on the above findings.
【0011】すなわち本発明に係る電池用水素吸蔵合金
は、一般式Ra Mb M′c Ad Ni100-a-b-c-d (但
し、RはY,La,Ce,Sm,NdおよびPrから選
択される少なくとも1種の元素であり、MはTi,Zr
およびHfから選択される少なくとも1種の元素であ
り、M′はCo,Fe,Cr,MnおよびCuから選択
される少なくとも1種の元素であり、AはAl,Ga,
Si,Ge,Sn,V,Nb,Ta,MoおよびWから
選択される少なくとも1種の元素であり、a,b,c,
dは原子%でそれぞれ10≦a≦30,5≦b≦20,
0≦c≦30,0≦d≦10である。)で表わされる組
成を有することを特徴とする。また合金の平均結晶粒径
が1〜100nmの範囲であるとよい。[0011] That cell hydrogen-absorbing alloy according to the present invention have the general formula R a M b M 'c A d Ni 100-abcd ( Here, R is selected Y, La, Ce, Sm, Nd, and Pr At least one element, M is Ti, Zr
And at least one element selected from Hf, M ′ is at least one element selected from Co, Fe, Cr, Mn and Cu, and A is Al, Ga,
At least one element selected from Si, Ge, Sn, V, Nb, Ta, Mo, and W, and a, b, c,
d is atomic% and 10 ≦ a ≦ 30, 5 ≦ b ≦ 20,
0 ≦ c ≦ 30 and 0 ≦ d ≦ 10. ). The average crystal grain size of the alloy is preferably in the range of 1 to 100 nm.
【0012】本発明に係る電池用水素吸蔵合金は、通常
の真空溶解・鋳造法によって製造することができる。し
かしながら、後述するような鋳造凝固後に行なう均質化
熱処理の条件を緩和するために、上記のような所定の組
成を有する合金溶湯を、高速移動する冷却体と接触させ
て100℃/分以上の冷却速度で急冷凝固せしめること
により製造することが望ましい。このような急冷凝固処
理によって、厚さが20〜300μm程度のフレーク形
状の合金試料が得られる。この場合、合金組織をアモル
ファス相とすることも可能であり、このアモルファス相
を有する合金を、その結晶化温度以上の温度で熱処理す
ることにより、微細な結晶粒から成る合金が得られ、高
容量で長寿命の水素吸蔵合金が得られる。The hydrogen storage alloy for batteries according to the present invention can be manufactured by a usual vacuum melting / casting method. However, in order to relax the conditions of the homogenizing heat treatment performed after casting and solidification, which will be described later, the molten alloy having the above-described predetermined composition is brought into contact with a high-speed moving cooling body to cool at 100 ° C./min or more. It is desirable to manufacture by quenching and solidifying at a speed. By such rapid solidification treatment, a flake-shaped alloy sample having a thickness of about 20 to 300 μm can be obtained. In this case, it is also possible to make the alloy structure into an amorphous phase, and by heat-treating the alloy having this amorphous phase at a temperature above its crystallization temperature, an alloy composed of fine crystal grains can be obtained, and high capacity A long-life hydrogen storage alloy can be obtained.
【0013】上記急冷凝固処理により、添加成分が合金
組織中に均一に分散し、また粒界析出相も微細化されて
電池の長寿命化を図ることができる。ここで合金の微細
結晶の大きさは平均的に1〜100nm程度である。そ
して結晶粒の微細化により、合金による水素吸蔵速度が
早くなり、電池材料とした場合に放電容量の立上りが早
くなる。By the above rapid solidification treatment, the additive components are uniformly dispersed in the alloy structure, and the grain boundary precipitation phase is also refined to prolong the life of the battery. Here, the size of the fine crystals of the alloy is about 1 to 100 nm on average. And, by making the crystal grains fine, the hydrogen storage rate by the alloy is increased, and the rise of the discharge capacity is quickened when the battery material is used.
【0014】なお、上記のような溶湯急冷法によって調
製した合金中の内部歪みを除去して均質化を図るために
非酸化性雰囲気中で合金を温度400〜1100℃で1
〜10時間加熱する均質化熱処理を行うとよい。In order to eliminate internal strain in the alloy prepared by the molten metal quenching method and homogenize the alloy, the alloy is kept at a temperature of 400 to 1100 ° C. in a non-oxidizing atmosphere.
A homogenizing heat treatment of heating for 10 hours is preferably performed.
【0015】また本発明に係るニッケル水素二次電池
は、上記所定の組成を有する水素吸蔵合金を含む負極
と,ニッケル酸化物を含む正極との間に電気絶縁性を有
するセパレータを介装して密閉容器内に収容し、この密
閉容器内にアルカリ電解液を充填したことを特徴とす
る。Further, in the nickel-metal hydride secondary battery according to the present invention, a separator having electrical insulation is interposed between a negative electrode containing a hydrogen storage alloy having the above-mentioned predetermined composition and a positive electrode containing nickel oxide. It is housed in a closed container, and the closed container is filled with an alkaline electrolyte.
【0016】本発明に係る電池用水素吸蔵合金におい
て、一般式中、Rは電池の高容量化の基本となる水素吸
蔵能力を有する元素であり、その含有量は、容量と寿命
とのバランスを考慮して、他の構成成分との比で決定さ
れる。RはY,La,Ce,Sm,NdおよびPrから
選択される少なくとも1種の元素であり、通常は複数の
希土類元素の混合物であるミッシュメタル(Mm)とし
て使用される。このR成分の添加量aが10原子%未満
では容量が過小になり、電池の基本特性が得られない。
一方、添加量aが30原子%を超える場合には、水素平
衡圧が過度に低下するために電池機能が損われる。その
めたR成分の添加量aは10〜30原子%の範囲とされ
るが、15〜25原子%の範囲がより好ましい。In the hydrogen storage alloy for a battery according to the present invention, in the general formula, R is an element having a hydrogen storage capacity which is the basis for increasing the capacity of the battery, and its content balances the capacity and the life. Considered, it is determined by the ratio with other constituents. R is at least one element selected from Y, La, Ce, Sm, Nd and Pr, and is usually used as a misch metal (Mm) which is a mixture of a plurality of rare earth elements. If the added amount a of the R component is less than 10 atomic%, the capacity becomes too small and the basic characteristics of the battery cannot be obtained.
On the other hand, when the added amount a exceeds 30 atomic%, the hydrogen equilibrium pressure is excessively lowered, and the battery function is impaired. The added amount a of the R component is set in the range of 10 to 30 atom%, and more preferably in the range of 15 to 25 atom%.
【0017】なお、寿命を延ばす観点からは、R成分と
して特にLa,CeおよびPrを使用することが好まし
く、特に高容量化を図るためには、Laが有効である。From the viewpoint of extending the life, it is preferable to use La, Ce and Pr as the R component, and La is particularly effective for achieving a high capacity.
【0018】MはTi,ZrおよびそのHfから選択さ
れる少なくとも1種の元素であり、これらのM成分は水
素吸蔵量の増大と寿命特性の安定化とに有効な元素であ
る。このM成分の添加量bが5原子%未満では上記効果
が不十分である一方、添加量bが20原子%を超える場
合には寿命特性が低下する。したがってM成分の添加量
bは5〜20原子%とされるが、7〜15原子%の範囲
がより好ましい。なお長寿命化の観点から、M成分とし
てZrおよびTiを使用することが好ましい。M is at least one element selected from Ti, Zr and its Hf, and these M components are elements effective for increasing the hydrogen storage amount and stabilizing the life characteristics. If the addition amount b of the M component is less than 5 atom%, the above effect is insufficient, while if the addition amount b exceeds 20 atom%, the life characteristics are deteriorated. Therefore, the addition amount b of the M component is set to 5 to 20 atom%, but the range of 7 to 15 atom% is more preferable. From the viewpoint of extending the life, it is preferable to use Zr and Ti as the M component.
【0019】また、M′成分は、Co,Fe,Cr,M
nおよびCuから選択される少なくとも1種の元素であ
る。これらのM′成分は合金界面での触媒作用を高め、
水素の拡散速度を早める効果をもたらす成分であり、そ
の添加量Cは、0〜30原子%の範囲に設定される。添
加量Cが30原子%を超えると電池容量が過少になり、
電池としての基本要求特性を満足することが困難であ
る。好ましい添加量Cは25原子%以下である。The M'component is Co, Fe, Cr, M
It is at least one element selected from n and Cu. These M'components enhance the catalytic action at the alloy interface,
It is a component that brings about the effect of accelerating the diffusion rate of hydrogen, and the addition amount C thereof is set in the range of 0 to 30 atomic%. If the added amount C exceeds 30 atom%, the battery capacity becomes too small,
It is difficult to satisfy the basic required characteristics as a battery. The preferable addition amount C is 25 atomic% or less.
【0020】さらにAはAl,Ga,Si,Ge,S
n,V,Nb,Ta,MoおよびWから選ばれる少なく
とも1種であり、これらの元素はいずれも合金の寿命改
善に有効である。これらのA成分の添加量dが10原子
%を超える場合には容量の低下を招く。Further, A is Al, Ga, Si, Ge, S
It is at least one selected from n, V, Nb, Ta, Mo and W, and all of these elements are effective for improving the life of the alloy. When the addition amount d of these A components exceeds 10 atomic%, the capacity is lowered.
【0021】Niは希土類成分(R)と合金化されて、
耐食性に優れた希土類−Ni系水素吸蔵合金を形成して
水素の吸蔵・放出を行うための基本元素であり、上記
R,M,M′,A成分の残部成分として添加される。上
記Niの添加量の範囲内において、密閉型電池における
水素吸蔵平衡圧を適正に設定することができる。Ni is alloyed with the rare earth component (R),
It is a basic element for forming a rare earth-Ni based hydrogen storage alloy having excellent corrosion resistance to store and release hydrogen, and is added as the balance component of the R, M, M ', and A components. Within the range of the amount of Ni added, the hydrogen storage equilibrium pressure in the sealed battery can be set appropriately.
【0022】また上記M′成分のうち、Mnは、水素吸
蔵合金を含む負電極の高容量化、不働態膜の形成促進に
よる耐食性改善および水素の吸蔵放出圧力(平衡圧)の
低下調整に有効である。またA成分としてのAlはMn
と同様に水素の吸蔵放出圧力(解離圧)を、密閉型電池
に好適な操作圧力まで下げる作用を有するとともに耐久
性を増加させることができる。Of the above M'components, Mn is effective in increasing the capacity of the negative electrode containing the hydrogen storage alloy, improving the corrosion resistance by promoting the formation of a passive film, and adjusting the hydrogen storage / release pressure (equilibrium pressure) to be lowered. Is. Al as the A component is Mn
In the same manner as described above, the hydrogen storage and release pressure (dissociation pressure) can be reduced to an operation pressure suitable for a sealed battery, and the durability can be increased.
【0023】またM′成分としてのCoは、電解液等に
対する合金の耐食性を向上させる上で有効であり、合金
の微粉化は顕著に抑制され、電池の寿命特性が改善され
る。なおCo添加量を増やすとサイクル寿命は向上する
反面、電極容量が低下する傾向があるため、電池の用途
に応じてCo添加量の最適化を図る必要がある。Further, Co as the M'component is effective in improving the corrosion resistance of the alloy with respect to the electrolytic solution, etc., and the pulverization of the alloy is significantly suppressed, and the life characteristics of the battery are improved. Although the cycle life is improved as the amount of Co added increases, the electrode capacity tends to decrease, so it is necessary to optimize the amount of Co added depending on the application of the battery.
【0024】この他、本発明に係る水素吸蔵合金には、
Pb,C,N,O,FおよびClなどの元素が不純物と
して本願発明合金の特性を阻害しない範囲で含まれてい
てもよい。なお、これらの不純物の含有量はそれぞれ6
000ppm以下の範囲であることが好ましい。より好
ましくは5000ppm以下、さらに好ましくは400
0ppm以下が良い。In addition, the hydrogen storage alloy according to the present invention includes
Elements such as Pb, C, N, O, F and Cl may be contained as impurities within a range that does not impair the characteristics of the alloy of the present invention. The content of each of these impurities is 6
It is preferably in the range of 000 ppm or less. More preferably 5000 ppm or less, still more preferably 400 ppm
0 ppm or less is good.
【0025】上記のような一般式で表わされる組成を有
する合金溶湯を100℃/分以上の冷却速度条件で急冷
凝固せしめることにより、特に限られた範囲の水素平衡
圧を有する水素吸蔵合金であり、電池の負極材料として
使用した場合に広い温度範囲において高容量が維持で
き、温度依存性が少ない水素吸蔵合金が得られる。具体
的に、この温度依存性が少ない合金の水素平衡圧は、温
度60℃における評価基準で0.05〜0.6atm の範
囲である。A hydrogen storage alloy having a hydrogen equilibrium pressure within a limited range is obtained by quenching and solidifying an alloy melt having a composition represented by the above general formula at a cooling rate of 100 ° C./min or more. When used as a negative electrode material for a battery, a hydrogen storage alloy that can maintain a high capacity over a wide temperature range and has little temperature dependence can be obtained. Specifically, the hydrogen equilibrium pressure of the alloy having a small temperature dependency is in the range of 0.05 to 0.6 atm based on the evaluation standard at a temperature of 60 ° C.
【0026】ここで水素平衡圧は、金属1原子あたりに
吸蔵される水素原子数が0.4のときの水素圧である。
この水素平衡圧が0.05atm 未満では、電池電圧が低
くなり過ぎ、特に0℃以下の低温度使用条件下での放電
容量が小さくなる。一方、水素平衡圧が0.6atm を超
える場合には、例えば80℃以上の高温度での容量低下
が大きくなり、高温条件下での電池の使用が困難にな
る。Here, the hydrogen equilibrium pressure is the hydrogen pressure when the number of hydrogen atoms stored per metal atom is 0.4.
If the hydrogen equilibrium pressure is less than 0.05 atm, the battery voltage will be too low, and the discharge capacity will be small especially under low temperature use conditions of 0 ° C or lower. On the other hand, when the hydrogen equilibrium pressure exceeds 0.6 atm, the capacity decrease at a high temperature of, for example, 80 ° C. or more becomes large, and it becomes difficult to use the battery under high temperature conditions.
【0027】本発明に係る水素吸蔵合金においては、所
定組成の合金溶湯を急冷処理して調製しているため、合
金組織を構成している結晶粒が微細化し、水素の吸蔵お
よび放出に必要な経路が十分に確保される。そして、そ
の経路を経由して水素の吸蔵および放出が容易に進行す
る。すなわち水素の移動方式について、温度の影響を受
け易い合金内拡散に依存する割合が低下するため、0℃
以下の低温条件下においても、容量の低下が効果的に抑
制される結果、温度依存性の少ない水素吸蔵合金が得ら
れるものと考えられる。In the hydrogen storage alloy according to the present invention, since the molten alloy having a predetermined composition is prepared by quenching, the crystal grains constituting the alloy structure are made finer and necessary for storage and release of hydrogen. A sufficient route is secured. Then, the occlusion and release of hydrogen easily proceed through the route. That is, in the hydrogen transfer method, the ratio depending on the diffusion in the alloy, which is susceptible to the temperature, is reduced.
Even under the following low temperature conditions, it is considered that as a result of effectively suppressing the decrease in capacity, a hydrogen storage alloy having little temperature dependence can be obtained.
【0028】本発明に係る電池用水素吸蔵合金の製造方
法としては、合金組成を均一化して偏析を防止し得る方
法であれば特に限定されない。すなわち所定組成を有す
るように調合した原料混合体をアーク炉等で加熱して合
金溶湯を調製し、しかる後に通常の鋳造法,ガスアトマ
イズ法.回転ディスク法,遠心噴霧法,単ロール法,双
ロール法などを使用して上記合金溶湯を冷却凝固せしめ
て形成される。The method for producing the hydrogen storage alloy for a battery according to the present invention is not particularly limited as long as the alloy composition can be made uniform to prevent segregation. That is, a raw material mixture prepared so as to have a predetermined composition is heated in an arc furnace or the like to prepare a molten alloy, and thereafter, a normal casting method, a gas atomizing method, or the like. The molten alloy is formed by cooling and solidifying the molten alloy using a rotating disk method, a centrifugal spray method, a single roll method, a twin roll method, or the like.
【0029】合金溶湯を冷却するに際し、冷却速度を1
00℃/分以上,好ましくは300℃/分以上、さらに
好ましくは2500℃/分以上に設定することにより、
ミッシュメタルとしてLaを相対的に多量に含有した場
合においても、組織が均一であり、偏析が少ない合金が
得られる。上記の合金溶湯の冷却凝固法としては、例え
ば水冷したCu製円板上に合金溶湯を注ぎ、10〜50
mm程度の厚さを有する合金ブロックを作製する方法を使
用してもよい。この冷却凝固処理と後述する熱処理とを
実施することにより、高容量かつ長寿命の電池用水素吸
蔵合金が得られる。When cooling the molten alloy, the cooling rate is 1
By setting it to 00 ° C./min or higher, preferably 300 ° C./min or higher, more preferably 2500 ° C./min or higher,
Even when a relatively large amount of La is contained as the misch metal, an alloy having a uniform structure and less segregation can be obtained. Examples of the cooling and solidifying method of the above-mentioned molten alloy include pouring the molten alloy onto a water-cooled Cu disk to obtain 10 to 50
A method of making an alloy block having a thickness on the order of mm may be used. By performing the cooling and solidifying treatment and the heat treatment described later, a high-capacity and long-life hydrogen-absorbing alloy for a battery can be obtained.
【0030】さらに高速移動する冷却体上に合金溶融を
射出し、厚さ20〜300μm程度のフレーク状合金と
した場合には、1〜100nm程度の微細な結晶粒から
成る水素吸蔵合金が得られ、高容量かつ長寿命の電池を
形成することができる。また結晶粒の微細化により、合
金の水素吸収速度が速くなり、二次電池とした場合に放
電容量の立上がりが早くなる。When the molten alloy is injected onto a cooling body moving at a higher speed to form a flake-like alloy having a thickness of about 20 to 300 μm, a hydrogen storage alloy composed of fine crystal grains of about 1 to 100 nm is obtained. It is possible to form a battery having high capacity and long life. Further, the refinement of the crystal grains increases the hydrogen absorption rate of the alloy, and the rise of the discharge capacity in a secondary battery becomes faster.
【0031】さらに合金溶湯の冷却凝固法として、特に
ガスアトマイズ法,回転ディスク法,遠心噴霧法,単ロ
ール法、双ロール法等のように溶融状態にある合金溶湯
を急冷する溶湯急冷法を用い、冷却ロールの材質および
表面性,冷却ロールの回転数(走行面の周速),溶湯温
度,冷却ロール用の冷却水温度,冷却チャンバ内のガス
種,圧力,溶湯噴射ノズル径,噴射量等の製造条件を最
適化することにより合金を安定的に大量に製造すること
ができる。Further, as a cooling and solidifying method for the molten alloy, a molten metal quenching method for quenching the molten molten alloy, such as a gas atomizing method, a rotating disk method, a centrifugal atomizing method, a single roll method, a twin roll method, etc., is used. The material and surface properties of the chill roll, the number of rotations of the chill roll (circumferential speed of the running surface), the temperature of the molten metal, the temperature of the cooling water for the cooling roll, the type of gas in the cooling chamber, the pressure, the diameter of the molten metal injection nozzle, the injection amount By optimizing the manufacturing conditions, the alloy can be stably manufactured in large quantities.
【0032】単ロール法 図1は、単ロール法による水素吸蔵合金製造装置を示
す。この製造装置は、銅、ニッケル等の熱導伝性に優れ
る直径400mm程度の冷却ロール5と、取鍋2から供
給された水素吸蔵合金溶湯3を貯留した後に前記冷却ロ
ール5の走行面に噴射する注湯ノズル4とを備えた構成
となっている。前記冷却ロール5等は不活性ガス雰囲気
に調整された冷却チャンバー1内に収納されている。ま
た、前記冷却ロール5の回転数は、冷却ロール5の濡性
と冷却速度および水素吸蔵合金溶湯3の噴射量に依存す
るが、概ね300〜5000rpmに設定される。 Single Roll Method FIG. 1 shows an apparatus for producing a hydrogen storage alloy by the single roll method. This manufacturing apparatus stores a cooling roll 5 having a diameter of about 400 mm, which is excellent in heat conductivity such as copper and nickel, and a hydrogen storage alloy melt 3 supplied from a ladle 2 and then sprays the same onto the running surface of the cooling roll 5. And a pouring nozzle 4 to be used. The cooling roll 5 and the like are housed in a cooling chamber 1 adjusted to an inert gas atmosphere. The rotation speed of the cooling roll 5 depends on the wettability and cooling rate of the cooling roll 5 and the injection amount of the hydrogen-absorbing alloy melt 3, but is generally set at 300 to 5000 rpm.
【0033】上述した図1に示す製造装置において、取
鍋2から供給された水素吸蔵合金溶湯3を注湯ノズル4
より冷却ロール5の走行面へ噴射すると、合金溶湯は冷
却ロール5に接する面より固化し、結晶成長が始まり、
冷却ロール5より離脱するまでに完全に固化が終了す
る。その後、冷却チャンバー1内を飛翔する間に更に冷
却が進み、偏析が少なく結晶成長方向が揃った水素吸蔵
合金6が製造される。In the manufacturing apparatus shown in FIG. 1 described above, the molten hydrogen storage alloy 3 supplied from the ladle 2 is poured into the pouring nozzle 4.
When the molten alloy is further sprayed onto the running surface of the cooling roll 5, the alloy melt solidifies from the surface in contact with the cooling roll 5, and crystal growth starts,
The solidification is completely completed before the solidification is removed from the cooling roll 5. Thereafter, the cooling proceeds further while flying in the cooling chamber 1, and the hydrogen storage alloy 6 with less segregation and a uniform crystal growth direction is manufactured.
【0034】双ロール法 図2は、双ロール法による水素吸蔵合金製造装置を示
す。この製造装置は、冷却チャンバー1内に各走行面が
対向するように配置された1対以上の冷却ロール5a,
5bと、原料金属を溶解し水素吸蔵合金溶湯3を調製す
る溶解炉7と、この溶解炉7からの水素吸蔵合金溶湯3
をタンディッシュ8を経て前記冷却ロール5a,5bの
間に噴射する注湯ノズル4を備えた構成になっている。 Twin Roll Method FIG. 2 shows an apparatus for producing a hydrogen storage alloy by the twin roll method. This manufacturing apparatus includes one or more pairs of cooling rolls 5 a, which are arranged in the cooling chamber 1 such that respective running surfaces face each other.
5b, a melting furnace 7 for melting the raw material metal to prepare a hydrogen storage alloy melt 3, and a hydrogen storage alloy melt 3 from the melting furnace 7.
Is provided between the cooling rolls 5a and 5b via a tundish 8.
【0035】前記冷却ロール5a,5bは、銅、鉄等の
熱導伝性に優れた材質で形成された直径300mm程度
のものである。前記冷却ロール5a,5bは0〜0.5
mm程度の微少な間隙dを維持しながら300〜200
0rpm程度の回転数で高速回転する。なお、冷却ロー
ルとしては図2に示すように走行面が平行になっている
ものの他、走行面の断面形状をU字型やV字型とした、
いわゆる型ロールを採用することもできる。また、冷却
ロール5a,5bの間隙dを過大にすると、冷却方向が
揃わず、その結果結晶成長方向が揃わない水素吸蔵合金
が製造されるため、0.2mm以下に設定することが好
ましい。The cooling rolls 5a and 5b are made of a material having excellent heat conductivity such as copper and iron, and have a diameter of about 300 mm. The cooling rolls 5a and 5b are 0 to 0.5
300 to 200 while maintaining a small gap d of about mm.
It rotates at a high speed of about 0 rpm. In addition, as a cooling roll, as shown in FIG. 2, the running surface is parallel, and the running surface has a U-shaped or V-shaped cross-sectional shape.
A so-called mold roll can also be employed. Further, if the gap d between the cooling rolls 5a and 5b is excessively large, the cooling directions are not aligned, and as a result, a hydrogen storage alloy in which the crystal growth directions are not aligned is manufactured. Therefore, it is preferably set to 0.2 mm or less.
【0036】上述した図2に示す製造装置において、注
湯ノズル4から水素吸蔵合金溶湯3を冷却ロール5a,
5bの間隙方向へ噴射すると、水素吸蔵合金溶湯が両側
の冷却ロール5a,5bに接する側より固化、結晶成長
が始まり、冷却ロール5a,5bより離脱するまでに完
全に固化が終了する。その後、冷却チャンバー1内を飛
翔する間に更に冷却が進み、偏析が少なく結晶成長方向
が揃った水素吸蔵合金6が製造される。In the above-mentioned manufacturing apparatus shown in FIG. 2, the molten hydrogen-absorbing alloy 3 is fed from the pouring nozzle 4 to the cooling rolls 5a,
When the molten hydrogen storage alloy is injected in the gap direction of 5b, solidification and crystal growth of the hydrogen storage alloy melt start from the sides in contact with the cooling rolls 5a, 5b on both sides, and complete solidification by the time the metal is separated from the cooling rolls 5a, 5b. Thereafter, the cooling proceeds further while flying in the cooling chamber 1, and the hydrogen storage alloy 6 with less segregation and a uniform crystal growth direction is manufactured.
【0037】上記のような冷却凝固法を使用して、ブロ
ック状,リボン状,フレーク状または粒状の水素吸蔵合
金を製造する場合、合金溶湯の凝固時の試料内温度勾
配、冷却ロールや回転ディスクの材質、合金溶湯の供給
量等の条件により等軸晶組織や柱状晶組織やアモルファ
ス相が合金内に形成される。When a block-shaped, ribbon-shaped, flake-shaped or granular hydrogen storage alloy is produced by using the cooling solidification method as described above, the temperature gradient in the sample during the solidification of the molten alloy, the cooling roll or the rotating disk An equiaxed crystal structure, a columnar crystal structure, and an amorphous phase are formed in the alloy depending on the material, the amount of the molten alloy supplied, and the like.
【0038】上記合金粒子の製造工程において、100
℃/分以上、好ましくは300℃/分以上、さらに好ま
しくは1800℃/分以上の冷却速度にて溶湯を急冷処
理して水素吸蔵合金を製造すると、合金を構成する各結
晶粒が1〜100nm程度と微細化し、合金強度が高ま
るとともに、粒界の乱れが減少するため、水素の吸蔵量
が増大し、電極容量を高めることができる。In the manufacturing process of the above alloy particles, 100
C./min or more, preferably 300.degree. C./min or more, more preferably 1800.degree. C./min or more, when the molten metal is rapidly cooled to produce a hydrogen storage alloy, each crystal grain forming the alloy has a grain size of 1 to 100 nm. The degree of refinement and the alloy strength are increased, and the disorder of the grain boundaries is reduced, so that the hydrogen storage amount is increased and the electrode capacity can be increased.
【0039】上記溶湯急冷処理により、少なくとも一部
に柱状晶組織を発達させた水素吸蔵合金を形成すること
ができる。ここで柱状晶とは、短径と長径との比(アス
ペクト比)が1:2以上である柱状結晶粒をいう。上記
柱状晶組織においては、等軸晶組織とは異なり、結晶方
位が揃っているため、粒界の乱れが少なく、水素の吸蔵
量が増し、電極容量を増大化できることが本発明者らの
実験により確認された。By the above-mentioned molten metal quenching treatment, a hydrogen storage alloy having a columnar crystal structure developed at least partially can be formed. Here, the columnar crystal refers to a columnar crystal grain having a ratio of minor axis to major axis (aspect ratio) of 1: 2 or more. In the above columnar crystal structure, unlike the equiaxed crystal structure, the crystal orientation is uniform, so that the disorder of the grain boundaries is small, the amount of hydrogen occlusion is increased, and the electrode capacity can be increased. Confirmed by
【0040】すなわち柱状晶組織においては、その界面
に沿って、水素分子または水素原子の通路が形成される
ため、合金内への水素の吸蔵あるいは放出が容易にな
り、電極容量が増加する。また柱状晶組織における偏析
は、極めて少なくなる。従って偏析による局部電池の形
成が少なく、合金組織の微細化による寿命低下も効果的
に防止できる。That is, in the columnar crystal structure, passages of hydrogen molecules or hydrogen atoms are formed along the interface, so that hydrogen is easily absorbed or released into the alloy and the electrode capacity is increased. Further, segregation in the columnar crystal structure is extremely reduced. Therefore, formation of a local battery due to segregation is small, and a reduction in life due to miniaturization of the alloy structure can be effectively prevented.
【0041】上記のように調製した合金に対しては、結
晶粒度の調整を行なうなどの要求に応じて再結晶化熱処
理などの各種熱処理を実施することが好ましい。例え
ば、アモルファス化した合金に対しては、その合金の結
晶化温度以上の温度で熱処理を実施し結晶粒度の調整を
行なう。It is preferable to perform various heat treatments such as recrystallization heat treatment on the alloy prepared as described above according to demands such as adjustment of grain size. For example, an amorphous alloy is heat-treated at a temperature equal to or higher than the crystallization temperature of the alloy to adjust the crystal grain size.
【0042】ここで上記再結晶化熱処理は、合金を真空
中または不活性ガス雰囲気中で10℃/min の昇温速度
で加熱したときに得られる結晶化温度の−50℃から+
200℃の温度範囲で10分ないし24時間加熱して実
施される。Here, the recrystallization heat treatment is performed at + 50 ° C. which is a crystallization temperature obtained when the alloy is heated in a vacuum or an inert gas atmosphere at a temperature rising rate of 10 ° C./min.
It is carried out by heating in a temperature range of 200 ° C. for 10 minutes to 24 hours.
【0043】上記の結晶化のための熱処理において、加
熱温度が結晶化温度の−50℃以下では結晶化が起こり
にくく、また長時間の熱処理では合金表面の酸化が顕著
になってくる。また結晶化温度を200℃超える加熱温
度では、結晶粒の粗大化が起こり始め、合金を使用した
電極の特性が低下してしまう。また熱処理時間が10分
未満の場合には結晶化が十分起こらず、また24時間以
上では合金表面の酸化が問題となる。In the above heat treatment for crystallization, if the heating temperature is below the crystallization temperature of -50 ° C, crystallization does not easily occur, and if the heat treatment is carried out for a long time, oxidation of the alloy surface becomes remarkable. Further, at a heating temperature higher than the crystallization temperature by 200 ° C., coarsening of crystal grains begins to occur and the characteristics of the electrode using the alloy deteriorate. If the heat treatment time is less than 10 minutes, sufficient crystallization does not occur, and if it is 24 hours or more, oxidation of the alloy surface poses a problem.
【0044】また上記のように冷却凝固法により調製し
た合金においては、内部歪みが発生し易い一方、鋳造法
により調製した合金においては偏析が発生し易く、いず
れの場合にも合金を負極材料として用いた場合に電極容
量および寿命が低下する場合が多い。In addition, in the alloy prepared by the cooling solidification method as described above, internal strain is apt to occur, while in the alloy prepared by the casting method, segregation is apt to occur. When used, the electrode capacity and life often decrease.
【0045】そこで冷却凝固せしめて調製した合金を、
場合により、温度400〜1100℃で1〜10時間加
熱する均質化熱処理を予め行なうことが望ましい。Then, the alloy prepared by cooling and solidifying is
In some cases, it is desirable to carry out a homogenizing heat treatment in which heating is performed at a temperature of 400 to 1100 ° C. for 1 to 10 hours.
【0046】上記均質化熱処理の温度が400℃未満の
場合には、内部歪の除去が困難となる一方、温度が11
00℃を超える場合には、希土類元素あるいはIVa族
元素の酸化や蒸発による組成変動を引き起こしたり、二
次再結晶化による合金強度の低下を引起こす。そのため
熱処理温度は400〜1100℃の範囲に設定される。
特に電極特性を向上させるためには、500〜800℃
の範囲が好ましい。When the temperature of the homogenizing heat treatment is less than 400 ° C., it becomes difficult to remove the internal strain, while the temperature is 11
If the temperature is higher than 00 ° C., the composition may change due to oxidation or evaporation of the rare earth element or the group IVa element, or the alloy strength may decrease due to secondary recrystallization. Therefore, the heat treatment temperature is set in the range of 400 to 1100 ° C.
In particular, in order to improve the electrode properties,
Is preferred.
【0047】また熱処理時間が1時間未満の場合は、内
部歪の除去効果が少ない。一方処理時間が10時間を超
える程度に長期化すると結晶粒の粗大化を引起すおそれ
が高くなるため、製造効率も勘案すると2〜5時間が好
ましい。When the heat treatment time is less than 1 hour, the effect of removing the internal strain is small. On the other hand, if the treatment time is prolonged to the extent of more than 10 hours, there is a high risk of causing coarsening of crystal grains, so 2 to 5 hours are preferable in consideration of production efficiency.
【0048】なお熱処理雰囲気は、水素吸蔵合金の高温
酸化を防止するために、Arなどの不活性ガス雰囲気ま
たは真空が好ましい。The heat treatment atmosphere is preferably an inert gas atmosphere such as Ar or a vacuum in order to prevent high temperature oxidation of the hydrogen storage alloy.
【0049】上記のような条件で均質化熱処理を実施す
ることにより、合金の均質性を保ちながら内部歪を効果
的に除去することが可能となり、電極容量および寿命を
さらに高めることができる。By carrying out the homogenizing heat treatment under the conditions as described above, it becomes possible to effectively remove the internal strain while maintaining the homogeneity of the alloy, and further increase the electrode capacity and the life.
【0050】また上記のように調製した水素吸蔵合金に
対して下記のような表面処理を実施することにより、電
極材料として使用した場合に活性や立上り性などの電極
特性を改善することができる。すなわち、酸処理,アル
カリ処理,ふっ化処理等の表面処理を実施することによ
り、合金表面の活性や電池としての立上り性を高めるこ
とができる。上記表面処理のうち、特にKOHやNaO
Hを使用したアルカリ処理が特に有効である。これらの
表面処理は、急冷凝固したままの形状の状態で実施して
もよい。さらに粉砕した後の状態でも、または粉砕中の
状態で実施してもよい。By subjecting the hydrogen storage alloy prepared as described above to the following surface treatment, the electrode characteristics such as activity and rising property can be improved when it is used as an electrode material. That is, by performing a surface treatment such as an acid treatment, an alkali treatment, or a fluorination treatment, it is possible to enhance the activity of the alloy surface and the rising property as a battery. Among the above surface treatments, especially KOH and NaO
Alkaline treatment using H is particularly effective. These surface treatments may be performed in a state where the solidified solid remains rapidly quenched. Further, it may be carried out in a state after pulverization or in a state during pulverization.
【0051】次に、上記電池用水素吸蔵合金を負極活物
質として使用した本発明に係るニッケル水素二次電池
(円筒形ニッケル水素二次電池)について図3を参照し
て説明する。Next, a nickel-hydrogen secondary battery (cylindrical nickel-hydrogen secondary battery) according to the present invention using the above hydrogen storage alloy for a battery as a negative electrode active material will be described with reference to FIG.
【0052】本発明に係るニッケル水素二次電池は、前
記の一般式Ra Mb M′c Ad Ni100-a-b-c-d で表わ
される電池用水素吸蔵合金を含む負極11とニッケル酸
化物を含む正極12との間に電気絶縁性を有するセパレ
ータ13を介装して密閉容器14内に収容し、この密閉
容器14内にアルカリ電解液を充填して構成される。A nickel-hydrogen secondary battery according to the present invention comprises a negative electrode 11 containing a hydrogen storage alloy for a battery represented by the above general formula R a M b M ′ c A d Ni 100-abcd and a positive electrode containing nickel oxide. A separator 13 having electrical insulation is interposed between the container 12 and the container 12, and the container 13 is housed in a closed container 14, and the closed container 14 is filled with an alkaline electrolyte.
【0053】すなわち、水素吸蔵合金を含む水素吸蔵合
金電極(負極)11は、非焼結式ニッケル電極(正極)
12との間にセパレータ13を介在して渦巻状に捲回さ
れ、有底円筒状の容器14内に収納されている。アルカ
リ電解液は、前記容器14内に収容されている。中央に
穴15を有する円形の封口板16は、前記容器14の上
部開口部に配置されている。リング状の絶縁性ガスケッ
ト17は、前記封口板16の周縁と前記容器14の上部
開口部内面との間に配置され、前記上部開口部を内側に
縮径するカシメ加工により前記容器14に前記封口板1
6を前記ガスケット17を介して気密に固定している。
正極リード18は、一端が前記正極12に接続され、他
端が前記封口板16の下面に接続されている。帽子形状
をなす正極端子19は、前記封口板16上に前記穴15
を覆うように取り付けられている。ゴム製の安全弁20
は、前記封口板16と前記正極端子19で囲まれた空間
内に前記穴15を塞ぐように配置されている。絶縁チュ
ーブ21は、前記正極端子19および前記容器14の上
端に載置される鍔紙22を固定するように前記容器14
の上端付近に取り付けられている。That is, the hydrogen storage alloy electrode (negative electrode) 11 containing a hydrogen storage alloy is a non-sintered nickel electrode (positive electrode).
12 are wound spirally with a separator 13 interposed therebetween, and housed in a bottomed cylindrical container 14. The alkaline electrolyte is contained in the container 14. A circular sealing plate 16 having a hole 15 in the center is arranged at the upper opening of the container 14. The ring-shaped insulating gasket 17 is disposed between the peripheral edge of the sealing plate 16 and the inner surface of the upper opening of the container 14, and is sealed to the container 14 by caulking to reduce the diameter of the upper opening inward. Board 1
6 is hermetically fixed via the gasket 17.
One end of the positive electrode lead 18 is connected to the positive electrode 12, and the other end is connected to the lower surface of the sealing plate 16. The cap-shaped positive electrode terminal 19 is provided on the sealing plate 16 with the hole 15.
It is attached to cover. Rubber safety valve 20
Is disposed so as to close the hole 15 in a space surrounded by the sealing plate 16 and the positive electrode terminal 19. The insulating tube 21 is used to fix the positive electrode terminal 19 and the flange paper 22 placed on the upper end of the container 14.
It is attached near the upper end of.
【0054】前記水素吸蔵合金電極11は、以下に説明
するペースト式および非ペースト式のものが用いられ
る。 (1)ペースト式水素吸蔵合金電極は、上記水素吸蔵合
金を粉砕することにより得た水素吸蔵合金粉末と高分子
結着剤と必要に応じて添加される導電性粉末とを混合し
てペースト状とし、このペーストを集電体である導電性
基板に塗布、充填、乾燥した後、ローラープレス等を施
すことにより作製される。 (2)非ペースト式水素吸蔵合金電極は上記水素吸蔵合
金粉末と高分子結着剤と必要に応じて添加される導電性
粉末とを撹拌し、集電体である導電性基板に散布した後
ローラープレス等を施すことにより作製される。As the hydrogen storage alloy electrode 11, a paste type and a non-paste type described below are used. (1) The paste-type hydrogen storage alloy electrode is prepared by mixing a hydrogen storage alloy powder obtained by pulverizing the above-mentioned hydrogen storage alloy, a polymer binder, and a conductive powder to be added as necessary. The paste is applied to a conductive substrate serving as a current collector, filled, dried, and then subjected to a roller press or the like. (2) The non-paste type hydrogen storage alloy electrode is obtained by stirring the above-mentioned hydrogen storage alloy powder, the polymer binder, and the conductive powder to be added as required, and spraying the mixed powder on the conductive substrate serving as a current collector. It is produced by applying a roller press or the like.
【0055】前記水素吸蔵合金の粉砕方法としては、例
えばボールミル、パルペライザー、ジェットミル等の機
械的粉砕方法、または高圧の水素を吸蔵・放出させ、そ
の際の体積膨張により粉砕する方法が採用される。As a method for pulverizing the hydrogen storage alloy, for example, a mechanical pulverization method such as a ball mill, a pulperizer, or a jet mill, or a method in which high-pressure hydrogen is occluded / released and pulverized by volume expansion at that time, is employed. .
【0056】前記高分子結着剤としては、例えばポリア
クリル酸ソーダ、ポリテトラフルオロエチレン(PTF
E)、カルボキシメチルセルロース(CMC),ポリビ
ニルアルコール(PVA)等を挙げることができる。こ
のような高分子結着剤は、前記水素吸蔵合金100重量
部に対して0.1〜5重量部の範囲で配合することが好
ましい。ただし、前記(2)の非ペースト式水素吸蔵合
金電極を作製する場合には撹拌により繊維化して前記水
素吸蔵合金粉末および必要に応じて添加される導電性粉
末を三次元状(網目状)に固定することが可能なポリテ
トラフルオロエチレン(PTFE)を高分子結着剤とし
て用いることが好適である。Examples of the polymer binder include sodium polyacrylate and polytetrafluoroethylene (PTF).
E), carboxymethylcellulose (CMC), polyvinyl alcohol (PVA) and the like. Such a polymer binder is preferably blended in an amount of 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the hydrogen storage alloy. However, when preparing the non-paste type hydrogen storage alloy electrode of the above (2), the hydrogen storage alloy powder and the conductive powder to be added as required are formed into a three-dimensional shape (mesh shape) by fiberization by stirring. It is preferable to use immobilizable polytetrafluoroethylene (PTFE) as the polymer binder.
【0057】前記導電性粉末としては、例えば黒鉛粉
末、ケッチェンブラックなどのカーボン粉末、またはニ
ッケル、銅、コバルトなどの金属粉末を挙げることがで
きる。このような導電性粉末は、前記水素吸蔵合金10
0重量部に対して0.1〜5重量部の範囲で配合するこ
とが好ましい。Examples of the conductive powder include carbon powder such as graphite powder and Ketjen black, and metal powder such as nickel, copper and cobalt. Such conductive powder can be used as the hydrogen storage alloy 10
It is preferable to add 0.1 to 5 parts by weight to 0 part by weight.
【0058】前記導電性基板としては、例えばパンチド
メタル、エキスパンドメタル、金網等の二次元基板、ま
たは発泡メタル基板、網状焼結繊維基板、不織布へ金属
をめっきしたフェルトめっき基板等の三次元基板を挙げ
ることができる。ただし、前記(2)の非ペースト式水
素吸蔵合金電極を作製する場合には水素吸蔵合金粉末を
含む合剤が散布されることから二次元基板を導電性基板
として用いることが好適である。As the conductive substrate, for example, a two-dimensional substrate such as a punched metal, an expanded metal, or a wire mesh, or a three-dimensional substrate such as a foamed metal substrate, a reticulated sintered fiber substrate, or a felt-plated substrate obtained by plating a nonwoven fabric with a metal. Can be mentioned. However, when producing the non-paste type hydrogen storage alloy electrode of the above (2), it is preferable to use a two-dimensional substrate as the conductive substrate since a mixture containing the hydrogen storage alloy powder is sprayed.
【0059】前記水素吸蔵合金電極と組み合される非焼
結式ニッケル電極12は、例えば水酸化ニッケルと必要
に応じて添加される水酸化コバルト(Co(O
H)2 )、一酸化コバルト(CoO)、金属コバルト等
との混合物にカルボキシメチルセルロース(CMC)、
ポリアクリル酸ソーダなどのポリアクリル酸塩を適宜配
合してペーストとし、このペーストを発泡メタル基板、
網状焼結繊維基板、不織布へ金属をめっきしたフェルト
めっき基板などの三次元構造の基板に充填し、乾燥した
後、ローラープレス等を施すことにより作製される。The non-sintered nickel electrode 12 combined with the hydrogen storage alloy electrode is made of, for example, nickel hydroxide and cobalt hydroxide (Co (O
H) 2 ), carboxymethyl cellulose (CMC), a mixture with cobalt monoxide (CoO), metallic cobalt, etc.
A polyacrylic acid salt such as sodium polyacrylate is appropriately blended to form a paste, and this paste is used as a foam metal substrate,
It is prepared by filling a substrate having a three-dimensional structure such as a reticulated sintered fiber substrate or a felt-plated substrate obtained by plating a metal on a non-woven fabric, drying it, and then performing roller pressing or the like.
【0060】前記セパレータ13に使用される高分子繊
維不織布としては、例えばナイロン、ポリプロピレン、
ポリエチレンなどの単体高分子繊維、またはこれら高分
子繊維を混紡した複合高分子繊維を挙げることができ
る。The polymer fiber non-woven fabric used for the separator 13 is, for example, nylon, polypropylene,
Examples thereof include simple polymer fibers such as polyethylene, and composite polymer fibers obtained by blending these polymer fibers.
【0061】アルカリ電解液としては、例えば6規定か
ら9規定の濃度を有する水酸化カリウム溶液または前記
水酸化カリウム溶液に水酸化リチウム、水酸化ナトリウ
ムなどを混合したものが使用される。As the alkaline electrolyte, for example, a potassium hydroxide solution having a concentration of 6N to 9N or a mixture of the potassium hydroxide solution with lithium hydroxide, sodium hydroxide or the like is used.
【0062】上記構成に係る電池用水素吸蔵合金によれ
ば、合金を構成する希土類元素, IVa族元素,VIII族元
素, IVb族元素,IIIb族元素の種類およびその組成比を
Niに対して適正に設定しているため、水素の吸蔵特性
および耐食性が優れた電池用水素吸蔵合金が得られる。
したがって、この合金を負極材料として使用した場合
に、電池容量が大きくなり、かつアルカリ溶解液による
合金の微粉化劣化を防止できるため、寿命が長いニッケ
ル水素二次電池を提供することができる。According to the hydrogen storage alloy for a battery having the above structure, the types and composition ratios of rare earth elements, group IVa elements, group VIII elements, group IVb elements, group IIIb elements constituting the alloy are appropriate for Ni. Since it is set to, a hydrogen storage alloy for batteries having excellent hydrogen storage characteristics and corrosion resistance can be obtained.
Therefore, when this alloy is used as the negative electrode material, the battery capacity is increased, and the pulverization of the alloy due to the alkali solution can be prevented from being deteriorated, so that a nickel-hydrogen secondary battery having a long life can be provided.
【0063】[0063]
【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態について以
下の実施例を参照して、より具体的に説明する。Next, embodiments of the present invention will be described more specifically with reference to the following examples.
【0064】実施例1〜12 表1の左欄に示す合金組成となるように各種金属原料粉
末を配合し、得られた原料混合体を真空炉で加熱融解し
て各実施例用の合金溶湯(母合金)をそれぞれ調製し
た。 Examples 1 to 12 Various metal raw material powders were mixed so as to have the alloy compositions shown in the left column of Table 1, and the obtained raw material mixture was heated and melted in a vacuum furnace to melt the alloy for each example. (Mother alloy) was prepared.
【0065】次に得られた合金溶湯を、Ar雰囲気中で
以下に示す処理条件に従って冷却凝固せしめ、それぞれ
ブロック状またはフレーク状の合金試料を調製した。Next, the obtained molten alloy was cooled and solidified in an Ar atmosphere according to the following processing conditions to prepare block-shaped or flake-shaped alloy samples.
【0066】すなわち、実施例1〜8用の合金溶湯を図
1に示すような単ロール法により急冷凝固せめしてフレ
ーク状の合金試料をそれぞれ調製した。冷却ロールとし
ては、直径400mmのCu−Be製ロールを使用し、注
湯ノズル(射出ノズル)と冷却ロールとの間隙は10mm
に設定し、射出圧力は0.5kg/cm2 とした。また急冷
操作はAr雰囲気で実施し、ロール周速は25m/秒に
設定した。That is, the molten alloys for Examples 1 to 8 were rapidly solidified by a single roll method as shown in FIG. 1 to prepare flake-shaped alloy samples. As the cooling roll, a Cu-Be roll having a diameter of 400 mm was used, and the gap between the pouring nozzle (injection nozzle) and the cooling roll was 10 mm.
And the injection pressure was 0.5 kg / cm 2 . The quenching operation was performed in an Ar atmosphere, and the roll peripheral speed was set at 25 m / sec.
【0067】一方、実施例9〜12用の合金溶湯は、図
2に示すような双ロール法により急冷凝固せしめてフレ
ーク状の合金試料をそれぞれ調製した。双ロール法にお
ける処理雰囲気は、単ロール法の場合と同様にArガス
雰囲気とした。また冷却ロールの材質はFe(SUJ−
2)であり、直径が300mmの鉄製ロールを使用した。
さらに冷却ロールのロールギャップはゼロとしてロール
周速を10m/Sに設定し、射出圧力を0.5kg/cm2
に設定した。On the other hand, the molten alloys for Examples 9 to 12 were rapidly solidified by the twin roll method as shown in FIG. 2 to prepare flaky alloy samples. The processing atmosphere in the twin roll method was an Ar gas atmosphere as in the case of the single roll method. The material of the cooling roll is Fe (SUJ-
2), and an iron roll having a diameter of 300 mm was used.
Further, the roll circumferential speed was set to 10 m / S with the roll gap of the cooling roll set to zero, and the injection pressure was set to 0.5 kg / cm 2.
Set to.
【0068】こうして得られた急冷合金試料のうち、単
ロール法および双ロール法で製造された急冷合金試料の
形態はいずれもフレーク状であり、その厚さは150〜
200μmであった。これらのフレーク状合金試料につ
いて、1000℃で10時間の均質化熱処理を実施し、
内部歪みを除去した。Among the quenched alloy samples thus obtained, the quenched alloy samples produced by the single roll method and the twin roll method are both flakes and have a thickness of 150 to
It was 200 μm. These flaky alloy samples were subjected to a homogenizing heat treatment at 1000 ° C. for 10 hours,
Internal distortion was removed.
【0069】比較例1〜2 表1左欄に示す合金組成を満足するように原料粉末を配
合し、得られた原料混合体を真空炉で加熱溶解して、各
比較例用の合金溶湯をそれぞれ調製した。 Comparative Examples 1 and 2 Raw material powders were blended so as to satisfy the alloy composition shown in the left column of Table 1, and the obtained raw material mixture was heated and melted in a vacuum furnace to obtain a molten alloy for each comparative example. Each was prepared.
【0070】そして各合金溶融を鋳造法により、冷却速
度を5〜60℃/分に設定して冷却凝固せしめ、それぞ
れ厚さ50mmの比較例1〜2に係るブロック状の合金試
料を調製した。さらに得られた合金試料について100
0℃で10時間加熱して均質化熱処理を実施した。Then, each alloy melt was cooled and solidified by a casting method at a cooling rate of 5 to 60 ° C./min to prepare block-shaped alloy samples of Comparative Examples 1 and 2 having a thickness of 50 mm. For the obtained alloy sample, 100
The homogenized heat treatment was carried out by heating at 0 ° C. for 10 hours.
【0071】次に得られた各合金試料について、粗粉砕
後、ハンマーミルによって微粉砕を実施し、得られた粉
砕粉を篩に通して75μm以下の粒度に分級して各電池
用水素吸蔵合金粉末とした。なお平均粒径は35〜40
μmであった。The obtained alloy samples were coarsely pulverized and then finely pulverized by a hammer mill, and the pulverized powder thus obtained was passed through a sieve to be classified into particles having a particle size of 75 μm or less to obtain a hydrogen storage alloy for each battery. It was made into powder. The average particle size is 35 to 40.
μm.
【0072】次に上記各実施例および比較例に係る電池
用水素吸蔵合金の電池材料としての特性を評価するため
に、以下に示すような手順で上記各電池用水素吸蔵合金
を使用して電極を形成し、その電極容量および充放電サ
イクル数(寿命)を測定した。Next, in order to evaluate the characteristics of the hydrogen storage alloys for batteries according to each of the above Examples and Comparative Examples as a battery material, electrodes were prepared using the above hydrogen storage alloys for each battery in the following procedure. Was formed, and the electrode capacity and the number of charge / discharge cycles (life) were measured.
【0073】まず上記実施例および比較例に係る電池用
水素吸蔵合金粉末と、PTFE粉末と、カーボン粉末と
をそれぞれ重量%で95.5%,4.0%,0.5%に
なるように秤量後、混練圧延して各電極シートを作成し
た。電極シートを所定の大きさに切り出してニッケル製
集電体に圧着し、水素吸蔵合金電極をそれぞれ作成し
た。First, the hydrogen storage alloy powder for a battery, the PTFE powder, and the carbon powder according to the above Examples and Comparative Examples were adjusted to 95.5%, 4.0%, and 0.5% by weight, respectively. After weighing, each electrode sheet was prepared by kneading and rolling. The electrode sheet was cut out to a predetermined size, and pressed to a nickel current collector to prepare a hydrogen storage alloy electrode.
【0074】一方、水酸化ニッケル90重量%と一酸化
コバルト10重量%とに少量のCMC(カルボキシメチ
ルセルロース)と水とを添加し撹拌混合してペーストを
調製した。このペーストを、三次元構造を有するニッケ
ル多孔体に充填乾燥後、ローラプレスによって圧延する
ことによりニッケル極を製造した。On the other hand, a small amount of CMC (carboxymethylcellulose) and water were added to 90% by weight of nickel hydroxide and 10% by weight of cobalt monoxide and mixed by stirring to prepare a paste. This paste was filled in a porous nickel body having a three-dimensional structure, dried, and then rolled by a roller press to produce a nickel electrode.
【0075】そして上記各水素吸蔵合金電極とニッケル
極とを組み合わせて、容量については単極評価で測定す
る一方、寿命評価については、実際に各実施例のAA型
(単三型)ニッケル水素電池を組み立てた。ここで電解
液としては、8規定の水酸化カリウムと1規定の水酸化
リチウムとの混合水溶液を使用した。The capacity of each of the above hydrogen storage alloy electrodes and a nickel electrode was measured by unipolar evaluation, while the life was evaluated by actually measuring the AA type (AA) nickel hydride battery of each example. Assembled. Here, as the electrolytic solution, a mixed aqueous solution of 8N potassium hydroxide and 1N lithium hydroxide was used.
【0076】そして、各水素吸蔵合金電極の容量評価で
は、25℃の恒温槽中で合金1g当り220mAの電流
値(220mA/g)で400mAh/gまで充電した
後に、上記電流値でHg/HgO参照電極に対して、−
0.5Vの電位になるまで放電させ、この充放電を繰り
返して放電量が最大になったときの値を容量として測定
した。この25℃における容量を測定した後に、恒温槽
内の温度を−20℃に調整し、その温度における容量を
測定した。そして25℃における容量に対する−20℃
における容量との比を算出して容量の温度依存性を評価
した。Then, in the capacity evaluation of each hydrogen storage alloy electrode, after charging up to 400 mAh / g at a current value of 220 mA per 1 g of alloy (220 mA / g) in a thermostat at 25 ° C., Hg / HgO at the above current value was charged. For the reference electrode,
The battery was discharged until the potential reached 0.5 V, and the charge and discharge were repeated, and the value when the amount of discharge reached the maximum was measured as the capacity. After measuring the capacity at 25 ° C, the temperature in the constant temperature bath was adjusted to -20 ° C, and the capacity at that temperature was measured. And -20 ℃ to the capacity at 25 ℃
The temperature dependence of the capacity was evaluated by calculating the ratio with the capacity at.
【0077】また寿命評価では、各電池について、65
0mAで1.5時間充電後、電池電圧が1Vになるまで
1Aの電流で放電する充放電サイクルを繰り返し、電池
容量が初期容量の80%になるまでのサイクル数を電池
寿命として測定した。各測定結果を下記表1に示す。ま
た合金調製時の溶湯からの冷却速度を測定し、表1に併
記した。In the life evaluation, 65
After charging at 0 mA for 1.5 hours, a charging / discharging cycle of discharging at a current of 1 A was repeated until the battery voltage became 1 V, and the number of cycles until the battery capacity reached 80% of the initial capacity was measured as the battery life. The results of each measurement are shown in Table 1 below. Further, the cooling rate from the molten metal at the time of alloy preparation was measured and is also shown in Table 1.
【0078】[0078]
【表1】 [Table 1]
【0079】上記表1に示す結果から明らかなように、
一般式中のRサイト成分である希土類元素の組成比と他
の IVa族,VIII族, IVb族,IIIb族などの構成元素の組
成比とを適正に設定し、冷却凝固せしめて調製した各実
施例に係る水素吸蔵合金を使用して形成した電極および
電池においては、従来のAB5 型の組成比を有する比較
例の電池と比較して、−20℃の低温条件下における容
量の低下が少なく、広い使用温度範囲において容量の温
度依存性が少ないことが判明した。As is clear from the results shown in Table 1 above,
Each of the preparations was carried out by appropriately setting the composition ratio of the rare earth element which is the R site component in the general formula and the composition ratios of the other constituent elements such as IVa group, VIII group, IVb group and IIIb group, and cooling and solidifying. In the electrode and battery formed using the hydrogen storage alloy according to the example, compared to the battery of the comparative example having the conventional AB 5 type composition ratio, the decrease in the capacity under the low temperature condition of −20 ° C. was small. It was found that the temperature dependence of the capacity was small in a wide operating temperature range.
【0080】また実施例は比較例と比較して、電極容量
が85〜135mAh/g増加するとともに、充放電サ
イクル数が3〜4.2倍程度に増加しており、電池の寿
命が大幅に改善されることが確認できた。すなわち、本
実施例において規定する組成範囲に設定することによ
り、温度依存性が少なく、高容量で、かつ長寿命のニッ
ケル水素二次電池が得られることが判明した。Further, in the embodiment, the electrode capacity is increased by 85 to 135 mAh / g and the number of charge / discharge cycles is increased by about 3 to 4.2 times as compared with the comparative example, and the life of the battery is significantly increased. It was confirmed to be improved. That is, it was found that by setting the composition range specified in this example, a nickel-hydrogen secondary battery having a small temperature dependency, a high capacity, and a long life can be obtained.
【0081】[0081]
【発明の効果】以上説明の通り本発明に係る電池用水素
吸蔵合金によれば、合金を構成する希土類元素, IVa
族,VIII族, IVb族,IIIb族の種類およびその組成比を
Niに対して適正に設定しているため、水素の吸蔵特性
および耐食性が優れた電池用水素吸蔵合金が得られる。
したがって、この合金を負極材料として使用した場合
に、電池容量が大きくなり、かつアルカリ溶解液による
合金の微粉化劣化を防止できるため、寿命が長いニッケ
ル水素二次電池を提供することができる。As described above, according to the hydrogen storage alloy for battery of the present invention, the rare earth element, IVa
Since the types of the groups, VIII, IVb, and IIIb and the composition ratios thereof are properly set for Ni, a hydrogen storage alloy for batteries having excellent hydrogen storage characteristics and corrosion resistance can be obtained.
Therefore, when this alloy is used as the negative electrode material, the battery capacity is increased, and the pulverization of the alloy due to the alkali solution can be prevented from being deteriorated, so that a nickel-hydrogen secondary battery having a long life can be provided.
【図1】単ロール法による水素吸蔵合金製造装置の構成
を示す斜視図。FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of a hydrogen storage alloy manufacturing apparatus using a single roll method.
【図2】双ロール法による水素吸蔵合金製造装置の構成
を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a hydrogen storage alloy manufacturing apparatus using a twin-roll method.
【図3】本発明に係るニッケル水素二次電池の構成例を
部分的に破断して示す斜視図。FIG. 3 is a perspective view showing a configuration example of a nickel-metal hydride secondary battery according to the present invention, partially cut away;
1 冷却チャンバ 2 取鍋 3 水素吸蔵合金溶湯 4 注湯ノズル 5,5a,5b 冷却ロール 6 水素吸蔵合金 7 溶解炉 8 タンディッシュ 11 水素吸蔵合金電極(負極) 12 非焼結式ニッケル電極(正極) 13 セパレータ 14 容器 15 穴 16 封口板 17 絶縁性ガスケット 18 正極リード 19 正極端子 20 安全弁 21 絶縁チューブ 22 鍔紙 d 間隙 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cooling chamber 2 Ladle 3 Hydrogen storage alloy melt 4 Pouring nozzle 5, 5a, 5b Cooling roll 6 Hydrogen storage alloy 7 Melting furnace 8 Tundish 11 Hydrogen storage alloy electrode (negative electrode) 12 Non-sintered nickel electrode (positive electrode) DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Separator 14 Container 15 Hole 16 Sealing plate 17 Insulating gasket 18 Positive electrode lead 19 Positive electrode terminal 20 Safety valve 21 Insulating tube 22 Flange paper d Gap
Claims (3)
100-a-b-c-d (但し、RはY,La,Ce,Sm,Nd
およびPrから選択される少なくとも1種の元素であ
り、MはTi,ZrおよびHfから選択される少なくと
も1種の元素であり、M′はCo,Fe,Cr,Mnお
よびCuから選択される少なくとも1種の元素であり、
AはAl,Ga,Si,Ge,Sn,V,Nb,Ta,
MoおよびWから選択される少なくとも1種の元素であ
り、a,b,c,dは原子%でそれぞれ10≦a≦3
0,5≦b≦20,0≦c≦30,0≦d≦10であ
る。)で表わされる組成を有することを特徴とする電池
用水素吸蔵合金。1. The general formula R a M b M ′ c A d Ni
100-abcd (where R is Y, La, Ce, Sm, Nd
And Pr, at least one element selected from Pr, M is at least one element selected from Ti, Zr, and Hf, and M ′ is at least selected from Co, Fe, Cr, Mn, and Cu. Is an element,
A is Al, Ga, Si, Ge, Sn, V, Nb, Ta,
It is at least one element selected from Mo and W, and a, b, c, and d are each atomic% of 10 ≦ a ≦ 3.
0,5 ≦ b ≦ 20, 0 ≦ c ≦ 30, 0 ≦ d ≦ 10. ) A hydrogen storage alloy for a battery having a composition represented by
範囲であることを特徴とする請求項1記載の電池用水素
吸蔵合金。2. The hydrogen storage alloy for batteries according to claim 1, wherein the average crystal grain size of the alloy is in the range of 1 to 100 nm.
100-a-b-c-d (但し、RはY,La,Ce,Sm,Nd
およびPrから選択される少なくとも1種の元素であ
り、MはTi,ZrおよびHfから選択される少なくと
も1種の元素であり、M′はCo,Fe,Cr,Mnお
よびCuから選択される少なくとも1種の元素であり、
AはAl,Ga,Si,Ge,Sn,V,Nb,Ta,
MoおよびWから選択される少なくとも1種の元素であ
り、a,b,c,dは原子%でそれぞれ10≦a≦3
0,5≦b≦20,0≦c≦30,0≦d≦10であ
る。)で表わされる組成を有する電池用水素吸蔵合金を
含む負極と,ニッケル酸化物を含む正極との間に電気絶
縁性を有するセパレータを介装して密閉容器内に収容
し、この密閉容器内にアルカリ電解液を充填したことを
特徴とするニッケル水素二次電池。3. The general formula R a M b M ′ c A d Ni
100-abcd (where R is Y, La, Ce, Sm, Nd
And Pr, at least one element selected from Pr, M is at least one element selected from Ti, Zr, and Hf, and M ′ is at least selected from Co, Fe, Cr, Mn, and Cu. Is an element,
A is Al, Ga, Si, Ge, Sn, V, Nb, Ta,
It is at least one element selected from Mo and W, and a, b, c, and d are each atomic% of 10 ≦ a ≦ 3.
0,5 ≦ b ≦ 20, 0 ≦ c ≦ 30, 0 ≦ d ≦ 10. ) A negative electrode containing a hydrogen storage alloy for a battery having a composition represented by a) and a positive electrode containing nickel oxide are placed in a closed container with an electrically insulating separator interposed therebetween. A nickel-hydrogen secondary battery filled with an alkaline electrolyte.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10123696A JP3981423B2 (en) | 1996-04-23 | 1996-04-23 | Hydrogen storage alloy for batteries and nickel metal hydride secondary battery |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH09289017A true JPH09289017A (en) | 1997-11-04 |
JP3981423B2 JP3981423B2 (en) | 2007-09-26 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1320670C (en) * | 1999-12-27 | 2007-06-06 | 株式会社东芝 | Alloy for hydrogen storage, secondary battery, hybrid car and delectric vehicle |
CN111224092A (en) * | 2019-12-05 | 2020-06-02 | 包头稀土研究院 | Zirconium or titanium doped samarium-containing hydrogen storage alloy, negative electrode, battery and preparation method |
CN115466880A (en) * | 2022-08-31 | 2022-12-13 | 深圳市豪鹏科技股份有限公司 | Low-temperature hydrogen storage alloy, preparation method, nickel-hydrogen alloy electrode and nickel-hydrogen battery |
-
1996
- 1996-04-23 JP JP10123696A patent/JP3981423B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN1320670C (en) * | 1999-12-27 | 2007-06-06 | 株式会社东芝 | Alloy for hydrogen storage, secondary battery, hybrid car and delectric vehicle |
CN111224092A (en) * | 2019-12-05 | 2020-06-02 | 包头稀土研究院 | Zirconium or titanium doped samarium-containing hydrogen storage alloy, negative electrode, battery and preparation method |
CN111224092B (en) * | 2019-12-05 | 2022-08-30 | 包头稀土研究院 | Zirconium or titanium doped samarium-containing hydrogen storage alloy, negative electrode, battery and preparation method |
CN115466880A (en) * | 2022-08-31 | 2022-12-13 | 深圳市豪鹏科技股份有限公司 | Low-temperature hydrogen storage alloy, preparation method, nickel-hydrogen alloy electrode and nickel-hydrogen battery |
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