JPH11323469A - Hydrogen storage alloy and secondary battery - Google Patents
Hydrogen storage alloy and secondary batteryInfo
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- JPH11323469A JPH11323469A JP10170326A JP17032698A JPH11323469A JP H11323469 A JPH11323469 A JP H11323469A JP 10170326 A JP10170326 A JP 10170326A JP 17032698 A JP17032698 A JP 17032698A JP H11323469 A JPH11323469 A JP H11323469A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、水素吸蔵合金及び
この水素吸蔵合金を含む負極を備えた二次電池に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydrogen storage alloy and a secondary battery provided with a negative electrode including the hydrogen storage alloy.
【0002】[0002]
【従来の技術】水素吸蔵合金は、安全に、かつ容易にエ
ネルギー源としての水素を貯蔵できる合金であり、新し
いエネルギー変換及び貯蔵材料として非常に注目されて
いる。機能性新素材としての水素吸蔵合金の応用分野
は、水素の貯蔵・輸送、熱の貯蔵・輸送、熱−機械エネ
ルギーの変換、水素の分離・精製、水素同位体の分離、
水素を活物質とした電池、合成化学における触媒、温度
センサなどの広範囲に亘って提案されている。2. Description of the Related Art A hydrogen storage alloy is an alloy that can safely and easily store hydrogen as an energy source, and is attracting much attention as a new energy conversion and storage material. The fields of application of hydrogen storage alloys as functional new materials include hydrogen storage and transport, heat storage and transport, thermo-mechanical energy conversion, hydrogen separation and purification, hydrogen isotope separation,
A wide range of proposals have been made for batteries using hydrogen as an active material, catalysts in synthetic chemistry, temperature sensors, and the like.
【0003】さらに、近年は水素吸蔵合金を負極材料に
用いるニッケル−水素二次電池が、高容量であること、
過充電・過放電に強いこと、高率充放電が可能であるこ
と、クリーンであること、ニッケル−カドミウム電池と
互換性があることなどの特徴を有するため、次世代の民
生用電池として非常に注目され、その応用、実用化が現
在、活発に行われている。このように水素吸蔵合金は、
その物理的・化学的性質を利用して様々な応用の可能性
を秘めており、今後の産業におけるキー材料の一つに数
えることができる。Further, in recent years, nickel-hydrogen secondary batteries using a hydrogen storage alloy as a negative electrode material have a high capacity,
It has the characteristics of being resistant to overcharge and overdischarge, capable of high-rate charge / discharge, being clean, and being compatible with nickel-cadmium batteries. Attention has been paid to its application and practical application at present. Thus, the hydrogen storage alloy,
Utilizing its physical and chemical properties, it has potential for various applications and can be counted as one of the key materials in the future industry.
【0004】水素を吸蔵する金属としては、水素と発熱
的に反応する、つまり水素と安定な化合物を形成し得る
金属元素(例えばPd、Ti、Zr、V、そのほか希土
類金属元素、アルカリ土類元素等)を単体で用いる場合
と、これらの金属元素を他の金属と合金化して用いる場
合とがある。[0004] Metals that occlude hydrogen include metal elements that react exothermically with hydrogen, ie, can form stable compounds with hydrogen (eg, Pd, Ti, Zr, V, and other rare earth metal elements, alkaline earth elements). ) May be used alone, or these metal elements may be alloyed with other metals.
【0005】合金化の一つの利点は、金属−水素間の結
合力を適度に弱めて吸蔵反応のみでなく、脱離(放出)
反応も比較的容易に行えるようにすることである。二つ
目の利点は、反応に必要な水素ガス圧(平衡圧;プラト
ー圧)の大きさ、平衡領域(プラトー領域)の広さ、水
素を吸蔵していく過程での平衡圧の変化(平坦性)など
の吸蔵・放出特性を改善できることである。三つ目の利
点は、化学的・物理的な安定性が高められることであ
る。[0005] One advantage of alloying is that the bonding force between metal and hydrogen is appropriately reduced so that not only the occlusion reaction but also desorption (release) occurs.
The reaction should be relatively easy. The second advantage is the size of the hydrogen gas pressure (equilibrium pressure; plateau pressure) required for the reaction, the width of the equilibrium region (plateau region), the change in the equilibrium pressure during the process of absorbing hydrogen (flatness). Storage and release characteristics such as A third advantage is that chemical and physical stability is enhanced.
【0006】ところで、従来の水素吸蔵合金の組成とし
ては、(1) 希土類系(例えばLaNi5 、MmNi
5 等)、(2) ラーベス系(例えばZrV2 、ZrMn2
等)、(3) チタン系(例えばTiNi、TiFe等)、
(4) マグネシウム系(例えばMg2 Ni、MgNi
2 等)、(5) その他(例えばクラスター合金等)に大別
することができる。Incidentally, the composition of a conventional hydrogen storage alloy is as follows: (1) Rare earth-based alloys (eg, LaNi 5 , MmNi
5 ), (2) Laves system (eg, ZrV 2 , ZrMn 2
(3) titanium-based (for example, TiNi, TiFe, etc.),
(4) Magnesium (eg, Mg 2 Ni, MgNi
2 ) and (5) Others (for example, cluster alloys).
【0007】これらのうち、電極用材料としては(1) の
希土類系水素吸蔵合金が実用化されている。しかしなが
ら、この電極を備えたアルカリ二次電池の放電容量は理
論容量の80%以上に達しており、これ以上の高容量化
には限界がある。Among these, the rare earth hydrogen storage alloy (1) has been put to practical use as an electrode material. However, the discharge capacity of an alkaline secondary battery provided with this electrode has reached 80% or more of the theoretical capacity, and there is a limit to further increasing the capacity.
【0008】ところで、(1)の希土類−Ni系金属間
化合物は、AB5 型以外にも多数存在する。Mat.R
es.Bull.,11,(1976)1241には、
希土類元素をAB5 型よりも多量に含む金属間化合物が
AB5 型よりも常温付近で多量の水素を吸蔵することが
開示されている。また、希土類−Ni系合金にマグネシ
ウムを置換した組成のマグネシウム−希土類系合金が多
量の水素ガスを吸蔵することが報告されている(例え
ば、大角泰章、ソーダと塩素、34,447(198
3))。By the way, the rare earth -Ni-based intermetallic compounds (1), there are many other than the 5 type AB. Mat. R
es. Bull. , 11, (1976) 1241,
It is disclosed that an intermetallic compound containing a rare earth element in a larger amount than the AB 5 type absorbs a larger amount of hydrogen at around room temperature than the AB 5 type. In addition, it has been reported that a magnesium-rare earth alloy having a composition obtained by substituting magnesium for a rare earth-Ni alloy absorbs a large amount of hydrogen gas (for example, Taisho Ohkaku, Soda and Chlorine, 34, 447 (198)).
3)).
【0009】このような組成の合金のうち、例えばLa
1-X MgX Ni2 系合金には、水素との安定性が高いた
めに水素の放出速度が非常に小さいという問題点がある
ことがJ.Less−Common Met,73,3
39(1980)においてH.Oesterreich
erらによって指摘されている。また、K.Kadir
らは、日本金属学会第120回春季大会講演概要,P.
289(1997)において、PuNi3 型で、組成が
Mg2 LaNi9 の水素吸蔵合金の報告を行っている。Among alloys having such a composition, for example, La
The 1-X Mg X Ni 2 alloy has a problem that the hydrogen release rate is very low because of its high stability with hydrogen. Less-Common Met, 73, 3
39 (1980). Oesterreich
er et al. In addition, K. Kadir
Et al., Abstracts of the 120th Spring Meeting of the Japan Institute of Metals,
289 (1997) reports a hydrogen storage alloy of PuNi 3 type having a composition of Mg 2 LaNi 9 .
【0010】しかしながら、以上に説明したような組成
のマグネシウム−希土類系合金は気相中での水素吸蔵量
は多いものの、この合金を含む電極は常温時にアルカリ
電解液中でほとんど機能しないという問題点を有する。However, although the magnesium-rare earth alloy having the composition described above has a large hydrogen storage capacity in the gas phase, the electrode containing this alloy hardly functions in an alkaline electrolyte at room temperature. Having.
【0011】また、特開昭62−271348号公報お
よび特開昭62−271349号公報には、Mm1-x A
x Nia Cob Mc で表される水素吸蔵合金を含む水素
吸蔵電極、La1-x Ax Nia Cob Mc で表される水
素吸蔵合金を含む水素吸蔵電極がそれぞれ開示されてい
る。Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 62-271348 and 62-271349 disclose Mm 1-x A
hydrogen absorbing electrode comprising a hydrogen storage alloy represented by x Ni a Co b M c, the hydrogen absorbing electrode comprising a hydrogen storage alloy represented by La 1-x A x Ni a Co b M c are disclosed respectively .
【0012】しかしながら、これら水素吸蔵電極を備え
た金属酸化物・水素二次電池は、放電容量が低く、サイ
クル寿命が短いという問題点がある。[0012] However, the metal oxide / hydrogen secondary batteries provided with these hydrogen storage electrodes have a problem that the discharge capacity is low and the cycle life is short.
【0013】また、再公表特許公報WO97/0321
3号には、組成が一般式(i);(R1-XLX)(Ni
1-YMY)Zで表され、特定の逆位相境界を有し、かつ結
晶構造がLaNi5型単相で示される水素吸蔵合金を含
む水素吸蔵電極が開示されている。この水素吸蔵合金
は、前記一般式(i)で表される組成を有する合金の溶
湯を、表面に凹凸を有し、前記凹凸の平均最大高さが3
0〜150μmのロール上に、過冷度50〜500℃、
冷却速度1000〜10000℃/秒の冷却条件で、
0.1〜2.0mmの厚さに均一に凝固させた後、熱処
理を施すことにより製造される。また、この製造条件を
外れると、得られた合金は、LaNi5型構造の結晶粒
とCe2Ni7型の結晶粒の2相からなり、LaNi5型
単相構造が得られないことが記載されている。[0013] In addition, republished patent publication WO97 / 0321.
No. 3 has a composition represented by the general formula (i): (R 1 -XL x ) (Ni
Disclosed is a hydrogen storage electrode represented by 1-YM Y ) Z , having a specific antiphase boundary, and including a hydrogen storage alloy whose crystal structure is represented by a LaNi 5 type single phase. This hydrogen-absorbing alloy is prepared by melting a molten alloy having the composition represented by the general formula (i) with irregularities on the surface and having an average maximum height of 3 irregularities.
On a roll of 0 to 150 μm, the degree of supercooling is 50 to 500 ° C.,
Under cooling conditions of a cooling rate of 1,000 to 10,000 ° C./sec,
It is manufactured by uniformly solidifying to a thickness of 0.1 to 2.0 mm and then performing a heat treatment. Further, it is described that, if the manufacturing conditions are not satisfied, the obtained alloy is composed of two phases of LaNi 5 type crystal grains and Ce 2 Ni 7 type crystal grains, and a LaNi 5 type single phase structure cannot be obtained. Have been.
【0014】しかしながら、組成が前述した一般式
(i)で表され、特定の逆位相境界を有し、かつ結晶構
造がLaNi5型単相で示される水素吸蔵合金を含む負
極を備えた金属酸化物・水素二次電池は、放電容量及び
サイクル寿命ともに満足できるものではないという問題
点がある。However, a metal oxide having a negative electrode containing a hydrogen storage alloy whose composition is represented by the aforementioned general formula (i), which has a specific antiphase boundary, and whose crystal structure is a LaNi 5 type single phase. Product / hydrogen secondary battery has a problem that both the discharge capacity and the cycle life are not satisfactory.
【0015】[0015]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、マグネシウ
ム−希土類系水素吸蔵合金の水素との安定性が高すぎる
ために水素を放出し難いという問題点を改善し、大きな
放電容量を有する水素吸蔵電極を容易に実現可能な水素
吸蔵合金を提供しようとするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the problem that it is difficult to release hydrogen because the stability of the magnesium-rare earth hydrogen storage alloy with hydrogen is too high, and the hydrogen storage alloy has a large discharge capacity. An object of the present invention is to provide a hydrogen storage alloy capable of easily realizing an electrode.
【0016】また、本発明は、水素の吸蔵・放出特性を
改善した水素吸蔵合金を提供しようとするものである。Another object of the present invention is to provide a hydrogen storage alloy having improved hydrogen storage and release characteristics.
【0017】さらに、本発明は、前記水素吸蔵合金を含
む負極を備え、高容量で、充放電サイクル寿命が優れた
二次電池を提供しようとするものである。Further, the present invention aims at providing a secondary battery having a negative electrode containing the above-mentioned hydrogen storage alloy, having a high capacity and an excellent charge / discharge cycle life.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、鋳造法
または焼結法により作製され、かつ下記一般式(1)で
表される組成を有する合金インゴットか、あるいは前記
合金インゴットの粉砕物を含むことを特徴とする水素吸
蔵合金が提供される。According to the present invention, there is provided an alloy ingot produced by a casting method or a sintering method and having a composition represented by the following general formula (1), or a crushed product of the alloy ingot. There is provided a hydrogen storage alloy, comprising:
【0019】 (Mg1-a-b R1a M1b )Niz …(1) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1つの元素、M1はMgよりも電気陰性度の大き
な元素(ただし、前記R1の元素、Cr、Mn、Fe、
Co、Cu、Zn及びNiを除く)から選ばれる少なく
とも1つの元素、a、b及びzはそれぞれ0.1≦a≦
0.8、0<b≦0.9、1−a−b>0、3≦z≦
3.8として規定される。(Mg 1 -ab R 1 a M 1 b ) Ni z (1) where R 1 is at least one element selected from rare earth elements including Y, and M 1 is an element having a higher electronegativity than Mg (provided that , The element of R1, Cr, Mn, Fe,
At least one element selected from the group consisting of Co, Cu, Zn and Ni), a, b and z are each 0.1 ≦ a ≦
0.8, 0 <b ≦ 0.9, 1−ab> 0, 3 ≦ z ≦
Defined as 3.8.
【0020】本発明によれば、鋳造法または焼結法によ
り作製され、かつ下記一般式(2)で表される組成を有
する合金インゴットか、あるいは前記合金インゴットの
粉砕物を含むことを特徴とする水素吸蔵合金が提供され
る。According to the present invention, an alloy ingot produced by a casting method or a sintering method and having a composition represented by the following general formula (2) or a pulverized product of the alloy ingot is included. A hydrogen storage alloy is provided.
【0021】 Mg1-a R1a(Ni1-x M2x )z …(2) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1つの元素、M2はCr、Mn、Fe、Co、C
u及びZnから選ばれる少なくとも1つの元素、a、x
及びzはそれぞれ0.1≦a≦0.8、0<x≦0.
9、3≦z≦3.8として規定される。Mg 1−a R1 a (Ni 1−x M2 x ) z (2) where R1 is at least one element selected from rare earth elements including Y, and M2 is Cr, Mn, Fe, Co, C
at least one element selected from u and Zn, a, x
And z are respectively 0.1 ≦ a ≦ 0.8 and 0 <x ≦ 0.
9, 3 ≦ z ≦ 3.8.
【0022】本発明によれば、鋳造法または焼結法によ
り作製され、かつ下記一般式(3)で表される組成を有
する合金インゴットか、あるいは前記合金インゴットの
粉砕物を含むことを特徴とする水素吸蔵合金が提供され
る。According to the present invention, an alloy ingot produced by a casting method or a sintering method and having a composition represented by the following general formula (3) or a crushed product of the alloy ingot is included. A hydrogen storage alloy is provided.
【0023】 Mg1-a-b R1a M1b(Ni1-x M2x )z …(3) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1つの元素、M2はCr、Mn、Fe、Co、C
u及びZnから選ばれる少なくとも1つの元素、M1は
Mgよりも電気陰性度の大きな元素(ただし、前記R1
の元素、前記M2の元素及びNiを除く)から選ばれる
少なくとも1つの元素、a、b、x及びzはそれぞれ
0.1≦a≦0.8、0<b≦0.9、1−a−b>
0、0<x≦0.9、3≦z≦3.8として規定され
る。Mg 1 -ab R 1 a M 1 b (Ni 1 -x M 2 x ) z (3) where R 1 is at least one element selected from rare earth elements including Y, M 2 is Cr, Mn, Fe, Co, C
at least one element selected from u and Zn, M1 is an element having a higher electronegativity than Mg (provided that the R1
, A, b, x, and z are at least 0.1 ≦ a ≦ 0.8, 0 <b ≦ 0.9, 1-a -B>
0, 0 <x ≦ 0.9 and 3 ≦ z ≦ 3.8.
【0024】本発明によれば、鋳造法または焼結法によ
り作製され、かつ下記一般式(4)で表される組成を有
する合金インゴットか、あるいは前記合金インゴットの
粉砕物を含むことを特徴とする水素吸蔵合金が提供され
る。According to the present invention, an alloy ingot produced by a casting method or a sintering method and having a composition represented by the following general formula (4) or a pulverized product of the alloy ingot is included. A hydrogen storage alloy is provided.
【0025】 Mg1-a R1a (Ni1-x M3x )z (4) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1種の元素、M3はCo、Mn、Fe、Al、G
a、Zn、Sn、Cu、Si及びBから選ばれる少なく
とも1種の元素であり、a、x及びzはそれぞれ0.6
5≦a≦0.8、0<x≦0.6、3≦z≦3.8とし
て規定される。Mg 1-a R1 a (Ni 1-x M3 x ) z (4) where R1 is at least one element selected from rare earth elements including Y, and M3 is Co, Mn, Fe, Al, G
a, at least one element selected from Zn, Sn, Cu, Si and B, wherein a, x and z are each 0.6
It is defined as 5 ≦ a ≦ 0.8, 0 <x ≦ 0.6, and 3 ≦ z ≦ 3.8.
【0026】本発明によれば、鋳造法または焼結法によ
り作製され、かつ下記一般式(5)で表される組成を有
する合金インゴットか、あるいは前記合金インゴットの
粉砕物を含むことを特徴とする水素吸蔵合金が提供され
る。According to the present invention, an alloy ingot produced by a casting method or a sintering method and having a composition represented by the following general formula (5) or a pulverized product of the alloy ingot is included. A hydrogen storage alloy is provided.
【0027】 Mg1-a-b R1a T1b (Ni1-x M3x )z (5) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1種の元素、T1はCa、Ti、Zr及びHfか
ら選ばれる少なくとも1種の元素、M3はCo、Mn、
Fe、Al、Ga、Zn、Sn、Cu、Si及びBから
選ばれる少なくとも1種の元素であり、a、b、x及び
zはそれぞれ0.65≦a<0.8、0<b≦0.3、
0.65<(a+b)≦0.8、0<x≦0.6、3≦
z≦3.8として規定される。Mg 1 -ab R 1 a T 1 b (Ni 1 -x M 3 x ) z (5) where R 1 is at least one element selected from rare earth elements including Y, T 1 is Ca, Ti, Zr and At least one element selected from Hf, M3 is Co, Mn,
Fe, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si and B are at least one element selected from the group consisting of a, b, x, and z of 0.65 ≦ a <0.8 and 0 <b ≦ 0, respectively. .3,
0.65 <(a + b) ≦ 0.8, 0 <x ≦ 0.6, 3 ≦
It is defined as z ≦ 3.8.
【0028】本発明によれば、鋳造法または焼結法によ
り作製され、かつ下記一般式(6)で表される組成を有
する合金インゴットか、あるいは前記合金インゴットの
粉砕物を含むことを特徴とする水素吸蔵合金が提供され
る。According to the present invention, an alloy ingot produced by a casting method or a sintering method and having a composition represented by the following general formula (6) or a pulverized product of the alloy ingot is included. A hydrogen storage alloy is provided.
【0029】 Mga R11-a (Ni1-x-y Cox M4y )z (6) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1種の元素、M4はMn、Fe、V、Cr、N
b、Al、Ga、Zn、Sn、Cu、Si、P及びBか
ら選ばれる少なくとも1種の元素であり、a、x、y及
びzはそれぞれ0.2≦a≦0.35、0<x≦0.
5、0≦y≦0.2、3≦z≦3.8として規定され
る。Mg a R 1 1-a (Ni 1-xy Co x M4 y ) z (6) where R1 is at least one element selected from rare earth elements including Y, M4 is Mn, Fe, V, Cr, N
b, at least one element selected from Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si, P and B, wherein a, x, y and z are respectively 0.2 ≦ a ≦ 0.35, 0 <x ≦ 0.
5, 0 ≦ y ≦ 0.2, 3 ≦ z ≦ 3.8.
【0030】本発明によれば、鋳造法または焼結法によ
り作製され、かつ下記一般式(7)で表される組成を有
する合金インゴットか、あるいは前記合金インゴットの
粉砕物を含むことを特徴とする水素吸蔵合金が提供され
る。According to the present invention, an alloy ingot produced by a casting method or a sintering method and having a composition represented by the following general formula (7) or a crushed product of the alloy ingot is included. A hydrogen storage alloy is provided.
【0031】 Mga R11-a-b T2b (Ni1-x-y Cox M4y )z (7) ただし、R1はYを含む希土類元素から選ばれる少なく
とも1種の元素、T2はCa、Ti及びZrから選ばれ
る少なくとも1種の元素、M4はMn、Fe、V、C
r、Nb、Al、Ga、Zn、Sn、Cu、Si、P及
びBから選ばれる少なくとも1種の元素であり、a、
b、x、y及びzはそれぞれ0.2≦a≦0.35、0
<b≦0.3、0<x≦0.5、0≦y≦0.2、3≦
z≦3.8として規定される。Mg a R 11 -ab T 2 b (Ni 1 -xy Co x M 4 y ) z (7) where R 1 is at least one element selected from rare earth elements containing Y, and T 2 is Ca, Ti and Zr At least one element selected from the group consisting of Mn, Fe, V, C
r, Nb, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si, P and B are at least one element selected from the group consisting of a,
b, x, y and z are respectively 0.2 ≦ a ≦ 0.35, 0
<B ≦ 0.3, 0 <x ≦ 0.5, 0 ≦ y ≦ 0.2, 3 ≦
It is defined as z ≦ 3.8.
【0032】本発明によれば、鋳造法または焼結法によ
り作製され、かつ下記一般式(8)で表される組成を有
する合金インゴットか、あるいは前記合金インゴットの
粉砕物を含むことを特徴とする水素吸蔵合金が提供され
る。According to the present invention, an alloy ingot produced by a casting method or a sintering method and having a composition represented by the following general formula (8) or a pulverized product of the alloy ingot is included. A hydrogen storage alloy is provided.
【0033】 Mga (La1-b R1b )1-a Niz (8) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1種の元素であり、かつLaではなく、a、b及
びzはそれぞれ0.2≦a≦0.35、0.01≦b<
0.5、3≦z≦3.8として規定される。Mg a (La 1 -b R 1 b ) 1 -a Ni z (8) where R 1 is at least one element selected from rare earth elements containing Y, and is not La but a, b And z are 0.2 ≦ a ≦ 0.35 and 0.01 ≦ b <, respectively.
0.5, 3 ≦ z ≦ 3.8.
【0034】本発明によれば、鋳造法または焼結法によ
り作製され、かつ下記一般式(9)で表される組成を有
する合金インゴットか、あるいは前記合金インゴットの
粉砕物を含むことを特徴とする水素吸蔵合金が提供され
る。According to the present invention, an alloy ingot produced by a casting method or a sintering method and having a composition represented by the following general formula (9) or a crushed product of the alloy ingot is included. A hydrogen storage alloy is provided.
【0035】 Mga (La1-b R1b )1-a (Ni1-x M3x )z (9) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1種の元素であり、かつLaではなく、M3はC
o、Mn、Fe、Al、Ga、Zn、Sn、Cu、Si
及びBから選ばれる少なくとも1種の元素であり、a、
b、x及びzはそれぞれ0.2≦a≦0.35、0.0
1≦b<0.5、0.1≦x≦0.6、3≦z≦3.8
として規定される。Mg a (La 1−b R1 b ) 1−a (Ni 1−x M3 x ) z (9) where R1 is at least one element selected from rare earth elements including Y, and Not La, M3 is C
o, Mn, Fe, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si
And at least one element selected from B and a,
b, x and z are 0.2 ≦ a ≦ 0.35 and 0.0, respectively.
1 ≦ b <0.5, 0.1 ≦ x ≦ 0.6, 3 ≦ z ≦ 3.8
Is defined as
【0036】本発明によれば、下記一般式(10)で表
される組成を有する合金を含むことを特徴とする水素吸
蔵合金が提供される。According to the present invention, there is provided a hydrogen storage alloy comprising an alloy having a composition represented by the following general formula (10).
【0037】 MgaR21-a-bT1b(Ni1-xM3x)z (10) ただし、R2は、Yを含む希土類元素から選ばれる2種
以上の元素であり、前記R2のCe含有量は20重量%
未満で、T1はCa,Ti,Zr及びHfから選ばれる
少なくとも1種の元素であり、M3はMn,Fe,C
o,Al,Ga,Zn,Sn,Cu,Si及びBから選
ばれる少なくとも1種の元素であり、a,b,x及びz
はそれぞれ、0<a≦0.5、0≦b≦0.3、0≦x
≦0.9、3≦z<4を示す。Mg a R 2 1-ab T1 b (Ni 1-x M3 x ) z (10) where R 2 is at least two elements selected from rare earth elements including Y, and the Ce content of R 2 Is 20% by weight
T1 is at least one element selected from Ca, Ti, Zr and Hf, and M3 is Mn, Fe, C
at least one element selected from the group consisting of o, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si and B, a, b, x and z
Are respectively 0 <a ≦ 0.5, 0 ≦ b ≦ 0.3, 0 ≦ x
≦ 0.9 and 3 ≦ z <4.
【0038】本発明によれば、下記一般式(11)で表
される組成を有する合金を含むことを特徴とする水素吸
蔵合金が提供される。According to the present invention, there is provided a hydrogen storage alloy comprising an alloy having a composition represented by the following general formula (11).
【0039】 MgaR31-a-bT1b(Ni1-x-yM5xCoy)z (11) ただし、R3は、Yを含む希土類元素から選ばれる2種
以上の元素であり、前記R3のCe含有量はm重量%未
満で、mは、m=125y+20(yは前記(11)式
のCo量である)で表され、T1はCa,Ti,Zr及
びHfから選ばれる少なくとも1種の元素であり、M5
はMn,Fe,Al,Ga,Zn,Sn,Cu,Si及
びBから選ばれる少なくとも1種の元素であり、a,
b,x,y及びzはそれぞれ、0<a≦0.5、0≦b
≦0.3、0≦x≦0.9、0<y≦0.4、x+y≦
0.9、3≦z<4を示す。Mg a R 3 1-ab T1 b (Ni 1-xy M5 x Co y ) z (11) where R3 is at least two elements selected from rare earth elements containing Y, and Ce of R3 is The content is less than m wt%, m is represented by m = 125y + 20 (y is the amount of Co in the formula (11)), and T1 is at least one element selected from Ca, Ti, Zr and Hf. And M5
Is at least one element selected from Mn, Fe, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si and B;
b, x, y and z are respectively 0 <a ≦ 0.5, 0 ≦ b
≦ 0.3, 0 ≦ x ≦ 0.9, 0 <y ≦ 0.4, x + y ≦
0.9, 3 ≦ z <4.
【0040】本発明によれば、下記一般式(12)で表
される組成を有し、前記一般式(12)におけるa及び
zがz=−6×a+δ(δは、5−0.2≦δ≦5+
0.2である)を満足する相を主相とし、かつ前記主相
中の面欠陥が100nm当たり20本以下である合金を
含むことを特徴とする水素吸蔵合金が提供される。According to the present invention, it has a composition represented by the following general formula (12), wherein a and z in the general formula (12) are z = −6 × a + δ (δ is 5-0.2 ≦ δ ≦ 5 +
0.2) is provided as a main phase, and a hydrogen storage alloy comprising an alloy having 20 or less plane defects per 100 nm in the main phase is provided.
【0041】 Mga R11-a-b T1b (Ni1-x M6x )z (12) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1種の元素、T1はCa、Ti、Zr及びHfか
ら選ばれる少なくとも1種の元素、M6はCo、Mn、
Fe、Al、Ga、Zn、Sn、Cu、Si、B、N
b、W、Mo,V,Cr,Ta,P及びSから選ばれる
少なくとも1種の元素であり、a、b、x及びzはそれ
ぞれ0.2≦a≦0.35、0≦b≦0.3、0<x≦
0.6、3≦z≦3.8として規定される。Mg a R 1 1 -ab T 1 b (Ni 1 -x M 6 x ) z (12) where R 1 is at least one element selected from rare earth elements including Y, T 1 is Ca, Ti, Zr and At least one element selected from Hf, M6 is Co, Mn,
Fe, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si, B, N
b, W, Mo, V, Cr, Ta, P, and S are at least one element selected from the group consisting of a, b, x, and z, each of 0.2 ≦ a ≦ 0.35 and 0 ≦ b ≦ 0. 0.3, 0 <x ≦
0.6, 3 ≦ z ≦ 3.8.
【0042】本発明によれば、下記一般式(13)で表
される組成を有し、前記一般式(13)におけるa及び
zがz=−6×a+δ(δは、5−0.2≦δ≦5+
0.2である)を満足する相を主相とし、かつ面欠陥が
100nm当たり20本以下である結晶粒を70容積%
を越えて含有する合金を含むことを特徴とする水素吸蔵
合金が提供される。According to the present invention, it has a composition represented by the following general formula (13), wherein a and z in the general formula (13) are z = −6 × a + δ (δ is 5-0.2 ≦ δ ≦ 5 +
0.2) and 70% by volume of crystal grains having a plane defect of 20 or less per 100 nm as a main phase.
A hydrogen storage alloy characterized by including an alloy containing more than 1%.
【0043】 Mga R11-a-b T1b (Ni1-x M6x )z (13) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1種の元素、T1はCa、Ti、Zr及びHfか
ら選ばれる少なくとも1種の元素、M6はCo、Mn、
Fe、Al、Ga、Zn、Sn、Cu、Si、B、N
b、W、Mo,V,Cr,Ta,P及びSから選ばれる
少なくとも1種の元素であり、a、b、x及びzはそれ
ぞれ0.2≦a≦0.35、0≦b≦0.3、0<x≦
0.6、3≦z≦3.8として規定される。Mg a R 1 1 -ab T 1 b (Ni 1 -x M 6 x ) z (13) where R 1 is at least one element selected from rare earth elements including Y, T 1 is Ca, Ti, Zr and At least one element selected from Hf, M6 is Co, Mn,
Fe, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si, B, N
b, W, Mo, V, Cr, Ta, P, and S are at least one element selected from the group consisting of a, b, x, and z, each of 0.2 ≦ a ≦ 0.35 and 0 ≦ b ≦ 0. 0.3, 0 <x ≦
0.6, 3 ≦ z ≦ 3.8.
【0044】本発明によれば、下記一般式(14)で表
される組成を有し、前記一般式(14)におけるa及び
zがz=−6×a+δ(δは、5−0.2≦δ≦5+
0.2である)を満足する相を主相とし、かつCaCu
5 型結晶構造を有する結晶相が20容積%以下で、Mg
Cu2 型結晶構造を有する結晶相が10容積%以下であ
る合金を含むことを特徴とする水素吸蔵合金が提供され
る。According to the present invention, it has a composition represented by the following general formula (14), wherein a and z in the general formula (14) are z = −6 × a + δ (δ is 5-0.2 ≦ δ ≦ 5 +
0.2), and a phase satisfying CaCu
When the crystal phase having a type 5 crystal structure is 20% by volume or less,
There is provided a hydrogen storage alloy comprising an alloy having a crystal phase having a Cu 2 type crystal structure of 10% by volume or less.
【0045】 Mga R11-a-b T1b (Ni1-x M6x )z (14) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1種の元素、T1はCa、Ti、Zr及びHfか
ら選ばれる少なくとも1種の元素、M6はCo、Mn、
Fe、Al、Ga、Zn、Sn、Cu、Si、B、N
b、W、Mo,V,Cr,Ta,P及びSから選ばれる
少なくとも1種の元素であり、a、b、x及びzはそれ
ぞれ0.2≦a≦0.35、0≦b≦0.3、0<x≦
0.6、3≦z≦3.8として規定される。Mg a R 1 1 -ab T 1 b (Ni 1 -x M 6 x ) z (14) where R 1 is at least one element selected from rare earth elements including Y, T 1 is Ca, Ti, Zr and At least one element selected from Hf, M6 is Co, Mn,
Fe, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si, B, N
b, W, Mo, V, Cr, Ta, P, and S are at least one element selected from the group consisting of a, b, x, and z, each of 0.2 ≦ a ≦ 0.35 and 0 ≦ b ≦ 0. 0.3, 0 <x ≦
0.6, 3 ≦ z ≦ 3.8.
【0046】本発明によれば、下記一般式(15)で表
され、かつ主相がCe2 Ni7 型、CeNi3 型、Gd
2 Co7 型、PuNi3 型のいずれかの結晶構造もしく
は類似の結晶構造を有する相から選ばれる少なくとも1
つの相である合金を含むことを特徴とする水素吸蔵合金
が提供される。According to the present invention, the main phase is represented by the following general formula (15) and the main phase is Ce 2 Ni 7 type, CeNi 3 type, Gd
At least one selected from phases having a crystal structure of either 2 Co 7 type or PuNi 3 type or a similar crystal structure
There is provided a hydrogen storage alloy comprising a three phase alloy.
【0047】 R11-a-b Mga T2b (Ni1-x M7x )z …(15) ただし、R1はイットリウムを含む希土類元素から選ば
れる少なくとも1種の元素、T2はCa,Ti,Zrか
ら選ばれた少なくとも1つの元素、M7はCo,Mn,
Fe,V,Cr,Nb,Al,Ga,Zn,Sn,C
u,Si,P,Bから選ばれる少なくとも1つの元素で
あり、a,b,x,zはそれぞれ0<a≦0.6,0≦
b≦0.5,0≦x≦0.9,2.5≦z<4.5とし
て規定される。R1 1-ab Mg a T2 b (Ni 1-x M7 x ) z (15) where R1 is at least one element selected from rare earth elements including yttrium, and T2 is Ca, Ti, Zr At least one selected element, M7 is Co, Mn,
Fe, V, Cr, Nb, Al, Ga, Zn, Sn, C
at least one element selected from u, Si, P, and B, and a, b, x, and z are each 0 <a ≦ 0.6, 0 ≦
It is defined as b ≦ 0.5, 0 ≦ x ≦ 0.9, 2.5 ≦ z <4.5.
【0048】本発明によれば、下記一般式(16)で表
され、かつCuKα線を用いたX線回折パターンにおけ
る2θ=8〜13゜の範囲に現れる最強ピークの強度
(I1)と、全ピークの最強線ピークの強度(I2 )と
の強度比(I1 /I2 )が0.15未満である合金を含
むことを特徴とする水素吸蔵合金が提供される。According to the present invention, the intensity (I 1 ) of the strongest peak represented by the following general formula (16) and appearing in the range of 2θ = 8 to 13 ° in the X-ray diffraction pattern using CuKα ray: A hydrogen storage alloy is provided which includes an alloy having an intensity ratio (I 1 / I 2 ) of the intensity of the strongest line peak of all peaks (I 2 ) to less than 0.15.
【0049】 R41-a-b Mga M8b (Ni1-x M9x )z …(16) ただし、R4はイットリウムを含む希土類元素およびC
aから選ばれる少なくとも1つの元素、M8はMgより
電気陰性度の大きな元素(ただし、R4、Ni、M9を
除く)、M9はCo,Mn,Fe,V,Cr,Nb,A
l,Ga,Zn,Sn,Cu,Si,P,Bから選ばれ
る少なくとも1つの元素であり、a、b、x、zはそれ
ぞれ0<a≦0.6、0≦b≦0.5,0≦x≦0.
9,2.5≦z<4.5を示す。R4 1-ab Mg a M8 b (Ni 1-x M9 x ) z (16) where R4 is a rare earth element containing yttrium and C
at least one element selected from a, M8 is an element having a higher electronegativity than Mg (except for R4, Ni and M9), and M9 is Co, Mn, Fe, V, Cr, Nb, A
1, at least one element selected from Ga, Zn, Sn, Cu, Si, P, and B, where a, b, x, and z are respectively 0 <a ≦ 0.6, 0 ≦ b ≦ 0.5, 0 ≦ x ≦ 0.
9, 2.5 ≦ z <4.5.
【0050】本発明によれば、A2B4サブセルとAB5
サブセルとの積層構造からなり(但し、Aは25℃にお
ける水素1モルに対する水素化物の生成熱ΔH(kJ/
mol)が20kJ/molより小さい1種類以上の元
素、Bは前記生成熱ΔH(kJ/mol)が20kJ/
mol以上の1種類以上の元素を示す)、かつ前記AB
5サブセル数に対する前記A2B4サブセル数の比Xが
0.5<X<1であるユニットセルからなる結晶相を含
むことを特徴とする水素吸蔵合金が提供される。According to the present invention, the A 2 B 4 subcell and AB 5
(Where A is the heat of formation of hydride ΔH (kJ /
(mol) is less than 20 kJ / mol, and B has the heat of formation ΔH (kJ / mol) of 20 kJ / mol.
mol or more of one or more elements) and AB
A hydrogen storage alloy is provided, comprising a crystal phase composed of unit cells in which the ratio X of the number of A 2 B 4 subcells to the number of 5 subcells is 0.5 <X <1.
【0051】また、本発明によれば、鋳造法または焼結
法により作製され、かつ下記一般式(1)で表される組
成を有する合金インゴットの粉砕物を含む水素吸蔵合金
粒子を含有する負極を備えたことを特徴とする二次電池
が提供される。Further, according to the present invention, a negative electrode produced by a casting method or a sintering method and containing hydrogen storage alloy particles containing a pulverized alloy ingot having a composition represented by the following general formula (1): And a secondary battery provided with:
【0052】 (Mg1-a-b R1a M1b )Niz …(1) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1つの元素、M1はMgよりも電気陰性度の大き
な元素(ただし、前記R1の元素、Cr、Mn、Fe、
Co、Cu、Zn及びNiを除く)から選ばれる少なく
とも1つの元素、a、b及びzはそれぞれ0.1≦a≦
0.8、0<b≦0.9、1−a−b>0、3≦z≦
3.8として規定される。(Mg 1 -ab R 1 a M 1 b ) Ni z (1) wherein R 1 is at least one element selected from rare earth elements including Y, and M 1 is an element having a higher electronegativity than Mg (provided that , The element of R1, Cr, Mn, Fe,
At least one element selected from the group consisting of Co, Cu, Zn and Ni), a, b and z are each 0.1 ≦ a ≦
0.8, 0 <b ≦ 0.9, 1−ab> 0, 3 ≦ z ≦
Defined as 3.8.
【0053】本発明によれば、鋳造法または焼結法によ
り作製され、かつ下記一般式(2)で表される組成を有
する合金インゴットの粉砕物を含む水素吸蔵合金粒子を
含有する負極を備えたことを特徴とする二次電池が提供
される。According to the present invention, there is provided a negative electrode which is produced by a casting method or a sintering method and contains hydrogen storage alloy particles containing a pulverized alloy ingot having a composition represented by the following general formula (2). A secondary battery is provided.
【0054】 Mg1-a R1a(Ni1-x M2x )z …(2) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1つの元素、M2はCr、Mn、Fe、Co、C
u及びZnから選ばれる少なくとも1つの元素、a、x
及びzはそれぞれ0.1≦a≦0.8、0<x≦0.
9、3≦z≦3.8として規定される。Mg 1-a R1 a (Ni 1-x M2 x ) z (2) where R1 is at least one element selected from rare earth elements including Y, and M2 is Cr, Mn, Fe, Co, C
at least one element selected from u and Zn, a, x
And z are respectively 0.1 ≦ a ≦ 0.8 and 0 <x ≦ 0.
9, 3 ≦ z ≦ 3.8.
【0055】本発明によれば、鋳造法または焼結法によ
り作製され、かつ下記一般式(3)で表される組成を有
する合金インゴットの粉砕物を含む水素吸蔵合金粒子を
含有する負極を備えたことを特徴とする二次電池が提供
される。According to the present invention, there is provided a negative electrode which is produced by a casting method or a sintering method and contains hydrogen storage alloy particles containing a pulverized alloy ingot having a composition represented by the following general formula (3). A secondary battery is provided.
【0056】 Mg1-a-b R1a M1b(Ni1-x M2x )z …(3) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1つの元素、M2はCr、Mn、Fe、Co、C
u及びZnから選ばれる少なくとも1つの元素、M1は
Mgよりも電気陰性度の大きな元素(ただし、前記R1
の元素、前記M2の元素及びNiを除く)から選ばれる
少なくとも1つの元素、a、b、x及びzはそれぞれ
0.1≦a≦0.8、0<b≦0.9、1−a−b>
0、0<x≦0.9、3≦z≦3.8として規定され
る。Mg 1 -ab R 1 a M 1 b (Ni 1 -x M 2 x ) z (3) where R 1 is at least one element selected from rare earth elements including Y, M 2 is Cr, Mn, Fe, Co, C
at least one element selected from u and Zn, M1 is an element having a higher electronegativity than Mg (provided that the R1
, A, b, x, and z are at least 0.1 ≦ a ≦ 0.8, 0 <b ≦ 0.9, 1-a -B>
0, 0 <x ≦ 0.9 and 3 ≦ z ≦ 3.8.
【0057】本発明によれば、鋳造法または焼結法によ
り作製され、かつ下記一般式(4)で表される組成を有
する合金インゴットの粉砕物を含む水素吸蔵合金粒子を
含有する負極を備えたことを特徴とする二次電池が提供
される。According to the present invention, there is provided a negative electrode which is produced by a casting method or a sintering method and contains hydrogen storage alloy particles containing a pulverized alloy ingot having a composition represented by the following general formula (4). A secondary battery is provided.
【0058】 Mg1-a R1a (Ni1-x M3x )z (4) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1種の元素、M3はCo、Mn、Fe、Al、G
a、Zn、Sn、Cu、Si及びBから選ばれる少なく
とも1種の元素であり、a、x及びzはそれぞれ0.6
5≦a≦0.8、0<x≦0.6、3≦z≦3.8とし
て規定される。Mg 1−a R1 a (Ni 1−x M3 x ) z (4) where R1 is at least one element selected from rare earth elements including Y, and M3 is Co, Mn, Fe, Al, G
a, at least one element selected from Zn, Sn, Cu, Si and B, wherein a, x and z are each 0.6
It is defined as 5 ≦ a ≦ 0.8, 0 <x ≦ 0.6, and 3 ≦ z ≦ 3.8.
【0059】本発明によれば、鋳造法または焼結法によ
り作製され、かつ下記一般式(5)で表される組成を有
する合金インゴットの粉砕物を含む水素吸蔵合金粒子を
含有する負極を備えたことを特徴とする二次電池が提供
される。According to the present invention, there is provided a negative electrode which is produced by a casting method or a sintering method and contains hydrogen storage alloy particles containing a pulverized alloy ingot having a composition represented by the following general formula (5). A secondary battery is provided.
【0060】 Mg1-a-b R1a T1b (Ni1-x M3x )z (5) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1種の元素、T1はCa、Ti、Zr及びHfか
ら選ばれる少なくとも1種の元素、M3はCo、Mn、
Fe、Al、Ga、Zn、Sn、Cu、Si及びBから
選ばれる少なくとも1種の元素であり、a、b、x及び
zはそれぞれ0.65≦a<0.8、0<b≦0.3、
0.65<(a+b)≦0.8、0<x≦0.6、3≦
z≦3.8として規定される。Mg 1 -ab R 1 a T 1 b (Ni 1 -x M 3 x ) z (5) where R 1 is at least one element selected from rare earth elements including Y, and T 1 is Ca, Ti, Zr and At least one element selected from Hf, M3 is Co, Mn,
Fe, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si and B are at least one element selected from the group consisting of a, b, x, and z of 0.65 ≦ a <0.8 and 0 <b ≦ 0, respectively. .3,
0.65 <(a + b) ≦ 0.8, 0 <x ≦ 0.6, 3 ≦
It is defined as z ≦ 3.8.
【0061】本発明によれば、鋳造法または焼結法によ
り作製され、かつ下記一般式(6)で表される組成を有
する合金インゴットの粉砕物を含む水素吸蔵合金粒子を
含有する負極を備えたことを特徴とする二次電池が提供
される。According to the present invention, there is provided a negative electrode which is produced by a casting method or a sintering method and contains hydrogen storage alloy particles containing a pulverized alloy ingot having a composition represented by the following general formula (6). A secondary battery is provided.
【0062】 Mga R11-a (Ni1-x-y Cox M4y )z (6) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1種の元素、M4はMn、Fe、V、Cr、N
b、Al、Ga、Zn、Sn、Cu、Si、P及びBか
ら選ばれる少なくとも1種の元素であり、a、x、y及
びzはそれぞれ0.2≦a≦0.35、0<x≦0.
5、0≦y≦0.2、3≦z≦3.8として規定され
る。Mg a R 1 1-a (Ni 1-xy Co x M4 y ) z (6) where R1 is at least one element selected from rare earth elements including Y, M4 is Mn, Fe, V, Cr, N
b, at least one element selected from Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si, P and B, wherein a, x, y and z are respectively 0.2 ≦ a ≦ 0.35, 0 <x ≦ 0.
5, 0 ≦ y ≦ 0.2, 3 ≦ z ≦ 3.8.
【0063】本発明によれば、鋳造法または焼結法によ
り作製され、かつ下記一般式(7)で表される組成を有
する合金インゴットの粉砕物を含む水素吸蔵合金粒子を
含有する負極を備えたことを特徴とする二次電池が提供
される。According to the present invention, there is provided a negative electrode which is produced by a casting method or a sintering method and contains hydrogen-absorbing alloy particles containing a pulverized alloy ingot having a composition represented by the following general formula (7). A secondary battery is provided.
【0064】 Mga R11-a-b T2b (Ni1-x-y Cox M4y )z (7) ただし、R1はYを含む希土類元素から選ばれる少なく
とも1種の元素、T2はCa、Ti及びZrから選ばれ
る少なくとも1種の元素、M4はMn、Fe、V、C
r、Nb、Al、Ga、Zn、Sn、Cu、Si、P及
びBから選ばれる少なくとも1種の元素であり、a、
b、x、y及びzはそれぞれ0.2≦a≦0.35、0
<b≦0.3、0<x≦0.5、0≦y≦0.2、3≦
z≦3.8として規定される。Mg a R 11 -ab T 2 b (Ni 1 -xy Co x M 4 y ) z (7) where R 1 is at least one element selected from rare earth elements containing Y, and T 2 is Ca, Ti and Zr At least one element selected from the group consisting of Mn, Fe, V, C
r, Nb, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si, P and B are at least one element selected from the group consisting of a,
b, x, y and z are respectively 0.2 ≦ a ≦ 0.35, 0
<B ≦ 0.3, 0 <x ≦ 0.5, 0 ≦ y ≦ 0.2, 3 ≦
It is defined as z ≦ 3.8.
【0065】本発明によれば、鋳造法または焼結法によ
り作製され、かつ下記一般式(8)で表される組成を有
する合金インゴットの粉砕物を含む水素吸蔵合金粒子を
含有する負極を備えたことを特徴とする二次電池が提供
される。According to the present invention, there is provided a negative electrode which is produced by a casting method or a sintering method and contains hydrogen storage alloy particles containing a pulverized alloy ingot having a composition represented by the following general formula (8). A secondary battery is provided.
【0066】 Mga (La1-b R1b )1-a Niz (8) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1種の元素であり、かつLaではなく、a、b及
びzはそれぞれ0.2≦a≦0.35、0.01≦b<
0.5、3≦z≦3.8として規定される。Mg a (La 1 -b R 1 b ) 1 -a Ni z (8) where R 1 is at least one element selected from rare earth elements including Y, and is not La but a, b And z are 0.2 ≦ a ≦ 0.35 and 0.01 ≦ b <, respectively.
0.5, 3 ≦ z ≦ 3.8.
【0067】本発明によれば、鋳造法または焼結法によ
り作製され、かつ下記一般式(9)で表される組成を有
する合金インゴットの粉砕物を含む水素吸蔵合金粒子を
含有する負極を備えたことを特徴とする二次電池が提供
される。According to the present invention, there is provided a negative electrode which is produced by a casting method or a sintering method and contains hydrogen storage alloy particles containing a pulverized alloy ingot having a composition represented by the following general formula (9). A secondary battery is provided.
【0068】 Mga (La1-b R1b )1-a (Ni1-x M3x )z (9) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1種の元素であり、かつLaではなく、M3はC
o、Mn、Fe、Al、Ga、Zn、Sn、Cu、Si
及びBから選ばれる少なくとも1種の元素であり、a、
b、x及びzはそれぞれ0.2≦a≦0.35、0.0
1≦b<0.5、0.1≦x≦0.6、3≦z≦3.8
として規定される。Mg a (La 1−b R1 b ) 1−a (Ni 1−x M3 x ) z (9) where R1 is at least one element selected from rare earth elements including Y, and Not La, M3 is C
o, Mn, Fe, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si
And at least one element selected from B and a,
b, x and z are 0.2 ≦ a ≦ 0.35 and 0.0, respectively.
1 ≦ b <0.5, 0.1 ≦ x ≦ 0.6, 3 ≦ z ≦ 3.8
Is defined as
【0069】本発明によれば、下記一般式(10)で表
される組成を有する合金を含む水素吸蔵合金を含有する
負極を備えたことを特徴とする二次電池が提供される。According to the present invention, there is provided a secondary battery comprising a negative electrode containing a hydrogen storage alloy containing an alloy having a composition represented by the following general formula (10).
【0070】 MgaR21-a-bT1b(Ni1-xM3x)z (10) ただし、R2は、Yを含む希土類元素から選ばれる2種
以上の元素であり、前記R2のCe含有量は20重量%
未満で、T1はCa,Ti,Zr及びHfから選ばれる
少なくとも1種の元素であり、M3はMn,Fe,C
o,Al,Ga,Zn,Sn,Cu,Si及びBから選
ばれる少なくとも1種の元素であり、a,b,x及びz
はそれぞれ、0<a≦0.5、0≦b≦0.3、0≦x
≦0.9、3≦z<4を示す。Mg a R 2 1-ab T1 b (Ni 1-x M3 x ) z (10) where R 2 is at least two elements selected from rare earth elements including Y, and the Ce content of R 2 Is 20% by weight
T1 is at least one element selected from Ca, Ti, Zr and Hf, and M3 is Mn, Fe, C
at least one element selected from the group consisting of o, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si and B, a, b, x and z
Are respectively 0 <a ≦ 0.5, 0 ≦ b ≦ 0.3, 0 ≦ x
≦ 0.9 and 3 ≦ z <4.
【0071】本発明によれば、下記一般式(11)で表
される組成を有する合金を含む水素吸蔵合金を含有する
負極を備えたことを特徴とする二次電池が提供される。According to the present invention, there is provided a secondary battery including a negative electrode containing a hydrogen storage alloy containing an alloy having a composition represented by the following general formula (11).
【0072】 MgaR31-a-bT1b(Ni1-x-yM5xCoy)z (11) ただし、R3は、Yを含む希土類元素から選ばれる2種
以上の元素であり、前記R3のCe含有量はm重量%未
満で、mは、m=125y+20(yは前記(11)式
のCo量である)で表され、T1はCa,Ti,Zr及
びHfから選ばれる少なくとも1種の元素であり、M5
はMn,Fe,Al,Ga,Zn,Sn,Cu,Si及
びBから選ばれる少なくとも1種の元素であり、a,
b,x,y及びzはそれぞれ、0<a≦0.5、0≦b
≦0.3、0≦x≦0.9、0<y≦0.4、x+y≦
0.9、3≦z<4を示す。Mg a R 3 1-ab T1 b (Ni 1-xy M5 x Co y ) z (11) where R 3 is at least two elements selected from rare earth elements containing Y, and Ce of R 3 The content is less than m wt%, m is represented by m = 125y + 20 (y is the amount of Co in the formula (11)), and T1 is at least one element selected from Ca, Ti, Zr and Hf. And M5
Is at least one element selected from Mn, Fe, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si and B;
b, x, y and z are respectively 0 <a ≦ 0.5, 0 ≦ b
≦ 0.3, 0 ≦ x ≦ 0.9, 0 <y ≦ 0.4, x + y ≦
0.9, 3 ≦ z <4.
【0073】本発明によれば、下記一般式(12)で表
される組成を有し、前記一般式(12)におけるa及び
zがz=−6×a+δ(δは、5−0.2≦δ≦5+
0.2である)を満足する相を主相とし、かつ前記主相
中の面欠陥が100nm当たり20本以下である合金を
含む水素吸蔵合金を含有する負極を備えたことを特徴と
する二次電池が提供される。According to the present invention, it has a composition represented by the following general formula (12), wherein a and z in the general formula (12) are z = −6 × a + δ (δ is 5-0.2 ≦ δ ≦ 5 +
0.2), and a negative electrode containing a hydrogen storage alloy containing an alloy in which the number of plane defects in the main phase is 20 or less per 100 nm. A secondary battery is provided.
【0074】 Mga R11-a-b T1b (Ni1-x M6x )z (12) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1種の元素、T1はCa、Ti、Zr及びHfか
ら選ばれる少なくとも1種の元素、M6はCo、Mn、
Fe、Al、Ga、Zn、Sn、Cu、Si、B、N
b、W、Mo,V,Cr,Ta,P及びSから選ばれる
少なくとも1種の元素であり、a、b、x及びzはそれ
ぞれ0.2≦a≦0.35、0≦b≦0.3、0<x≦
0.6、3≦z≦3.8として規定される。Mg a R 11 -ab T 1 b (Ni 1 -x M 6 x ) z (12) where R 1 is at least one element selected from rare earth elements including Y, and T 1 is Ca, Ti, Zr and At least one element selected from Hf, M6 is Co, Mn,
Fe, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si, B, N
b, W, Mo, V, Cr, Ta, P, and S are at least one element selected from the group consisting of a, b, x, and z, each of 0.2 ≦ a ≦ 0.35 and 0 ≦ b ≦ 0. 0.3, 0 <x ≦
0.6, 3 ≦ z ≦ 3.8.
【0075】本発明によれば、下記一般式(13)で表
される組成を有し、前記一般式(13)におけるa及び
zがz=−6×a+δ(δは、5−0.2≦δ≦5+
0.2である)を満足する相を主相とし、かつ面欠陥が
100nm当たり20本以下である結晶粒を70容積%
を越えて含有する合金を含む水素吸蔵合金を含有する負
極を備えたことを特徴とする二次電池が提供される。According to the present invention, it has a composition represented by the following general formula (13), wherein a and z in the general formula (13) are z = −6 × a + δ (δ is 5-0.2 ≦ δ ≦ 5 +
0.2) and 70% by volume of crystal grains having a plane defect of 20 or less per 100 nm as a main phase.
A secondary battery is provided, comprising a negative electrode containing a hydrogen storage alloy containing an alloy containing more than.
【0076】 Mga R11-a-b T1b (Ni1-x M6x )z (13) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1種の元素、T1はCa、Ti、Zr及びHfか
ら選ばれる少なくとも1種の元素、M6はCo、Mn、
Fe、Al、Ga、Zn、Sn、Cu、Si、B、N
b、W、Mo,V,Cr,Ta,P及びSから選ばれる
少なくとも1種の元素であり、a、b、x及びzはそれ
ぞれ0.2≦a≦0.35、0≦b≦0.3、0<x≦
0.6、3≦z≦3.8として規定される。Mg a R 11 -ab T 1 b (Ni 1 -x M 6 x ) z (13) where R 1 is at least one element selected from rare earth elements containing Y, and T 1 is Ca, Ti, Zr and At least one element selected from Hf, M6 is Co, Mn,
Fe, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si, B, N
b, W, Mo, V, Cr, Ta, P, and S are at least one element selected from the group consisting of a, b, x, and z, each of 0.2 ≦ a ≦ 0.35 and 0 ≦ b ≦ 0. 0.3, 0 <x ≦
0.6, 3 ≦ z ≦ 3.8.
【0077】本発明によれば、下記一般式(14)で表
される組成を有し、前記一般式(14)におけるa及び
zがz=−6×a+δ(δは、5−0.2≦δ≦5+
0.2である)を満足する相を主相とし、かつCaCu
5 型結晶構造を有する結晶相が20容積%以下で、Mg
Cu2 型結晶構造を有する結晶相が10容積%以下であ
る合金を含む水素吸蔵合金を含有する負極を備えたこと
を特徴とする二次電池が提供される。According to the present invention, it has a composition represented by the following general formula (14), wherein a and z in the general formula (14) are z = −6 × a + δ (δ is 5-0.2 ≦ δ ≦ 5 +
0.2), and a phase satisfying CaCu
When the crystal phase having a type 5 crystal structure is 20% by volume or less,
A secondary battery is provided, comprising a negative electrode containing a hydrogen storage alloy containing an alloy having a crystal phase having a Cu 2 type crystal structure of 10% by volume or less.
【0078】 Mga R11-a-b T1b (Ni1-x M6x )z (14) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1種の元素、T1はCa、Ti、Zr及びHfか
ら選ばれる少なくとも1種の元素、M6はCo、Mn、
Fe、Al、Ga、Zn、Sn、Cu、Si、B、N
b、W、Mo,V,Cr,Ta,P及びSから選ばれる
少なくとも1種の元素であり、a、b、x及びzはそれ
ぞれ0.2≦a≦0.35、0≦b≦0.3、0<x≦
0.6、3≦z≦3.8として規定される。Mg a R 11 -ab T 1 b (Ni 1 -x M 6 x ) z (14) where R 1 is at least one element selected from rare earth elements including Y, T 1 is Ca, Ti, Zr, At least one element selected from Hf, M6 is Co, Mn,
Fe, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si, B, N
b, W, Mo, V, Cr, Ta, P, and S are at least one element selected from the group consisting of a, b, x, and z, each of 0.2 ≦ a ≦ 0.35 and 0 ≦ b ≦ 0. 0.3, 0 <x ≦
0.6, 3 ≦ z ≦ 3.8.
【0079】本発明によれば、下記一般式(15)で表
され、かつ主相がCe2 Ni7 型、CeNi3 型、Gd
2 Co7 型、PuNi3 型のいずれかの結晶構造もしく
は類似の結晶構造を有する相から選ばれる少なくとも1
つの相である合金を含む水素吸蔵合金を含有する負極を
備えたことを特徴とする二次電池が提供される。According to the present invention, the main phase is represented by the following general formula (15) and the main phase is Ce 2 Ni 7 type, CeNi 3 type, Gd
At least one selected from phases having a crystal structure of either 2 Co 7 type or PuNi 3 type or a similar crystal structure
A secondary battery is provided, comprising a negative electrode containing a hydrogen storage alloy containing an alloy that is one phase.
【0080】 R11-a-b Mga T2b (Ni1-x M7x )z …(15) ただし、R1はイットリウムを含む希土類元素から選ば
れる少なくとも1種の元素、T2はCa,Ti,Zrか
ら選ばれた少なくとも1つの元素、M7はCo,Mn,
Fe,V,Cr,Nb,Al,Ga,Zn,Sn,C
u,Si,P,Bから選ばれる少なくとも1つの元素で
あり、a,b,x,zはそれぞれ0<a≦0.6,0≦
b≦0.5,0≦x≦0.9,2.5≦z<4.5とし
て規定される。R1 1-ab Mg a T2 b (Ni 1-x M7 x ) z (15) where R1 is at least one element selected from rare earth elements including yttrium, and T2 is Ca, Ti, Zr At least one selected element, M7 is Co, Mn,
Fe, V, Cr, Nb, Al, Ga, Zn, Sn, C
at least one element selected from u, Si, P, and B, and a, b, x, and z are each 0 <a ≦ 0.6, 0 ≦
It is defined as b ≦ 0.5, 0 ≦ x ≦ 0.9, 2.5 ≦ z <4.5.
【0081】本発明によれば、下記一般式(16)で表
され、かつCuKα線を用いたX線回折パターンにおけ
る2θ=8〜13゜の範囲に現れる最強ピークの強度
(I1)と、全ピークの最強線ピークの強度(I2 )と
の強度比(I1 /I2 )が0.15未満である合金を含
む水素吸蔵合金を含有する負極を備えたことを特徴とす
る二次電池が提供される。According to the present invention, the intensity (I 1 ) of the strongest peak represented by the following general formula (16) and appearing in the range of 2θ = 8 to 13 ° in the X-ray diffraction pattern using CuKα ray: A secondary comprising a negative electrode containing a hydrogen storage alloy including an alloy having an intensity ratio (I 1 / I 2 ) of the intensity (I 2 ) of the strongest line peak of all peaks to less than 0.15. A battery is provided.
【0082】 R41-a-b Mga M8b (Ni1-x M9x )z …(16) ただし、R4はイットリウムを含む希土類元素およびC
aから選ばれる少なくとも1つの元素、M8はMgより
電気陰性度の大きな元素(ただし、R4、Ni、M9を
除く)、M9はCo,Mn,Fe,V,Cr,Nb,A
l,Ga,Zn,Sn,Cu,Si,P,Bから選ばれ
る少なくとも1つの元素であり、a、b、x、zはそれ
ぞれ0<a≦0.6、0≦b≦0.5,0≦x≦0.
9,2.5≦z<4.5を示す。R4 1-ab Mg a M8 b (Ni 1-x M9 x ) z (16) where R4 is a rare earth element containing yttrium and C
at least one element selected from a, M8 is an element having a higher electronegativity than Mg (except for R4, Ni and M9), and M9 is Co, Mn, Fe, V, Cr, Nb, A
1, at least one element selected from Ga, Zn, Sn, Cu, Si, P, and B, where a, b, x, and z are respectively 0 <a ≦ 0.6, 0 ≦ b ≦ 0.5, 0 ≦ x ≦ 0.
9, 2.5 ≦ z <4.5.
【0083】本発明によれば、A2B4サブセルとAB5
サブセルとの積層構造からなり(但し、Aは25℃にお
ける水素1モルに対する水素化物の生成熱ΔH(kJ/
mol)が20kJ/molより小さい1種類以上の元
素、Bは前記生成熱ΔH(kJ/mol)が20kJ/
mol以上の1種類以上の元素を示す)、かつ前記AB
5サブセル数に対する前記A2B4サブセル数の比Xが
0.5<X<1であるユニットセルからなる結晶相を含
む水素吸蔵合金を含有する負極を備えたことを特徴とす
る二次電池が提供される。According to the present invention, A 2 B 4 subcell and AB 5
(Where A is the heat of formation of hydride ΔH (kJ /
(mol) is less than 20 kJ / mol, and B has the heat of formation ΔH (kJ / mol) of 20 kJ / mol.
mol or more of one or more elements) and AB
A secondary battery comprising a negative electrode containing a hydrogen storage alloy containing a crystal phase comprising a unit cell in which the ratio X of the number of A 2 B 4 subcells to the number of 5 subcells is 0.5 <X <1. Is provided.
【0084】[0084]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる14種類の
水素吸蔵合金について説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Fourteen kinds of hydrogen storage alloys according to the present invention will be described below.
【0085】(A)第1の水素吸蔵合金 この水素吸蔵合金は、鋳造法または焼結法により作製さ
れ、かつ下記一般式(1)で表される組成を有する合金
インゴットか、あるいは前記合金インゴットの粉砕物を
含む。(A) First Hydrogen Storage Alloy This hydrogen storage alloy is produced by a casting method or a sintering method, and has the composition represented by the following general formula (1). Including pulverized material.
【0086】 (Mg1-a-b R1a M1b )Niz …(1) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1つの元素、M1はMgよりも電気陰性度の大き
な元素(ただし、前記R1の元素、Cr、Mn、Fe、
Co、Cu、Zn及びNiを除く)から選ばれる少なく
とも1つの元素、a、b及びzはそれぞれ0.1≦a≦
0.8、0<b≦0.9、1−a−b>0、3≦z≦
3.8として規定される。(Mg 1 -ab R 1 a M 1 b ) Ni z (1) where R 1 is at least one element selected from rare earth elements including Y, and M 1 is an element having a higher electronegativity than Mg (provided that , The element of R1, Cr, Mn, Fe,
At least one element selected from the group consisting of Co, Cu, Zn and Ni), a, b and z are each 0.1 ≦ a ≦
0.8, 0 <b ≦ 0.9, 1−ab> 0, 3 ≦ z ≦
Defined as 3.8.
【0087】前述した元素R1は、水素吸蔵合金の低コ
スト化を図る観点から、La,Ce,Pr,Nd及びY
から選ばれる少なくとも1種の元素であることが好まし
い。中でも、希土類元素の混合物であるミッシュメタル
が好ましい。前記ミッシュメタルとしては、La、C
e、Pr及びNdの含有量が99重量%以上の合金が望
ましい。具体的には、Ce含有量が50重量%以上で、
La含有量が30重量%以下であるCeリッチなミッシ
ュメタル(Mm)、La含有量が前記Mmに比べて多い
Laリッチなミッシュメタル(Lm)を挙げることがで
きる。From the viewpoint of reducing the cost of the hydrogen storage alloy, La, Ce, Pr, Nd and Y are used as the element R1.
It is preferably at least one element selected from Among them, misch metal which is a mixture of rare earth elements is preferable. As the misch metal, La, C
An alloy having a content of e, Pr and Nd of at least 99% by weight is desirable. Specifically, when the Ce content is 50% by weight or more,
Ce-rich misch metal (Mm) having a La content of 30% by weight or less, and La-rich misch metal (Lm) having a La content higher than that of Mm can be given.
【0088】Mg成分中のR1の置換量(a)を前記範
囲に規定するのは次のような理由によるものである。前
記置換量(a)を0.1未満にすると、合金の水素吸蔵
速度を高めることが困難になる恐れがある。一方、前記
置換量(a)が0.8を越えると、合金の有効水素吸蔵
量を改善することが困難になる恐れがあり、Mg系合金
本来の特性が損なわれる恐れがある。前記置換量(a)
のうち、より好ましい範囲は0.35≦a≦0.8であ
る。The substitution amount (a) of R1 in the Mg component is defined in the above range for the following reason. If the substitution amount (a) is less than 0.1, it may be difficult to increase the hydrogen storage rate of the alloy. On the other hand, if the substitution amount (a) exceeds 0.8, it may be difficult to improve the effective hydrogen storage amount of the alloy, and the original characteristics of the Mg-based alloy may be impaired. The replacement amount (a)
Of these, a more preferred range is 0.35 ≦ a ≦ 0.8.
【0089】前述したM1としては、例えば、Al:
1.5、Ta:1.5、V:1.6、Nb:1.6、G
a:1.6、In:1.7、Ge:1.8、Pb:1.
8、Mo1.8、Sn:1.8、Si:1.8、Re:
1.9、Ag:1.9、B:2.0、C:2.5、P:
2.1、Ir:2.2、Rh:2.2、Ru:2.2、
Os:2.2、Pt:2.2、Au:2.4、Se:
2.4、S:2.5を挙げることができる。M1は、こ
れらの元素から選ばれる1種または2種以上を用いるこ
とができる。各元素における:の後の数値は、ポーリン
グの値を用いたときの金属の電気陰性度を示す。なお、
Mgのポーリングの値を用いたときの電気陰性度は、
1.2である。As M1 described above, for example, Al:
1.5, Ta: 1.5, V: 1.6, Nb: 1.6, G
a: 1.6, In: 1.7, Ge: 1.8, Pb: 1.
8, Mo 1.8, Sn: 1.8, Si: 1.8, Re:
1.9, Ag: 1.9, B: 2.0, C: 2.5, P:
2.1, Ir: 2.2, Rh: 2.2, Ru: 2.2,
Os: 2.2, Pt: 2.2, Au: 2.4, Se:
2.4, S: 2.5. As M1, one or more kinds selected from these elements can be used. For each element, the number after: indicates the electronegativity of the metal using the value of Pauling. In addition,
The electronegativity when using the value of Mg poling is
1.2.
【0090】Mgを前述したM1で前述した量(0<b
≦0.9)置換することによって、合金の水素平衡圧を
高めることができる。その結果、前記合金を含む負極を
備えたアルカリ二次電池は、作動電圧を向上することが
できるため、放電容量及びサイクル寿命を向上すること
ができる。The amount of Mg described above in M1 (0 <b
≦ 0.9) substitution can increase the hydrogen equilibrium pressure of the alloy. As a result, the alkaline secondary battery provided with the negative electrode containing the alloy can improve the operating voltage, so that the discharge capacity and the cycle life can be improved.
【0091】また、このような合金は、水素吸蔵・放出
速度を向上することができる。これは、次のようなメカ
ニズムによるものと推測される。すなわち、一般に、多
くの単体金属の水素化物においては金属−水素間の電気
陰性度の差が大きいほど結合力が大きいという相関が成
り立つ。Mgの成分を異種元素で置換することにより合
金−水素間の結合力がどのように変化するのかを電気陰
性度の観点から考えると、水素との電気陰性度の差が大
きいほど金属−水素間の結合中のイオン結合性が強くな
り、結合がより強く、吸蔵された水素がより安定になる
と考えられる。従って、M1をMgよりも電気陰性度の
大きな元素にすることによって、水素吸蔵合金と水素と
の電気陰性度の差を小さくすることができるため、合金
の結晶格子内の水素を不安定化させることができるもの
と推測される。その結果、水素吸蔵合金の吸蔵・放出特
性を向上することができる。Further, such an alloy can improve the hydrogen storage / release speed. This is presumed to be due to the following mechanism. That is, in general, in many hydrides of a single metal, a correlation is established that the larger the difference in electronegativity between metal and hydrogen, the larger the bonding force. Considering how the bonding force between the alloy and hydrogen changes by replacing the component of Mg with a different element from the viewpoint of electronegativity, the larger the difference in electronegativity with hydrogen is, the more the metal-hydrogen difference It is thought that the ionic bondability during the bonding becomes stronger, the bonding becomes stronger, and the stored hydrogen becomes more stable. Therefore, by making M1 an element having a higher electronegativity than Mg, the difference in electronegativity between the hydrogen-absorbing alloy and hydrogen can be reduced, thereby destabilizing hydrogen in the crystal lattice of the alloy. It is speculated that this can be done. As a result, the storage / release characteristics of the hydrogen storage alloy can be improved.
【0092】特に、前記M1成分としてAl、あるいは
Ag、もしくは両者を用いることによって、水素吸蔵合
金の結晶格子を広げることができるため、より吸蔵・放
出特性を向上することができる。In particular, by using Al or Ag or both as the M1 component, the crystal lattice of the hydrogen storage alloy can be expanded, so that the storage / release characteristics can be further improved.
【0093】また、Mg成分中のM1の置換量bが0.
9を越えると、水素吸蔵合金の結晶構造が著しく変化
し、Mg系合金本来の特性が損なわれる恐れがある。そ
のうえ、このような水素吸蔵合金は吸蔵時の触媒活性が
著しく低くなる恐れがある。前記置換量bのより好まし
い範囲は、0.1≦b≦0.8である。Further, the substitution amount b of M1 in the Mg component is 0.
If it exceeds 9, the crystal structure of the hydrogen-absorbing alloy will be remarkably changed, and the inherent properties of the Mg-based alloy may be impaired. In addition, such a hydrogen storage alloy may have a significantly low catalytic activity during storage. A more preferred range of the substitution amount b is 0.1 ≦ b ≦ 0.8.
【0094】前記合金におけるNi成分の含有量(z)
を前記範囲に規定するのは次のような理由によるもので
ある。前記含有量(z)を3.0未満にすると、合金内
の水素が非常に安定化するため、合金の水素放出量が減
少する。一方、前記含有量(z)が3.8を越えると、
合金の水素サイトが減少して水素吸蔵量が低減する恐れ
がある。前記含有量(z)のより好ましい範囲は、3.
0≦z≦3.6の範囲である。The Ni content in the alloy (z)
Is defined in the above range for the following reason. When the content (z) is less than 3.0, the hydrogen in the alloy is extremely stabilized, so that the amount of hydrogen released from the alloy decreases. On the other hand, when the content (z) exceeds 3.8,
There is a possibility that the number of hydrogen sites in the alloy is reduced and the hydrogen storage amount is reduced. A more preferable range of the content (z) is 3.
The range is 0 ≦ z ≦ 3.6.
【0095】また、この第1の水素吸蔵合金には、C,
N,O,F等の元素が不純物としてこの合金の特性を阻
害しない範囲で含まれていても良い。なお、これらの不
純物の含有量は、おのおの1wt%以下の範囲であるこ
とが好ましい。The first hydrogen storage alloy includes C,
Elements such as N, O, and F may be included as impurities as long as the properties of the alloy are not impaired. The content of these impurities is preferably in the range of 1 wt% or less.
【0096】この第1の水素吸蔵合金は、鋳造法か、あ
るいは焼結法により作製される。以下にこれらの方法に
ついて説明する。The first hydrogen storage alloy is manufactured by a casting method or a sintering method. Hereinafter, these methods will be described.
【0097】(鋳造法) (a)各元素を秤量し、不活性ガス、例えばアルゴン雰
囲気中で高周波誘導溶解させ、金型等に鋳造することに
より目的組成の合金インゴットを得る。(Casting Method) (a) Each element is weighed, and is subjected to high frequency induction melting in an inert gas, for example, an argon atmosphere, and then cast into a mold or the like to obtain an alloy ingot of a target composition.
【0098】(b)RNi5 系、R2 Ni7 系、RNi
3 系、RNi2 系、Mg2 Ni系、MgNi2 系などの
母合金を高周波誘導溶解により作製する。得られた各母
合金を目的組成になるように秤量して高周波誘導溶解
し、金型等に鋳造することにより目的組成の合金インゴ
ットを得る。(B) RNi 5 system, R 2 Ni 7 system, RNi
3 system, RNi 2 system, Mg 2 Ni-based, produced by high-frequency induction melting a master alloy such MgNi 2 system. Each of the obtained master alloys is weighed so as to have a desired composition, is subjected to high frequency induction melting, and is cast into a mold or the like to obtain an alloy ingot of the desired composition.
【0099】(焼結法) (a)各元素を秤量し、不活性ガス、例えばアルゴン雰
囲気中で焼結後、融点付近で熱処理することにより目的
組成の合金インゴットを得る。(Sintering Method) (a) Each element is weighed, sintered in an inert gas atmosphere, for example, an argon atmosphere, and then heat-treated near its melting point to obtain an alloy ingot of a target composition.
【0100】(b)RNi5 系、R2 Ni7 系、RNi
3 系、RNi2 系、RNi系のような比較的融点の高い
母合金と、Mg2 Ni系、MgNi2 系などの母合金を
高周波誘導溶解により作製する。得られた各母合金の粉
末を目的組成になるように秤量し、融点付近で熱処理す
ることにより目的組成の合金インゴットを得る。(B) RNi 5 system, R 2 Ni 7 system, RNi
3 system, RNi 2 system, to produce a relatively high melting point master alloy such as RNi system, Mg 2 Ni-based, by a high frequency induction melting a master alloy such MgNi 2 system. The obtained powders of the respective master alloys are weighed so as to have a desired composition, and heat-treated at around the melting point to obtain an alloy ingot of the desired composition.
【0101】また、このようにして得られた合金に真空
中もしくは不活性雰囲気下で300℃以上で、かつ融点
未満の温度で0.1〜500時間熱処理を施すことが好
ましい。このような熱処理を施すことにより、合金の格
子歪みを緩和することができるため、水素吸蔵・放出速
度等の水素吸蔵・放出特性を向上することができる。前
記熱処理の温度は、750〜1050℃にすることが好
ましく、更に好ましい温度は800〜1000℃であ
る。また、前記熱処理の時間は、0.5〜100時間に
することが好ましく、更に好ましい時間は1〜20時間
である。It is preferable that the alloy thus obtained is subjected to a heat treatment in a vacuum or an inert atmosphere at a temperature of 300 ° C. or higher and lower than the melting point for 0.1 to 500 hours. By performing such a heat treatment, the lattice distortion of the alloy can be reduced, so that the hydrogen storage / release characteristics such as the hydrogen storage / release speed can be improved. The temperature of the heat treatment is preferably 750 to 1050C, and more preferably 800 to 1000C. The heat treatment time is preferably 0.5 to 100 hours, more preferably 1 to 20 hours.
【0102】(B)第2の水素吸蔵合金 この合金は、鋳造法または焼結法により作製され、かつ
下記一般式(2)で表される組成を有する合金インゴッ
トか、あるいは前記合金インゴットの粉砕物を含む。(B) Second hydrogen storage alloy This alloy is produced by a casting method or a sintering method, and is an alloy ingot having a composition represented by the following general formula (2) or a pulverization of the alloy ingot. Including things.
【0103】 Mg1-a R1a(Ni1-x M2x )z …(2) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1つの元素、M2はCr、Mn、Fe、Co、C
u及びZnから選ばれる少なくとも1つの元素、a、x
及びzはそれぞれ0.1≦a≦0.8、0<x≦0.
9、3≦z≦3.8として規定される。Mg 1−a R1 a (Ni 1−x M2 x ) z (2) where R1 is at least one element selected from rare earth elements including Y, and M2 is Cr, Mn, Fe, Co, C
at least one element selected from u and Zn, a, x
And z are respectively 0.1 ≦ a ≦ 0.8 and 0 <x ≦ 0.
9, 3 ≦ z ≦ 3.8.
【0104】この合金の元素R1としては、前述した第
1の合金で説明したのと同様なものを挙げることができ
る。As the element R1 of this alloy, the same elements as those described for the first alloy can be used.
【0105】Mg成分中のR1の置換量(a)を前記範
囲に規定するのは次のような理由によるものである。前
記置換量(a)を0.1未満にすると、合金の水素放出
特性を改善することが困難になる恐れがある。一方、前
記置換量(a)が0.8を越えると、合金の有効水素吸
蔵量を改善することが困難になる恐れがあり、Mg系合
金本来の特性が損なわれる恐れがある。この置換量
(a)のより好ましい範囲は、0.65≦a≦0.80
である。The substitution amount (a) of R1 in the Mg component is defined in the above range for the following reason. If the substitution amount (a) is less than 0.1, it may be difficult to improve the hydrogen release characteristics of the alloy. On the other hand, if the substitution amount (a) exceeds 0.8, it may be difficult to improve the effective hydrogen storage amount of the alloy, and the original characteristics of the Mg-based alloy may be impaired. A more preferable range of the substitution amount (a) is 0.65 ≦ a ≦ 0.80.
It is.
【0106】前記合金のNi成分を前記M2で前述した
量(0<x≦0.9)置換することによって、合金の水
素吸蔵・放出速度を向上することができる。これは、前
記M2が発熱的に水素と反応しない元素、すなわち自発
的に水素化物を作りにくい元素で、M2の添加により水
素吸蔵合金の吸蔵・放出が容易になること等が起因する
ものと推測される。また、前記合金を含む負極を備えた
アルカリ二次電池は、サイクル特性を飛躍的に改善する
ことができる。前記M2は、Coからなるか、あるいは
Mnからなるか、もしくはCo及びMnの両者からなる
ことが好ましい。By substituting the Ni component of the alloy with the above-mentioned amount (0 <x ≦ 0.9) with the M2, the hydrogen storage / release rate of the alloy can be improved. This is presumed to be due to the fact that M2 is an element that does not exothermically react with hydrogen, that is, an element that does not spontaneously form a hydride, and that the addition and storage of M2 facilitates the storage and release of the hydrogen storage alloy. Is done. In addition, an alkaline secondary battery provided with a negative electrode containing the alloy can dramatically improve cycle characteristics. It is preferable that M2 is made of Co, Mn, or both Co and Mn.
【0107】また、Ni成分中のM2の置換量xが0.
9を越えると、水素吸蔵合金の結晶構造が著しく変化
し、Mg系合金本来の特性が損なわれる。前記置換量
(x)は、0.1≦x≦0.8にすることが好ましい。When the substitution amount x of M2 in the Ni component is 0.
If it exceeds 9, the crystal structure of the hydrogen storage alloy will be remarkably changed, and the original characteristics of the Mg-based alloy will be impaired. The substitution amount (x) is preferably set to 0.1 ≦ x ≦ 0.8.
【0108】前記合金におけるNi・M2成分の含有量
(z)を前記範囲に規定するのは次のような理由による
ものである。前記含有量(z)を3.0未満にすると、
合金内の水素が非常に安定化するため、合金の水素放出
量が減少する。一方、前記含有量(z)が3.8を越え
ると、合金の水素サイトが減少して水素吸蔵量が低減す
る恐れがある。前記含有量(z)のより好ましい範囲
は、3.0≦z≦3.6である。The content (z) of the Ni.M2 component in the alloy is defined in the above range for the following reason. When the content (z) is less than 3.0,
Because the hydrogen in the alloy is much more stable, the hydrogen release of the alloy is reduced. On the other hand, if the content (z) exceeds 3.8, the number of hydrogen sites in the alloy may decrease, and the hydrogen storage amount may decrease. A more preferable range of the content (z) is 3.0 ≦ z ≦ 3.6.
【0109】また、この第2の水素吸蔵合金には、C,
N,O,F等の元素が不純物としてこの合金の特性を阻
害しない範囲で含まれていても良い。なお、これらの不
純物の含有量は、おのおの1wt%以下の範囲であるこ
とが好ましい。The second hydrogen storage alloy includes C,
Elements such as N, O, and F may be included as impurities as long as the properties of the alloy are not impaired. The content of these impurities is preferably in the range of 1 wt% or less.
【0110】この第2の水素吸蔵合金は、前述した鋳造
法か、あるいは焼結法により作製される。The second hydrogen storage alloy is manufactured by the above-described casting method or sintering method.
【0111】また、このようにして得られた合金に前述
した第1の水素吸蔵合金で説明したのと同様な熱処理を
施すことが好ましい。It is preferable that the alloy thus obtained is subjected to the same heat treatment as described for the first hydrogen storage alloy.
【0112】(C)第3の水素吸蔵合金 この合金は、鋳造法または焼結法により作製され、かつ
下記一般式(3)で表される組成を有する合金インゴッ
トか、あるいは前記合金インゴットの粉砕物を含む。(C) Third Hydrogen Storage Alloy This alloy is produced by a casting method or a sintering method, and is an alloy ingot having a composition represented by the following general formula (3), or a crushed alloy ingot. Including things.
【0113】 Mg1-a-b R1a M1b(Ni1-x M2x )z …(3) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1つの元素、M2はCr、Mn、Fe、Co、C
u及びZnから選ばれる少なくとも1つの元素、M1は
Mgよりも電気陰性度の大きな元素(ただし、前記R1
の元素、前記M2の元素及びNiを除く)から選ばれる
少なくとも1つの元素、a、b、x及びzはそれぞれ
0.1≦a≦0.8、0<b≦0.9、1−a−b>
0、0<x≦0.9、3≦z≦3.8として規定され
る。Mg 1 -ab R 1 a M 1 b (Ni 1 -x M 2 x ) z (3) where R 1 is at least one element selected from rare earth elements including Y, and M 2 is Cr, Mn, Fe, Co, C
at least one element selected from u and Zn, M1 is an element having a higher electronegativity than Mg (provided that the R1
, A, b, x, and z are at least 0.1 ≦ a ≦ 0.8, 0 <b ≦ 0.9, 1-a -B>
0, 0 <x ≦ 0.9 and 3 ≦ z ≦ 3.8.
【0114】この合金の元素R1としては、前述した第
1の合金で説明したのと同様なものを挙げることができ
る。As the element R1 of this alloy, the same elements as described in the first alloy can be used.
【0115】Mg成分中のR1の置換量(a)を前記範
囲に規定するのは次のような理由によるものである。前
記置換量(a)を0.1未満にすると、合金の水素吸蔵
速度を改善することが困難になる恐れがある。一方、前
記置換量(a)が0.8を越えると、合金の有効水素吸
蔵量を向上させることが困難になる恐れがあり、Mg系
合金本来の特性が損なわれる恐れがある。前記置換量
(a)のうち、より好ましい範囲は0.35≦a≦0.
8である。The substitution amount (a) of R1 in the Mg component is defined in the above range for the following reason. If the substitution amount (a) is less than 0.1, it may be difficult to improve the hydrogen storage rate of the alloy. On the other hand, if the substitution amount (a) exceeds 0.8, it may be difficult to improve the effective hydrogen storage amount of the alloy, and the original characteristics of the Mg-based alloy may be impaired. A more preferable range of the substitution amount (a) is 0.35 ≦ a ≦ 0.
8
【0116】この合金の元素M1としては、例えば、前
述した第1の合金で説明したのと同様な元素を用いるこ
とができる。また、前記M1には、Al、あるいはA
g、もしくは両者を用いることが好ましい。このような
M1を含む水素吸蔵合金は、水素吸蔵合金の結晶格子を
広げることができるため、より吸蔵・放出特性を向上す
ることができる。As the element M1 of this alloy, for example, the same element as described in the first alloy can be used. Further, the M1 includes Al or A
g, or both. Such a hydrogen storage alloy containing M1 can expand the crystal lattice of the hydrogen storage alloy, so that the storage / release characteristics can be further improved.
【0117】Mg成分中のM1の置換量(b)を前記範
囲にすることによって、合金の水素平衡圧を高めること
ができる。その結果、前記合金を含む負極を備えたアル
カリ二次電池は、作動電圧を向上することができるた
め、放電容量及びサイクル寿命を向上することができ
る。また、このような合金は、水素吸蔵・放出速度を向
上することができる。一方、Mg成分中のM1の置換量
bが0.9を越えると、水素吸蔵合金の結晶構造が著し
く変化し、Mg系合金本来の特性が損なわれる。そのう
え、このような水素吸蔵合金は吸蔵時の触媒活性が著し
く低くなる。前記置換量bのより好ましい範囲は、0.
1≦b≦0.8である。The hydrogen equilibrium pressure of the alloy can be increased by setting the substitution amount (b) of M1 in the Mg component within the above range. As a result, the alkaline secondary battery provided with the negative electrode containing the alloy can improve the operating voltage, so that the discharge capacity and the cycle life can be improved. Further, such an alloy can improve the hydrogen storage / release speed. On the other hand, when the substitution amount b of M1 in the Mg component exceeds 0.9, the crystal structure of the hydrogen storage alloy changes remarkably, and the original characteristics of the Mg-based alloy are impaired. In addition, such hydrogen storage alloys have significantly reduced catalytic activity during storage. A more preferable range of the substitution amount b is 0.
1 ≦ b ≦ 0.8.
【0118】前記合金のNi成分を前記M2で前述した
量(0<x≦0.9)置換することによって、前記合金
の水素吸蔵・放出速度を向上することができる。また、
前記合金を含む負極を備えたアルカリ二次電池は、サイ
クル特性を飛躍的に改善することができる。一方、Ni
成分中のM2の置換量xが0.9を越えると、水素吸蔵
合金の結晶構造が著しく変化し、Mg系合金本来の特性
が損なわれる。また、前記M2は、Co、あるいはM
n、もしくは両方の元素にすることが好ましい。前記置
換量xのより好ましい範囲は、0.1≦x≦0.8であ
る。By substituting the Ni component of the alloy with the M2 in the amount described above (0 <x ≦ 0.9), the hydrogen storage / release rate of the alloy can be improved. Also,
The alkaline secondary battery including the negative electrode containing the alloy can dramatically improve the cycle characteristics. On the other hand, Ni
When the substitution amount x of M2 in the component exceeds 0.9, the crystal structure of the hydrogen storage alloy changes significantly, and the original characteristics of the Mg-based alloy are impaired. M2 is Co or M
Preferably, n or both elements are used. A more preferable range of the substitution amount x is 0.1 ≦ x ≦ 0.8.
【0119】前記合金におけるNi・M2成分の含有量
(z)を前記範囲に規定するのは次のような理由による
ものである。前記含有量(z)を3.0未満にすると、
合金内の水素が非常に安定化するため、合金の水素放出
量が減少する。一方、前記含有量(z)が3.8を越え
ると、合金の水素サイトが減少して水素吸蔵量が低減す
る恐れがある。前記含有量(z)のより好ましい範囲
は、3.0≦z≦3.6である。The content (z) of the Ni.M2 component in the alloy is defined in the above range for the following reason. When the content (z) is less than 3.0,
Because the hydrogen in the alloy is much more stable, the hydrogen release of the alloy is reduced. On the other hand, if the content (z) exceeds 3.8, the number of hydrogen sites in the alloy may decrease, and the hydrogen storage amount may decrease. A more preferable range of the content (z) is 3.0 ≦ z ≦ 3.6.
【0120】また、この第3の水素吸蔵合金には、C,
N,O,F等の元素が不純物としてこの合金の特性を阻
害しない範囲で含まれていても良い。なお、これらの不
純物の含有量は、おのおの1wt%以下の範囲であるこ
とが好ましい。The third hydrogen storage alloy includes C,
Elements such as N, O, and F may be included as impurities as long as the properties of the alloy are not impaired. The content of these impurities is preferably in the range of 1 wt% or less.
【0121】この第3の水素吸蔵合金は、前述した鋳造
法か、あるいは焼結法により作製される。This third hydrogen storage alloy is manufactured by the above-described casting method or sintering method.
【0122】また、このようにして得られた合金に前述
した第1の水素吸蔵合金で説明したのと同様な熱処理を
施すことが好ましい。It is preferable that the alloy thus obtained is subjected to the same heat treatment as described for the first hydrogen storage alloy.
【0123】(D)第4の水素吸蔵合金 この第4の水素吸蔵合金は、鋳造法または焼結法により
作製され、かつ下記一般式(4)で表される組成を有す
る合金インゴットか、あるいは前記合金インゴットの粉
砕物を含む。(D) Fourth Hydrogen Storage Alloy This fourth hydrogen storage alloy is prepared by a casting method or a sintering method and has an alloy ingot having a composition represented by the following general formula (4), or Includes a crushed product of the alloy ingot.
【0124】 Mg1-a R1a (Ni1-x M3x )z (4) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1種の元素、M3はCo、Mn、Fe、Al、G
a、Zn、Sn、Cu、Si及びBから選ばれる少なく
とも1種の元素であり、a、x及びzはそれぞれ0.6
5≦a≦0.8、0<x≦0.6、3≦z≦3.8とし
て規定される。Mg 1-a R1 a (Ni 1-x M3 x ) z (4) where R1 is at least one element selected from rare earth elements including Y, M3 is Co, Mn, Fe, Al, G
a, at least one element selected from Zn, Sn, Cu, Si and B, wherein a, x and z are each 0.6
It is defined as 5 ≦ a ≦ 0.8, 0 <x ≦ 0.6, and 3 ≦ z ≦ 3.8.
【0125】前記(4)式におけるR1としては、前述
した第1の水素吸蔵合金で説明したのと同様なものを挙
げることができる。As R1 in the above formula (4), the same as those described for the first hydrogen storage alloy can be used.
【0126】前記R1の量(a)を前記範囲に規定する
のは次のような理由によるものである。前記置換量
(a)を0.65未満にすると、合金の結晶構造が変化
し、水素吸蔵量が減少する恐れがある。一方、前記置換
量(a)が0.8を越えると、合金の水素放出特性を高
めることが困難になる恐れがある。The reason why the amount (a) of R1 is specified in the above range is as follows. When the substitution amount (a) is less than 0.65, the crystal structure of the alloy changes, and the hydrogen storage amount may decrease. On the other hand, if the substitution amount (a) exceeds 0.8, it may be difficult to enhance the hydrogen release characteristics of the alloy.
【0127】前記(4)式において、Niへの置換元素
M3を前述したCo、Mn、Fe、Al、Ga、Zn、
Sn、Cu、Si及びBから選ばれる少なくとも1種に
することによって、合金の水素吸蔵・放出速度等の水素
吸蔵・放出特性を向上することができる。これは、前記
M3が発熱的に水素と反応しない元素、すなわち自発的
に水素化物を作り難い元素で、M3の置換により水素吸
蔵合金の吸蔵・放出が容易になることなどが起因するも
のと推測される。また、前記合金を含む負極を具備した
金属酸化物・水素二次電池は、サイクル特性を飛躍的に
改善することができる。In the above formula (4), the substitution element M3 for Ni is Co, Mn, Fe, Al, Ga, Zn,
By using at least one selected from Sn, Cu, Si and B, the hydrogen storage / release characteristics such as the hydrogen storage / release speed of the alloy can be improved. This is presumed to be due to the fact that M3 is an element that does not exothermically react with hydrogen, that is, an element that does not spontaneously produce hydride, and that the replacement of M3 facilitates the storage and release of the hydrogen storage alloy. Is done. In addition, a metal oxide / hydrogen secondary battery provided with a negative electrode containing the alloy can significantly improve cycle characteristics.
【0128】前記(4)式において、NiへのM3の置
換量(x)が0.6を越えると、このような合金を含む
負極を具備した金属酸化物・水素二次電池の放電容量が
低下する。前記置換量(x)のより好ましい範囲は0.
01≦x≦0.5である。In the above formula (4), when the substitution amount (x) of M3 to Ni exceeds 0.6, the discharge capacity of a metal oxide / hydrogen secondary battery provided with a negative electrode containing such an alloy is reduced. descend. A more preferred range of the substitution amount (x) is 0.1.
01 ≦ x ≦ 0.5.
【0129】前記(4)式における(Mg+R)と(N
i+M3)の比(z)を前記範囲に規定するのは次のよ
うな理由によるものである。前記比(z)を3.0未満
にすると、合金内の水素が非常に安定化するため、合金
の水素放出量が減少する。前記比(z)を3以上にする
ことによって、合金の水素吸蔵・放出速度等の水素吸蔵
・放出特性を十分に改善することが可能になり、放電容
量及びサイクル特性が改善された金属酸化物・水素二次
電池を実現することができる。しかしながら、前記比
(z)が3.8を越えると、合金の水素サイトが減少し
て水素吸蔵量が低減する恐れがある。前記比(z)のよ
り好ましい範囲は、3.0≦z≦3.6の範囲である。(Mg + R) and (N
The reason why the ratio (z) of (i + M3) is specified in the above range is as follows. When the ratio (z) is less than 3.0, hydrogen in the alloy is extremely stabilized, and the amount of hydrogen released from the alloy is reduced. By setting the ratio (z) to 3 or more, it is possible to sufficiently improve the hydrogen storage / release characteristics such as the hydrogen storage / release speed of the alloy, and to improve the discharge capacity and cycle characteristics of the metal oxide. -A hydrogen secondary battery can be realized. However, if the ratio (z) exceeds 3.8, the number of hydrogen sites in the alloy may decrease, and the amount of hydrogen occlusion may decrease. A more preferable range of the ratio (z) is a range of 3.0 ≦ z ≦ 3.6.
【0130】また、この第4の水素吸蔵合金には、C,
N,O,F等の元素が不純物としてこの合金の特性を阻
害しない範囲で含まれていても良い。なお、これらの不
純物の含有量は、おのおの1wt%以下の範囲であるこ
とが好ましい。The fourth hydrogen storage alloy includes C,
Elements such as N, O, and F may be included as impurities as long as the properties of the alloy are not impaired. The content of these impurities is preferably in the range of 1 wt% or less.
【0131】この第4の水素吸蔵合金は、前述した鋳造
法か、あるいは焼結法により作製される。The fourth hydrogen storage alloy is manufactured by the above-described casting method or sintering method.
【0132】また、このようにして得られた合金に前述
した第1の水素吸蔵合金で説明したのと同様な熱処理を
施すことが好ましい。Further, it is preferable that the alloy thus obtained is subjected to the same heat treatment as described in the first hydrogen storage alloy.
【0133】(E)第5の水素吸蔵合金 この合金は、鋳造法または焼結法により作製され、かつ
下記一般式(5)で表される組成を有する合金インゴッ
トか、あるいは前記合金インゴットの粉砕物を含む。(E) Fifth hydrogen storage alloy This alloy is manufactured by a casting method or a sintering method and has a composition represented by the following general formula (5). Including things.
【0134】 Mg1-a-b R1a T1b (Ni1-x M3x )z (5) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1種の元素、T1はCa、Ti、Zr及びHfか
ら選ばれる少なくとも1種の元素、M3はCo、Mn、
Fe、Al、Ga、Zn、Sn、Cu、Si及びBから
選ばれる少なくとも1種の元素であり、a、b、x及び
zはそれぞれ0.65≦a<0.8、0<b≦0.3、
0.65<(a+b)≦0.8、0<x≦0.6、3≦
z≦3.8として規定される。Mg 1 -ab R 1 a T 1 b (Ni 1 -x M 3 x ) z (5) where R 1 is at least one element selected from rare earth elements containing Y, and T 1 is Ca, Ti, Zr and At least one element selected from Hf, M3 is Co, Mn,
Fe, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si and B are at least one element selected from the group consisting of a, b, x, and z of 0.65 ≦ a <0.8 and 0 <b ≦ 0, respectively. .3,
0.65 <(a + b) ≦ 0.8, 0 <x ≦ 0.6, 3 ≦
It is defined as z ≦ 3.8.
【0135】前記(5)式におけるR1としては、前述
した第1の水素吸蔵合金で説明したのと同様なものを挙
げることができる。As R1 in the above formula (5), the same ones as described in the first hydrogen storage alloy can be used.
【0136】前記R1の量(a)を前記範囲に規定する
のは次のような理由によるものである。前記置換量
(a)を0.65未満にすると、合金の結晶構造が変化
し、水素吸蔵量が減少する恐れがある。一方、前記置換
量(a)が0.8以上では、合金の水素放出特性を高め
ることが困難になる恐れがある。The reason why the amount (a) of R1 is defined in the above range is as follows. When the substitution amount (a) is less than 0.65, the crystal structure of the alloy changes, and the hydrogen storage amount may decrease. On the other hand, when the substitution amount (a) is 0.8 or more, it may be difficult to enhance the hydrogen release characteristics of the alloy.
【0137】Mgへの置換元素T1を前述したCa、T
i、Zr及びHfから選ばれる少なくとも1種の元素に
することによって、合金の水素吸蔵量を著しく減少させ
ることなく、水素放出速度等の特性を向上させることが
できると共に、水素吸蔵・放出に伴う合金の微粉化を抑
制することができる。The substitution element T1 for Mg is replaced by Ca, T
By using at least one element selected from i, Zr and Hf, it is possible to improve the characteristics such as the hydrogen desorption rate without remarkably reducing the hydrogen storage capacity of the alloy, and to improve the hydrogen storage and release characteristics. It is possible to suppress the pulverization of the alloy.
【0138】また、前記T1の置換量(b)が0.3を
越えると、前述したような効果、つまり放出特性の改善
及び微粉化の抑制がみられなくなり、前記合金を含む負
極を備えた二次電池の放電容量及びサイクル寿命が低下
する。前記置換量(b)が少ない方が長いサイクル寿命
を得られる傾向が見られる。長寿命を確保する観点か
ら、前記T1の置換量(b)は0.2以下にすることが
好ましい。When the substitution amount (b) of T1 exceeds 0.3, the above-mentioned effects, namely, the improvement of the emission characteristics and the suppression of the pulverization cannot be observed, and the negative electrode containing the alloy is provided. The discharge capacity and cycle life of the secondary battery decrease. A smaller cycle amount (b) tends to obtain a longer cycle life. From the viewpoint of ensuring a long life, the replacement amount (b) of the T1 is preferably set to 0.2 or less.
【0139】前記(5)式において、前記置換量(a)
と前記置換量(b)の和(a+b)を前記範囲に規定す
るのは次のような理由によるものである。和(a+b)
を0.65以下にすると、合金の結晶構造が変化し、水
素吸蔵量が減少する恐れがある。一方、和(a+b)が
0.8を越えると、合金の水素放出特性を高めることが
困難になる恐れがある。In the formula (5), the substitution amount (a)
The reason for defining the sum (a + b) of the above and the replacement amount (b) in the above range is as follows. Sum (a + b)
If is set to 0.65 or less, the crystal structure of the alloy changes, and the amount of hydrogen occlusion may decrease. On the other hand, if the sum (a + b) exceeds 0.8, it may be difficult to enhance the hydrogen release characteristics of the alloy.
【0140】前記(5)式において、Niへの置換元素
M3を前述したCo、Mn、Fe、Al、Ga、Zn、
Sn、Cu、Si及びBから選ばれる少なくとも1種に
することによって、合金の水素吸蔵・放出速度等の水素
吸蔵・放出特性を向上することができる。これは、前記
M3が発熱的に水素と反応しない元素、すなわち自発的
に水素化物を作り難い元素で、M3の置換により水素吸
蔵合金の吸蔵・放出が容易になることなどが起因するも
のと推測される。また、前記合金を含む負極を具備した
金属酸化物・水素二次電池は、サイクル特性を飛躍的に
改善することができる。In the above formula (5), the substituting element M3 for Ni is Co, Mn, Fe, Al, Ga, Zn,
By using at least one selected from Sn, Cu, Si and B, the hydrogen storage / release characteristics such as the hydrogen storage / release speed of the alloy can be improved. This is presumed to be due to the fact that M3 is an element that does not exothermically react with hydrogen, that is, an element that does not spontaneously produce hydride, and that the replacement of M3 facilitates the storage and release of the hydrogen storage alloy. Is done. In addition, a metal oxide / hydrogen secondary battery provided with a negative electrode containing the alloy can significantly improve cycle characteristics.
【0141】前記(5)式において、NiへのM3の置
換量(x)が0.6を越えると、このような合金を含む
負極を具備した金属酸化物・水素二次電池の放電容量が
低下する恐れがある。前記置換量(x)のより好ましい
範囲は0.01≦x≦0.5である。In the above formula (5), when the substitution amount (x) of M3 to Ni exceeds 0.6, the discharge capacity of a metal oxide / hydrogen secondary battery provided with a negative electrode containing such an alloy is reduced. May drop. A more preferable range of the substitution amount (x) is 0.01 ≦ x ≦ 0.5.
【0142】前記(5)式における(Mg+R+T)と
(Ni+M)の比(z)を前記範囲に規定するのは次の
ような理由によるものである。前記比(z)を3.0未
満にすると、合金内の水素が非常に安定化するため、合
金の水素放出量が減少する。前記比(z)を3以上にす
ることによって、合金の水素吸蔵・放出速度等の水素吸
蔵・放出特性を十分に改善することが可能になり、放電
容量及びサイクル特性が改善された金属酸化物・水素二
次電池を実現することができる。しかしながら、前記比
(z)が3.8を越えると、合金の水素サイトが減少し
て水素吸蔵量が低減する恐れがある。前記比(z)のよ
り好ましい範囲は、3.0≦z≦3.6の範囲である。The ratio (z) between (Mg + R + T) and (Ni + M) in the above equation (5) is defined in the above range for the following reason. When the ratio (z) is less than 3.0, hydrogen in the alloy is extremely stabilized, and the amount of hydrogen released from the alloy is reduced. By setting the ratio (z) to 3 or more, it is possible to sufficiently improve the hydrogen storage / release characteristics such as the hydrogen storage / release speed of the alloy, and to improve the discharge capacity and cycle characteristics of the metal oxide. -A hydrogen secondary battery can be realized. However, if the ratio (z) exceeds 3.8, the number of hydrogen sites in the alloy may decrease, and the amount of hydrogen occlusion may decrease. A more preferable range of the ratio (z) is a range of 3.0 ≦ z ≦ 3.6.
【0143】また、この第5の水素吸蔵合金には、C,
N,O,F等の元素が不純物としてこの合金の特性を阻
害しない範囲で含まれていても良い。なお、これらの不
純物の含有量は、おのおの1wt%以下の範囲であるこ
とが好ましい。Further, the fifth hydrogen storage alloy includes C,
Elements such as N, O, and F may be included as impurities as long as the properties of the alloy are not impaired. The content of these impurities is preferably in the range of 1 wt% or less.
【0144】この第5の水素吸蔵合金は、前述した鋳造
法か、あるいは焼結法により作製される。The fifth hydrogen storage alloy is manufactured by the above-described casting method or sintering method.
【0145】また、このようにして得られた合金に前述
した第1の水素吸蔵合金で説明したのと同様な熱処理を
施すことが好ましい。It is preferable that the alloy thus obtained is subjected to the same heat treatment as described for the first hydrogen storage alloy.
【0146】(F)第6の水素吸蔵合金 この合金は、鋳造法または焼結法により作製され、かつ
下記一般式(6)で表される組成を有する合金インゴッ
トか、あるいは前記合金インゴットの粉砕物を含む。(F) Sixth hydrogen storage alloy This alloy is produced by a casting method or a sintering method, and is an alloy ingot having a composition represented by the following general formula (6) or a pulverization of the alloy ingot. Including things.
【0147】 Mga R11-a (Ni1-x-y Cox M4y )z (6) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1種の元素、M4はMn、Fe、V、Cr、N
b、Al、Ga、Zn、Sn、Cu、Si、P及びBか
ら選ばれる少なくとも1種の元素であり、a、x、y及
びzはそれぞれ0.2≦a≦0.35、0<x≦0.
5、0≦y≦0.2、3≦z≦3.8として規定され
る。[0147] Mg a R1 1-a except (Ni 1-xy Co x M4 y) z (6), R1 is at least one element selected from rare earth elements including Y, M4 is Mn, Fe, V, Cr, N
b, at least one element selected from Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si, P and B, wherein a, x, y and z are respectively 0.2 ≦ a ≦ 0.35, 0 <x ≦ 0.
5, 0 ≦ y ≦ 0.2, 3 ≦ z ≦ 3.8.
【0148】前記(6)式におけるR1としては、前述
した第1の水素吸蔵合金で説明したのと同様なものを挙
げることができる。As R1 in the above formula (6), the same as those described for the first hydrogen storage alloy can be used.
【0149】Mgの量(a)を前記範囲に規定するのは
次のような理由によるものである。Mgの量(a)を
0.2未満にすると、合金の水素放出特性を高めること
が困難になる恐れがある。一方、Mgの量(a)が0.
35を越えると、合金の結晶構造が変化し、水素吸蔵量
が減少する恐れがある。The amount (a) of Mg is defined in the above range for the following reason. If the amount (a) of Mg is less than 0.2, it may be difficult to enhance the hydrogen release characteristics of the alloy. On the other hand, when the amount (a) of Mg is 0.
If it exceeds 35, the crystal structure of the alloy changes, and the hydrogen storage amount may decrease.
【0150】Coの量を前記範囲にすることによって、
水素の吸蔵・放出における可逆性を良好にすることがで
き、二次電池のサイクル特性を大幅に改善することがで
きる。また、前記合金は、プラトーの傾きが小さく、そ
のうえヒステリシスを低減でき、静的水素吸蔵特性を改
善することができる。また、Co量(x)が0.5を越
えると、水素吸蔵量の低下を招く恐れがあり、また、前
記合金を含む負極から二次電池を構成した場合、Coの
酸化・還元反応が生じ、大きな放電容量を得ることが困
難になる恐れがある。前記Co量(x)のうち、より好
ましい範囲は0.03≦x≦0.35である。By setting the amount of Co in the above range,
The reversibility in the storage and release of hydrogen can be improved, and the cycle characteristics of the secondary battery can be significantly improved. In addition, the alloy has a small plateau slope, can reduce hysteresis, and can improve static hydrogen storage characteristics. On the other hand, if the Co amount (x) exceeds 0.5, the hydrogen storage amount may decrease, and when a secondary battery is formed from a negative electrode containing the alloy, an oxidation / reduction reaction of Co occurs. , It may be difficult to obtain a large discharge capacity. A more preferable range of the Co amount (x) is 0.03 ≦ x ≦ 0.35.
【0151】前記(6)式において、Niへの置換元素
M4を前述したMn、Fe、V、Cr、Nb、Al、G
a、Zn、Sn、Cu、Si、P及びBから選ばれる少
なくとも1種にすることによって、合金の水素吸蔵・放
出速度等の水素吸蔵・放出特性を向上することができ
る。これは、M4の置換により合金内に侵入した水素の
拡散や、水素の吸蔵・放出が容易になることなどが起因
するものと推測される。また、前記合金を含む負極を具
備した金属酸化物・水素二次電池は、サイクル特性を飛
躍的に改善することができる。In the above-mentioned formula (6), Mn, Fe, V, Cr, Nb, Al, G
By using at least one selected from a, Zn, Sn, Cu, Si, P, and B, the hydrogen storage / release characteristics such as the hydrogen storage / release speed of the alloy can be improved. This is presumed to be due to the diffusion of hydrogen that has entered the alloy due to the substitution of M4, and the easy absorption and release of hydrogen. In addition, a metal oxide / hydrogen secondary battery provided with a negative electrode containing the alloy can significantly improve cycle characteristics.
【0152】また、M4の量(y)が0.2を越える
と、このような合金を含む負極を具備した金属酸化物・
水素二次電池の放電容量が低下する恐れがある。前記M
4の量(y)のより好ましい範囲は0.01≦y≦0.
15である。When the amount (y) of M4 exceeds 0.2, the metal oxide having a negative electrode containing such an alloy has
The discharge capacity of the hydrogen secondary battery may be reduced. The M
A more preferable range of the amount (y) of 0.01 is 0.01 ≦ y ≦ 0.
Fifteen.
【0153】(Mg+R)と(Ni+Co+M)の比
(z)を前記範囲に規定するのは次のような理由による
ものである。前記比(z)を3.0未満にすると、合金
内の水素が非常に安定化するため、合金の水素放出量が
減少する。前記比(z)を3以上にすることによって、
合金の水素吸蔵・放出速度等の水素吸蔵・放出特性を十
分に改善することが可能になり、放電容量及びサイクル
特性が改善された金属酸化物・水素二次電池を実現する
ことができる。しかしながら、前記比(z)が3.8以
上にすると、合金の水素サイトが減少して水素吸蔵量が
低減する恐れがある。前記比(z)のより好ましい範囲
は、3.0≦z≦3.6の範囲である。The ratio (z) between (Mg + R) and (Ni + Co + M) is defined in the above range for the following reason. When the ratio (z) is less than 3.0, hydrogen in the alloy is extremely stabilized, and the amount of hydrogen released from the alloy is reduced. By making the ratio (z) 3 or more,
The hydrogen storage / release characteristics such as the hydrogen storage / release speed of the alloy can be sufficiently improved, and a metal oxide / hydrogen secondary battery with improved discharge capacity and cycle characteristics can be realized. However, when the ratio (z) is 3.8 or more, the number of hydrogen sites in the alloy may decrease, and the hydrogen storage amount may decrease. A more preferable range of the ratio (z) is a range of 3.0 ≦ z ≦ 3.6.
【0154】また、この第6の水素吸蔵合金には、C,
N,O,F等の元素が不純物としてこの合金の特性を阻
害しない範囲で含まれていても良い。なお、これらの不
純物の含有量は、おのおの1wt%以下の範囲であるこ
とが好ましい。The sixth hydrogen storage alloy includes C,
Elements such as N, O, and F may be included as impurities as long as the properties of the alloy are not impaired. The content of these impurities is preferably in the range of 1 wt% or less.
【0155】この第6の水素吸蔵合金は、前述した鋳造
法か、あるいは焼結法により作製される。This sixth hydrogen storage alloy is manufactured by the above-described casting method or sintering method.
【0156】また、このようにして得られた合金に前述
した第1の水素吸蔵合金で説明したのと同様な熱処理を
施すことが好ましい。It is preferable that the alloy thus obtained is subjected to the same heat treatment as described for the first hydrogen storage alloy.
【0157】(G)第7の水素吸蔵合金 この合金は、鋳造法または焼結法により作製され、かつ
下記一般式(7)で表される組成を有する合金インゴッ
トか、あるいは前記合金インゴットの粉砕物を含む。(G) Seventh hydrogen storage alloy This alloy is produced by a casting method or a sintering method, and is an alloy ingot having a composition represented by the following general formula (7), or a crushed alloy ingot. Including things.
【0158】 Mga R11-a-b T2b (Ni1-x-y Cox M4y )z (7) ただし、R1はYを含む希土類元素から選ばれる少なく
とも1種の元素、T2はCa、Ti及びZrから選ばれ
る少なくとも1種の元素、M4はMn、Fe、V、C
r、Nb、Al、Ga、Zn、Sn、Cu、Si、P及
びBから選ばれる少なくとも1種の元素であり、a、
b、x、y及びzはそれぞれ0.2≦a≦0.35、0
<b≦0.3、0<x≦0.5、0≦y≦0.2、3≦
z≦3.8として規定される。Mg a R 11 -ab T 2 b (Ni 1 -xy Co x M 4 y ) z (7) where R 1 is at least one element selected from rare earth elements containing Y, and T 2 is Ca, Ti and Zr At least one element selected from the group consisting of Mn, Fe, V, C
r, Nb, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si, P and B are at least one element selected from the group consisting of a,
b, x, y and z are respectively 0.2 ≦ a ≦ 0.35, 0
<B ≦ 0.3, 0 <x ≦ 0.5, 0 ≦ y ≦ 0.2, 3 ≦
It is defined as z ≦ 3.8.
【0159】前記(7)式におけるR1としては、前述
した第1の水素吸蔵合金で説明したのと同様なものを挙
げることができる。As R1 in the formula (7), the same ones as described in the first hydrogen storage alloy can be used.
【0160】Mgの量(a)を前記範囲に規定するのは
次のような理由によるものである。Mgの量(a)を
0.2未満にすると、合金の水素放出特性を高めること
が困難になる恐れがある。一方、Mgの量(a)が0.
35を越えると、合金の結晶構造が変化し、水素吸蔵量
が減少する恐れがある。The reason why the amount (a) of Mg is defined in the above range is as follows. If the amount (a) of Mg is less than 0.2, it may be difficult to enhance the hydrogen release characteristics of the alloy. On the other hand, when the amount (a) of Mg is 0.
If it exceeds 35, the crystal structure of the alloy changes, and the hydrogen storage amount may decrease.
【0161】T2の量を前記範囲にすることによって、
水素吸蔵量を著しく減少させることなく、水素放出速度
等の特性を向上させることができると共に、水素吸蔵・
放出に伴う微粉化を抑制することができる。また、T2
の量(b)が0.3を越えると、前述したような効果、
つまり水素放出特性の改善及び微粉化の抑制がみられな
くなり、前記合金を含む負極を備えた二次電池の放電容
量及びサイクル寿命が低下する。前記置換量(b)が少
ない方が長いサイクル寿命を得られる傾向が見られる。
長寿命を確保する観点から、前記T2の置換量(b)は
0.2以下にすることが好ましい。By setting the amount of T2 within the above range,
The characteristics such as the hydrogen release rate can be improved without significantly reducing the hydrogen storage amount, and the hydrogen storage /
Pulverization due to release can be suppressed. Also, T2
When the amount (b) exceeds 0.3, the effect as described above is obtained,
That is, the improvement of the hydrogen release characteristics and the suppression of the pulverization are not observed, and the discharge capacity and the cycle life of the secondary battery including the negative electrode containing the alloy are reduced. A smaller cycle amount (b) tends to obtain a longer cycle life.
From the viewpoint of ensuring a long life, the replacement amount (b) of T2 is preferably set to 0.2 or less.
【0162】Coの量を前記範囲にすることによって、
水素の吸蔵・放出における可逆性を良好にすることがで
き、二次電池のサイクル特性を大幅に改善することがで
きる。また、前記合金は、プラトーの傾きが小さく、そ
のうえヒステリシスを低減でき、静的水素吸蔵特性を改
善することができる。また、Co量(x)が0.5を越
えると、水素吸蔵量の低下を招く恐れがあり、また、前
記合金を含む負極から二次電池を構成した場合、Coの
酸化・還元反応が生じ、大きな放電容量を得ることが困
難になる恐れがある。前記Co量(x)のうち、より好
ましい範囲は0.03≦x≦0.35である。By setting the amount of Co in the above range,
The reversibility in the storage and release of hydrogen can be improved, and the cycle characteristics of the secondary battery can be significantly improved. In addition, the alloy has a small plateau slope, can reduce hysteresis, and can improve static hydrogen storage characteristics. On the other hand, if the Co amount (x) exceeds 0.5, the hydrogen storage amount may decrease, and when a secondary battery is formed from a negative electrode containing the alloy, an oxidation / reduction reaction of Co occurs. , It may be difficult to obtain a large discharge capacity. A more preferable range of the Co amount (x) is 0.03 ≦ x ≦ 0.35.
【0163】M4の量を前記範囲にすることによって、
合金の水素吸蔵・放出速度等の水素吸蔵・放出特性を向
上することができる。これは、M4の置換により合金内
に侵入した水素の拡散や、水素の吸蔵・放出が容易にな
ることなどが起因するものと推測される。また、前記合
金を含む負極を具備した金属酸化物・水素二次電池は、
サイクル特性を飛躍的に改善することができる。By setting the amount of M4 within the above range,
The hydrogen storage / release characteristics such as the hydrogen storage / release speed of the alloy can be improved. This is presumed to be due to the diffusion of hydrogen that has entered the alloy due to the substitution of M4, and the easy absorption and release of hydrogen. Further, a metal oxide-hydrogen secondary battery including a negative electrode containing the alloy,
Cycle characteristics can be dramatically improved.
【0164】また、M4の量(y)が0.2を越える
と、このような合金を含む負極を具備した金属酸化物・
水素二次電池の放電容量が低下する恐れがある。前記M
4の量(y)のより好ましい範囲は0.01≦y≦0.
15である。When the amount (y) of M4 exceeds 0.2, the metal oxide having a negative electrode containing such an alloy is
The discharge capacity of the hydrogen secondary battery may be reduced. The M
A more preferable range of the amount (y) of 0.01 is 0.01 ≦ y ≦ 0.
Fifteen.
【0165】(Mg+R+T)と(Ni+Co+M)の
比(z)を前記範囲に規定するのは次のような理由によ
るものである。前記比(z)を3.0未満にすると、合
金内の水素が非常に安定化するため、合金の水素放出量
が減少する。前記比(z)を3以上にすることによっ
て、合金の水素吸蔵・放出速度等の水素吸蔵・放出特性
を十分に改善することが可能になり、放電容量及びサイ
クル特性が改善された金属酸化物・水素二次電池を実現
することができる。しかしながら、前記比(z)が3.
8を越えると、合金の水素サイトが減少して水素吸蔵量
が低減する恐れがある。前記比(z)のより好ましい範
囲は、3.0≦z≦3.6である。The ratio (z) between (Mg + R + T) and (Ni + Co + M) is defined in the above range for the following reason. When the ratio (z) is less than 3.0, hydrogen in the alloy is extremely stabilized, and the amount of hydrogen released from the alloy is reduced. By setting the ratio (z) to 3 or more, it is possible to sufficiently improve the hydrogen storage / release characteristics such as the hydrogen storage / release speed of the alloy, and to improve the discharge capacity and cycle characteristics of the metal oxide. -A hydrogen secondary battery can be realized. However, when the ratio (z) is 3.
If it exceeds 8, the number of hydrogen sites in the alloy may decrease and the hydrogen storage amount may decrease. A more preferable range of the ratio (z) is 3.0 ≦ z ≦ 3.6.
【0166】また、この第7の水素吸蔵合金には、C,
N,O,F等の元素が不純物としてこの合金の特性を阻
害しない範囲で含まれていても良い。なお、これらの不
純物の含有量は、おのおの1wt%以下の範囲であるこ
とが好ましい。The seventh hydrogen storage alloy includes C,
Elements such as N, O, and F may be included as impurities as long as the properties of the alloy are not impaired. The content of these impurities is preferably in the range of 1 wt% or less.
【0167】この第7の水素吸蔵合金は、前述した鋳造
法か、あるいは焼結法により作製される。This seventh hydrogen storage alloy is produced by the above-described casting method or sintering method.
【0168】また、このようにして得られた合金に前述
した第1の水素吸蔵合金で説明したのと同様な熱処理を
施すことが好ましい。It is preferable that the alloy thus obtained is subjected to the same heat treatment as described for the first hydrogen storage alloy.
【0169】(H)第8の水素吸蔵合金 この合金は、鋳造法または焼結法により作製され、かつ
下記一般式(8)で表される組成を有する合金インゴッ
トか、あるいは前記合金インゴットの粉砕物を含む。(H) Eighth Hydrogen Storage Alloy This alloy is produced by a casting method or a sintering method and has a composition represented by the following general formula (8) or a crushed alloy ingot. Including things.
【0170】 Mga (La1-b R1b )1-a Niz (8) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1種の元素であり、かつLaではなく、a、b及
びzはそれぞれ0.2≦a≦0.35、0.01≦b<
0.5、3≦z≦3.8として規定される。Mg a (La 1 -b R 1 b ) 1 -a Ni z (8) where R 1 is at least one element selected from rare earth elements containing Y, and is not La but a, b And z are 0.2 ≦ a ≦ 0.35 and 0.01 ≦ b <, respectively.
0.5, 3 ≦ z ≦ 3.8.
【0171】前記(8)式におけるR1としては、前述
した第1の水素吸蔵合金で説明したのと同様なものを挙
げることができる。As the R1 in the above formula (8), the same ones as described in the first hydrogen storage alloy can be used.
【0172】Mgの量(a)を前記範囲に規定するのは
次のような理由によるものである。Mgの量(a)を
0.2未満にすると、合金の水素放出特性を高めること
が困難になる恐れがある。一方、Mgの量(a)が0.
35を越えると、合金の結晶構造が変化し、水素吸蔵量
が減少する恐れがある。The amount (a) of Mg is defined in the above range for the following reason. If the amount (a) of Mg is less than 0.2, it may be difficult to enhance the hydrogen release characteristics of the alloy. On the other hand, when the amount (a) of Mg is 0.
If it exceeds 35, the crystal structure of the alloy changes, and the hydrogen storage amount may decrease.
【0173】前記合金における(b)の値を前記範囲に
規定するのは次のような理由によるものである。前記R
1の量(b)を0.01未満にすると、合金の水素平衡
圧及び二次電池の作動電圧を高めることが困難になる恐
れがある。前記(b)の値が大きくなるほど合金の水素
平衡圧が高くなるものの、前記(b)の値を0.5以上
にすると、水素吸蔵量が減少する恐れがある。The value of (b) in the above alloy is defined in the above range for the following reason. The R
If the amount (b) of 1 is less than 0.01, it may be difficult to increase the hydrogen equilibrium pressure of the alloy and the operating voltage of the secondary battery. Although the hydrogen equilibrium pressure of the alloy increases as the value of (b) increases, when the value of (b) is 0.5 or more, the hydrogen storage amount may decrease.
【0174】前記合金における(z)の値を前記範囲に
するのは、次のような理由によるものである。前記
(z)の値を3未満にすると、吸蔵された水素が非常に
安定になり、放出され難くなる。このため、前記合金を
含む負極を備えた二次電池は放電容量が低下する。一
方、前記(z)の値が3.8を越えると、水素吸蔵合金
中の水素が入るサイトが減少する恐れがある。前記
(z)のより好ましい範囲は、3.0≦z≦3.6であ
る。The reason for setting the value of (z) in the above alloy in the above range is as follows. When the value of (z) is less than 3, the stored hydrogen becomes very stable and becomes difficult to release. For this reason, the discharge capacity of the secondary battery including the negative electrode containing the alloy is reduced. On the other hand, when the value of (z) exceeds 3.8, the number of sites into which hydrogen in the hydrogen storage alloy enters may decrease. The more preferable range of the above (z) is 3.0 ≦ z ≦ 3.6.
【0175】前記合金は、ヴィッカース(Vicker
s)硬度Hvを700(kgf/mm2 )未満にするこ
とが好ましい。前記硬度Hvを700以上にすると、前
記合金を含む負極を備えた二次電池のサイクル寿命が著
しく低下する恐れがある。これは、水素吸蔵合金のHv
が700以上であると、破壊靭性値KICが小さくなって
脆くなるため、合金の割れが水素の吸脱蔵により促進さ
れ、負極の集電効率が低下することに起因するものと推
測される。前記硬度Hvのより好ましい範囲は、650
(kgf/mm2 )未満である。さらに好ましい範囲
は、600(kgf/mm2 )未満である。[0175] The alloy is Vickers.
s) Preferably, the hardness Hv is less than 700 (kgf / mm 2 ). When the hardness Hv is 700 or more, the cycle life of a secondary battery provided with a negative electrode containing the alloy may be significantly reduced. This is the Hv of the hydrogen storage alloy.
Is 700 or more, the fracture toughness value K IC becomes small and becomes brittle, so that it is presumed that cracking of the alloy is accelerated by the absorption and desorption of hydrogen, and the current collection efficiency of the negative electrode is reduced. . A more preferable range of the hardness Hv is 650.
(Kgf / mm 2 ). A more preferred range is less than 600 (kgf / mm 2 ).
【0176】また、この第8の水素吸蔵合金には、C,
N,O,F等の元素が不純物としてこの合金の特性を阻
害しない範囲で含まれていても良い。なお、これらの不
純物の含有量は、おのおの1wt%以下の範囲であるこ
とが好ましい。The eighth hydrogen storage alloy includes C,
Elements such as N, O, and F may be included as impurities as long as the properties of the alloy are not impaired. The content of these impurities is preferably in the range of 1 wt% or less.
【0177】この第8の水素吸蔵合金は、前述した鋳造
法か、あるいは焼結法により作製される。The eighth hydrogen storage alloy is manufactured by the above-described casting method or sintering method.
【0178】また、このようにして得られた合金に前述
した第1の水素吸蔵合金で説明したのと同様な熱処理を
施すことが好ましい。It is preferable that the alloy thus obtained is subjected to the same heat treatment as described for the first hydrogen storage alloy.
【0179】(I)第9の水素吸蔵合金 この合金は、鋳造法または焼結法により作製され、かつ
下記一般式(9)で表される組成を有する合金インゴッ
トか、あるいは前記合金インゴットの粉砕物を含む。(I) Ninth Hydrogen Storage Alloy This alloy is manufactured by a casting method or a sintering method and has a composition represented by the following general formula (9) or a crushed alloy ingot. Including things.
【0180】 Mga (La1-b R1b )1-a (Ni1-x M3x )z (9) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1種の元素であり、かつLaではなく、M3はC
o、Mn、Fe、Al、Ga、Zn、Sn、Cu、Si
及びBから選ばれる少なくとも1種の元素であり、a、
b、x及びzはそれぞれ0.2≦a≦0.35、0.0
1≦b<0.5、0.1≦x≦0.6、3≦z≦3.8
として規定される。Mg a (La 1−b R1 b ) 1−a (Ni 1−x M3 x ) z (9) where R1 is at least one element selected from rare earth elements including Y, and Not La, M3 is C
o, Mn, Fe, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si
And at least one element selected from B and a,
b, x and z are 0.2 ≦ a ≦ 0.35 and 0.0, respectively.
1 ≦ b <0.5, 0.1 ≦ x ≦ 0.6, 3 ≦ z ≦ 3.8
Is defined as
【0181】前記R1としては、前述した第1の水素吸
蔵合金で説明したのと同様なものを挙げることができ
る。Examples of the R1 include the same ones as described in the first hydrogen storage alloy.
【0182】Mgの量(a)を前記範囲に規定するのは
次のような理由によるものである。Mgの量(a)を
0.2未満にすると、合金の水素放出特性を高めること
が困難になる恐れがある。一方、Mgの量(a)が0.
35を越えると、合金の結晶構造が変化し、水素吸蔵量
が減少する恐れがある。The amount (a) of Mg is defined in the above range for the following reason. If the amount (a) of Mg is less than 0.2, it may be difficult to enhance the hydrogen release characteristics of the alloy. On the other hand, when the amount (a) of Mg is 0.
If it exceeds 35, the crystal structure of the alloy changes, and the hydrogen storage amount may decrease.
【0183】前記合金における(b)の値を前記範囲に
規定するのは次のような理由によるものである。前記R
1の量(b)を0.01未満にすると、合金の水素平衡
圧及び二次電池の作動電圧を高めることが困難になる恐
れがある。前記(b)の値が大きくなるほど合金の水素
平衡圧が高くなるものの、前記(b)の値を0.5以上
にすると、水素吸蔵量が減少する恐れがある。The value of (b) in the above alloy is defined in the above range for the following reason. The R
If the amount (b) of 1 is less than 0.01, it may be difficult to increase the hydrogen equilibrium pressure of the alloy and the operating voltage of the secondary battery. Although the hydrogen equilibrium pressure of the alloy increases as the value of (b) increases, when the value of (b) is 0.5 or more, the hydrogen storage amount may decrease.
【0184】前記合金における(x)の値を前記範囲に
することによって、水素の吸脱蔵が容易に行われるよう
になるため、前記合金を含む負極を備えた二次電池の放
電容量を向上することができる。また、前記合金は耐食
性が良好になるため、サイクル寿命を向上することがで
きる。前記(x)のより好ましい範囲は、0.1≦x≦
0.5である。By setting the value of (x) in the above alloy to the above range, absorption and desorption of hydrogen can be easily performed, so that the discharge capacity of a secondary battery provided with a negative electrode containing the above alloy can be improved. can do. In addition, since the alloy has good corrosion resistance, the cycle life can be improved. The more preferable range of the (x) is 0.1 ≦ x ≦
0.5.
【0185】前記合金における(z)の値を前記範囲に
するのは、次のような理由によるものである。前記
(z)の値を3未満にすると、吸蔵された水素が非常に
安定になり、放出され難くなる。このため、前記合金を
含む負極を備えた二次電池は放電容量が低下する。一
方、前記(z)の値が3.8を越えると、水素吸蔵合金
中の水素が入るサイトが減少する恐れがある。前記
(z)のより好ましい範囲は、3.0≦z≦3.6であ
る。The reason why the value of (z) in the above alloy is set in the above range is as follows. When the value of (z) is less than 3, the stored hydrogen becomes very stable and becomes difficult to release. For this reason, the discharge capacity of the secondary battery including the negative electrode containing the alloy is reduced. On the other hand, when the value of (z) exceeds 3.8, the number of sites into which hydrogen in the hydrogen storage alloy enters may decrease. The more preferable range of the above (z) is 3.0 ≦ z ≦ 3.6.
【0186】前記合金は、前述した第8の合金で説明し
たのと同様な理由によりヴィッカース(Vicker
s)硬度Hvを700(kgf/mm2 )未満にするこ
とが好ましい。前記硬度Hvのより好ましい範囲は、6
50(kgf/mm2 )未満である。さらに好ましい範
囲は、600(kgf/mm2 )未満である。The above-mentioned alloy is formed by Vickers for the same reason as described in the eighth alloy.
s) Preferably, the hardness Hv is less than 700 (kgf / mm 2 ). A more preferred range of the hardness Hv is 6
It is less than 50 (kgf / mm 2 ). A more preferred range is less than 600 (kgf / mm 2 ).
【0187】また、この第9の水素吸蔵合金には、C,
N,O,F等の元素が不純物としてこの合金の特性を阻
害しない範囲で含まれていても良い。なお、これらの不
純物の含有量は、おのおの1wt%以下の範囲であるこ
とが好ましい。The ninth hydrogen storage alloy includes C,
Elements such as N, O, and F may be included as impurities as long as the properties of the alloy are not impaired. The content of these impurities is preferably in the range of 1 wt% or less.
【0188】この第9の水素吸蔵合金は、前述した鋳造
法か、あるいは焼結法により作製される。This ninth hydrogen storage alloy is manufactured by the above-described casting method or sintering method.
【0189】また、このようにして得られた合金に前述
した第1の水素吸蔵合金で説明したのと同様な熱処理を
施すことが好ましい。Further, it is preferable that the alloy thus obtained is subjected to the same heat treatment as described for the first hydrogen storage alloy.
【0190】(K)第10の水素吸蔵合金 この第10の水素吸蔵合金は、下記一般式(10)で表
される組成を有する合金を含む。(K) Tenth Hydrogen Storage Alloy The tenth hydrogen storage alloy includes an alloy having a composition represented by the following general formula (10).
【0191】 MgaR21-a-bT1b(Ni1-xM3x)z (10) ただし、R2は、Yを含む希土類元素から選ばれる2種
以上の元素であり、前記R2のCe含有量は20重量%
未満で、T1はCa,Ti,Zr及びHfから選ばれる
少なくとも1種の元素であり、M3はMn,Fe,C
o,Al,Ga,Zn,Sn,Cu,Si及びBから選
ばれる少なくとも1種の元素であり、a,b,x及びz
はそれぞれ、0<a≦0.5、0≦b≦0.3、0≦x
≦0.9、3≦z<4を示す。Mg a R 2 1-ab T1 b (Ni 1-x M3 x ) z (10) where R 2 is at least two elements selected from rare earth elements including Y, and the Ce content of R 2 Is 20% by weight
T1 is at least one element selected from Ca, Ti, Zr and Hf, and M3 is Mn, Fe, C
at least one element selected from the group consisting of o, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si and B, a, b, x and z
Are respectively 0 <a ≦ 0.5, 0 ≦ b ≦ 0.3, 0 ≦ x
≦ 0.9 and 3 ≦ z <4.
【0192】前記合金における(a)の値を前記範囲に
規定するのは次のような理由によるものである。前記
(a)の値が0.5を越えると、合金の結晶構造が変化
して水素吸蔵量が著しく減少する恐れがあり、結果とし
て放電容量が低下する恐れがある。前記(a)の好まし
い範囲は0.1≦a≦0.4で、更に好ましい範囲は
0.2≦a≦0.35である。The value of (a) in the above alloy is defined in the above range for the following reason. If the value of (a) exceeds 0.5, the crystal structure of the alloy may change, and the amount of hydrogen occlusion may decrease significantly. As a result, the discharge capacity may decrease. The preferred range of (a) is 0.1 ≦ a ≦ 0.4, and the more preferred range is 0.2 ≦ a ≦ 0.35.
【0193】前記合金中にCeを含有させると、前記合
金の耐食性が向上されるものの、前記R2中のCe含有
量が20重量%以上になると、目的とする結晶構造とは
異なる結晶構造を有する相が多く存在するため、合金の
高温での特性が劣化する恐れがある。また、前記合金を
含む負極を備えた二次電池は、高温環境下での充放電特
性が低下する恐れがある。前記R2のCe含有量が少な
い方が合金の高温特性は改善され、二次電池の高温での
充放電特性が向上される傾向にある。前記R2のCe含
有量のより好ましい範囲は18重量%未満であり、更に
好ましい範囲は16重量%未満である。When Ce is contained in the alloy, the corrosion resistance of the alloy is improved, but when the content of Ce in R2 is 20% by weight or more, the alloy has a crystal structure different from the intended crystal structure. Due to the presence of many phases, the properties of the alloy at high temperatures may be degraded. In addition, a secondary battery provided with a negative electrode containing the alloy may have deteriorated charge / discharge characteristics in a high-temperature environment. When the Ce content of R2 is smaller, the high-temperature characteristics of the alloy are improved, and the high-temperature charge / discharge characteristics of the secondary battery tend to be improved. A more preferred range for the Ce content of R2 is less than 18% by weight, and a more preferred range is less than 16% by weight.
【0194】前記R2は、Laを含んでいることが好ま
しい。前記R2をLaのみから形成すると、二次電池の
放電容量が向上されるものの、合金の耐食性が低下する
ため、前記二次電池はサイクル寿命が低下する。前記R
2中のLa含有量は、70重量%よりも多いことが好ま
しい。Ce含有量が20重量%未満であるR2において
La含有量を前記範囲にすることによって、水素吸蔵合
金の耐食性を低下させることなく、放電容量を向上させ
ることができる。It is preferable that R2 contains La. When R2 is formed only from La, although the discharge capacity of the secondary battery is improved, the corrosion resistance of the alloy is reduced, and the cycle life of the secondary battery is reduced. The R
Preferably, the La content in 2 is greater than 70% by weight. By setting the La content in the above range in R2 having a Ce content of less than 20% by weight, the discharge capacity can be improved without lowering the corrosion resistance of the hydrogen storage alloy.
【0195】前記R2は、水素吸蔵合金及び水素吸蔵電
極の低コスト化を図る観点から、La、Ce、Pr及び
Ndから構成されていることが好ましい。R2 is preferably made of La, Ce, Pr and Nd from the viewpoint of reducing the cost of the hydrogen storage alloy and the hydrogen storage electrode.
【0196】T1には二次電池の放電容量をあまり低下
させずに水素吸蔵合金の微粉化の進行を抑制させる働き
がある。前記T1としては、Ca,Zrを用いることが
より好ましい。T1での置換量(b)を前記範囲にする
のは次のような理由によるものである。前記置換量
(b)が0.3を越えると、二次電池の放電容量が低下
し、そのうえ微粉化を抑制する効果が低減する。前記置
換量(b)のより好ましい範囲は0≦b≦0.2で、更
に好ましい範囲は0≦b≦0.1である。T1 has the function of suppressing the progress of pulverization of the hydrogen storage alloy without significantly reducing the discharge capacity of the secondary battery. It is more preferable to use Ca and Zr as T1. The reason why the substitution amount (b) at T1 is set in the above range is as follows. When the replacement amount (b) exceeds 0.3, the discharge capacity of the secondary battery decreases, and the effect of suppressing pulverization decreases. A more preferable range of the substitution amount (b) is 0 ≦ b ≦ 0.2, and a more preferable range is 0 ≦ b ≦ 0.1.
【0197】M3はMn,Fe,Co,Al,Ga,Z
n,Sn,Cu,Si及びBから選ばれる少なくとも1
種の元素であるが、中でもMn,Co,Alを用いるこ
とが好ましい。M3での置換量(x)を前記範囲に規定
することによって、水素吸蔵合金の水素吸蔵・放出速度
を向上することができ、また水素の吸脱蔵が容易に行わ
れるようになるために放電容量を向上することができ、
さらに水素吸蔵合金の耐食性が向上するためにサイクル
特性を向上することができる。前記置換量(x)のより
好ましい範囲は0.01≦x≦0.6で、更に好ましい
範囲は0.01≦x≦0.5である。M3 is Mn, Fe, Co, Al, Ga, Z
at least one selected from n, Sn, Cu, Si and B
Among these elements, it is preferable to use Mn, Co, and Al. By defining the substitution amount (x) in M3 within the above range, the hydrogen storage / release rate of the hydrogen storage alloy can be improved, and the discharge and storage of hydrogen can be performed easily. Capacity can be improved,
Furthermore, the cycle resistance can be improved because the corrosion resistance of the hydrogen storage alloy is improved. A more preferable range of the substitution amount (x) is 0.01 ≦ x ≦ 0.6, and a further preferable range is 0.01 ≦ x ≦ 0.5.
【0198】前記合金における(z)の値を前記範囲に
規定するのは次のような理由によるものである。前記
(z)を3未満にすると、吸蔵された水素が非常に安定
になるため、放出され難くなり、結果として放電容量が
低下する恐れがある。一方、前記(z)を4以上にする
と、水素吸蔵合金中の水素が入るサイトが減少し、結果
として放電容量が低下する恐れがある。前記(z)のよ
り好ましい範囲は、3.0≦z≦3.8である。更に好
ましい範囲は3.0≦z≦3.6である。The reason for defining the value of (z) in the above alloy in the above range is as follows. If the value of (z) is less than 3, the stored hydrogen becomes very stable, so that it becomes difficult to release the hydrogen. As a result, the discharge capacity may decrease. On the other hand, when (z) is set to 4 or more, the number of sites into which hydrogen in the hydrogen storage alloy enters is reduced, and as a result, the discharge capacity may be reduced. The more preferable range of the above (z) is 3.0 ≦ z ≦ 3.8. A more preferred range is 3.0 ≦ z ≦ 3.6.
【0199】また、この第10の水素吸蔵合金には、
C,N,O,F等の元素が不純物としてこの合金の特性
を阻害しない範囲で含まれていても良い。なお、これら
の不純物の含有量は、おのおの1wt%以下の範囲であ
ることが好ましい。The tenth hydrogen storage alloy includes:
Elements such as C, N, O, and F may be contained as impurities as long as the properties of the alloy are not impaired. The content of these impurities is preferably in the range of 1 wt% or less.
【0200】この第10の水素吸蔵合金は、例えば、鋳
造法、焼結法、例えば単ロール法、双ロール法などの溶
湯急冷法、例えばガスアトマイズ法などの超急冷法によ
り作製される。また、このようにして得られた合金に前
述した第1の水素吸蔵合金で説明したのと同様な熱処理
を施すことが好ましい。なお、この第10の水素吸蔵合
金によると、前記溶湯急冷法または前記超急冷法で作製
した場合にも充放電特性の優れた二次電池が得られるの
は、前記溶湯急冷法または前記超急冷法で作製された第
10の水素吸蔵合金に面欠陥が少ないためであると推測
される。The tenth hydrogen storage alloy is produced, for example, by a casting method, a sintering method, for example, a molten metal quenching method such as a single roll method or a twin roll method, or an ultra quenching method such as a gas atomizing method. Further, it is preferable that the alloy thus obtained is subjected to the same heat treatment as that described for the first hydrogen storage alloy. According to the tenth hydrogen storage alloy, a secondary battery having excellent charge / discharge characteristics can be obtained even when the secondary battery is manufactured by the molten metal quenching method or the ultra-quenching method. It is presumed that this is because the tenth hydrogen storage alloy produced by the method has few surface defects.
【0201】(L)第11の水素吸蔵合金 この第11の水素吸蔵合金は、下記一般式(11)で表
される組成を有する合金を含む。(L) Eleventh Hydrogen Storage Alloy This eleventh hydrogen storage alloy includes an alloy having a composition represented by the following general formula (11).
【0202】 MgaR31-a-bT1b(Ni1-x-yM5xCoy)z (11) ただし、R3は、Yを含む希土類元素から選ばれる2種
以上の元素であり、T1はCa,Ti,Zr及びHfか
ら選ばれる少なくとも1種の元素であり、M5はMn,
Fe,Al,Ga,Zn,Sn,Cu,Si及びBから
選ばれる少なくとも1種の元素であり、a,b,x,y
及びzはそれぞれ、0<a≦0.5、0≦b≦0.3、
0≦x≦0.9、0<y≦0.4、x+y≦0.9、3
≦z<4を示し、前記R3のCe含有量はm重量%未満
で、mは下記(I)式で表される。Mg a R 3 1-ab T1 b (Ni 1-xy M5 x Co y ) z (11) where R3 is two or more elements selected from rare earth elements including Y, and T1 is Ca, M5 is at least one element selected from Ti, Zr and Hf, and M5 is Mn,
At least one element selected from the group consisting of Fe, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si and B, a, b, x, y
And z are respectively 0 <a ≦ 0.5, 0 ≦ b ≦ 0.3,
0 ≦ x ≦ 0.9, 0 <y ≦ 0.4, x + y ≦ 0.9, 3
≦ z <4, the Ce content of R3 is less than m% by weight, and m is represented by the following formula (I).
【0203】m=125y+20 (I) なお、前記(I)式におけるyは前記(11)式のCo
量を示す。M = 125y + 20 (I) where y in the above equation (I) is Co in the above equation (11).
Indicates the amount.
【0204】前記合金における(a)の値を前記範囲に
規定するのは次のような理由によるものである。前記
(a)の値が0.5を越えると、合金の結晶構造が変化
して水素吸蔵量が著しく減少する恐れがあり、結果とし
て放電容量が低下する恐れがある。前記(a)の好まし
い範囲は0.1≦a≦0.4で、更に好ましい範囲は
0.2≦a≦0.35である。The value of (a) in the above alloy is defined in the above range for the following reason. If the value of (a) exceeds 0.5, the crystal structure of the alloy may change, and the amount of hydrogen occlusion may decrease significantly. As a result, the discharge capacity may decrease. The preferred range of (a) is 0.1 ≦ a ≦ 0.4, and the more preferred range is 0.2 ≦ a ≦ 0.35.
【0205】前記R3中のCe含有量を前記(I)式で
規定するのは次のような理由によるものである。この
(I)式は本発明者らが実験を重ねて導き出したもので
ある。すなわち、本発明者らは鋭意実験を重ねた結果、
水素吸蔵合金のCo含有量とCe含有量に相関性がある
ことを見いだした。水素吸蔵合金(特に、Laを含んで
いる水素吸蔵合金)がCeを含有していると、前記合金
の耐食性が向上される。しかしながら、Ce含有量が多
くなると、目的とする結晶構造とは異なる結晶構造を有
する相が増加する。この合金にCoを添加することによ
って、目的とは異なる結晶構造を有する相の生成を抑え
ることができる。つまり、水素吸蔵合金中のCo量に応
じてR3中のCe含有量を変化させることによって、好
ましい結晶構造を維持しつつ、耐食性を高めることがで
きる。具体的には、図1に示すように、R3中のCe含
有量を、(I)式;m=125y+20より算出された
値にするか、もしくはそれ以上にすると、水素吸蔵合金
の結晶構造が目的とするものと大きく異なってしまうた
め、前記合金の高温特性並びに二次電池の高温での充放
電特性が低下する恐れがある。本願発明のようにR3中
のCe含有量を前述した(I)式より求められる値より
も少なくすることによって、水素吸蔵合金は好ましい結
晶構造を維持することができ、特に前記合金の高温特性
と二次電池の高温での充放電特性を向上することができ
る。The content of Ce in R3 is defined by the above formula (I) for the following reasons. The formula (I) is derived by the inventors through repeated experiments. That is, the present inventors have conducted extensive experiments, and as a result,
It has been found that there is a correlation between the Co content and the Ce content of the hydrogen storage alloy. When the hydrogen storage alloy (particularly, a hydrogen storage alloy containing La) contains Ce, the corrosion resistance of the alloy is improved. However, when the Ce content increases, the number of phases having a crystal structure different from the intended crystal structure increases. By adding Co to this alloy, generation of a phase having a crystal structure different from the intended purpose can be suppressed. That is, by changing the content of Ce in R3 according to the amount of Co in the hydrogen storage alloy, the corrosion resistance can be increased while maintaining a preferable crystal structure. Specifically, as shown in FIG. 1, when the Ce content in R3 is set to a value calculated from the formula (I); m = 125y + 20 or more, the crystal structure of the hydrogen storage alloy is changed. Since this is significantly different from the intended one, the high-temperature characteristics of the alloy and the high-temperature charge / discharge characteristics of the secondary battery may be reduced. By making the Ce content in R3 smaller than the value obtained from the above-mentioned formula (I) as in the present invention, the hydrogen storage alloy can maintain a preferable crystal structure, and particularly, the high-temperature properties of the alloy can be improved. The charge / discharge characteristics of the secondary battery at high temperatures can be improved.
【0206】前記R3は、Laを含んでいることが好ま
しく、中でも水素吸蔵合金及び水素吸蔵電極の低コスト
化を図る観点から、La、Ce、Pr及びNdから構成
されていることが好ましい。It is preferable that R3 contains La. From the viewpoint of reducing the cost of the hydrogen storage alloy and the hydrogen storage electrode, it is preferable that R3 be made of La, Ce, Pr and Nd.
【0207】T1には二次電池の放電容量をあまり低下
させずに水素吸蔵合金の微粉化の進行を抑制させる働き
がある。前記T1としては、Ca,Zrを用いることが
より好ましい。T1での置換量(b)を前記範囲にする
のは次のような理由によるものである。前記置換量
(b)が0.3を越えると、二次電池の放電容量が低下
し、そのうえ微粉化を抑制する効果が低減する。前記置
換量(b)のより好ましい範囲は0≦b≦0.2で、更
に好ましい範囲は0≦b≦0.1である。[0207] T1 has a function of suppressing the progress of pulverization of the hydrogen storage alloy without significantly reducing the discharge capacity of the secondary battery. It is more preferable to use Ca and Zr as T1. The reason why the substitution amount (b) at T1 is set in the above range is as follows. When the replacement amount (b) exceeds 0.3, the discharge capacity of the secondary battery decreases, and the effect of suppressing pulverization decreases. A more preferable range of the substitution amount (b) is 0 ≦ b ≦ 0.2, and a more preferable range is 0 ≦ b ≦ 0.1.
【0208】M5はMn,Fe,Co,Al,Ga,Z
n,Sn,Cu,Si及びBから選ばれる少なくとも1
種の元素であるが、中でも、Mn,Co,Alを用いる
ことが好ましい。M3での置換量(x)を前記範囲に規
定することによって、水素吸蔵合金の水素吸蔵・放出速
度を向上することができ、また水素の吸脱蔵が容易に行
われるようになるために放電容量を向上することがで
き、さらに水素吸蔵合金の耐食性が向上するためにサイ
クル特性を向上することができる。前記置換量(x)の
より好ましい範囲は0.01≦x≦0.6で、更に好ま
しい範囲は0.01≦x≦0.5である。M5 is Mn, Fe, Co, Al, Ga, Z
at least one selected from n, Sn, Cu, Si and B
Among these elements, it is preferable to use Mn, Co, and Al. By defining the substitution amount (x) in M3 within the above range, the hydrogen storage / release rate of the hydrogen storage alloy can be improved, and the discharge and storage of hydrogen can be performed easily. The capacity can be improved, and the cycle characteristics can be improved because the corrosion resistance of the hydrogen storage alloy is improved. A more preferable range of the substitution amount (x) is 0.01 ≦ x ≦ 0.6, and a further preferable range is 0.01 ≦ x ≦ 0.5.
【0209】前記合金におけるCo量(y)の値を前記
範囲に規定するのは次のような理由によるものである。
前記Co量(y)の値が0.4を越えると、合金の水素
吸蔵量が低下し、高容量な二次電池が得られなくなる恐
れがある。これは、Co量(y)が多くなると前記
(I)式により算出されるR3中のCe量許容値が高く
なることに起因するものと考えられる。前記Co量
(y)のうちより好ましい範囲は、0<y<0.35で
ある。The value of the amount of Co (y) in the alloy is defined in the above range for the following reason.
If the value of the Co amount (y) exceeds 0.4, the hydrogen storage amount of the alloy may decrease, and a high-capacity secondary battery may not be obtained. This is considered to be due to the fact that as the amount of Co (y) increases, the allowable value of the amount of Ce in R3 calculated by the formula (I) increases. A more preferable range of the Co amount (y) is 0 <y <0.35.
【0210】前記合金における(x+y)の値を前記範
囲に規定することによって、サイクル特性を向上するこ
とができる。前記(x+y)のより好ましい範囲は、0
<x+y≦0.6である。By defining the value of (x + y) in the above alloy in the above range, the cycle characteristics can be improved. The more preferable range of the (x + y) is 0
<X + y ≦ 0.6.
【0211】前記合金における(z)の値を前記範囲に
規定するのは次のような理由によるものである。前記
(z)を3未満にすると、吸蔵された水素が非常に安定
になるため、放出され難くなり、結果として放電容量が
低下する恐れがある。一方、前記(z)を4以上にする
と、水素吸蔵合金中の水素が入るサイトが減少し、結果
として放電容量が低下する恐れがある。前記(z)のよ
り好ましい範囲は、3.0≦z≦3.8である。更に好
ましい範囲は3.0≦z≦3.6である。[0211] The value of (z) in the above alloy is defined in the above range for the following reason. If the value of (z) is less than 3, the stored hydrogen becomes very stable, so that it becomes difficult to release the hydrogen. As a result, the discharge capacity may decrease. On the other hand, when (z) is set to 4 or more, the number of sites into which hydrogen in the hydrogen storage alloy enters is reduced, and as a result, the discharge capacity may be reduced. The more preferable range of the above (z) is 3.0 ≦ z ≦ 3.8. A more preferred range is 3.0 ≦ z ≦ 3.6.
【0212】また、この第11の水素吸蔵合金には、
C,N,O,F等の元素が不純物としてこの合金の特性
を阻害しない範囲で含まれていても良い。なお、これら
の不純物の含有量は、おのおの1wt%以下の範囲であ
ることが好ましい。Further, the eleventh hydrogen storage alloy includes:
Elements such as C, N, O, and F may be contained as impurities as long as the properties of the alloy are not impaired. The content of these impurities is preferably in the range of 1 wt% or less.
【0213】この第11の水素吸蔵合金は、例えば、鋳
造法、焼結法、例えば単ロール法、双ロール法などの溶
湯急冷法、例えばガスアトマイズ法などの超急冷法によ
り作製される。また、このようにして得られた合金に前
述した第1の水素吸蔵合金で説明したのと同様な熱処理
を施すことが好ましい。なお、この第11の水素吸蔵合
金によると、前記溶湯急冷法または前記超急冷法で作製
した場合にも充放電特性の優れた二次電池が得られるの
は、前記溶湯急冷法または前記超急冷法で作製された第
11の水素吸蔵合金に面欠陥が少ないためであると推測
される。The eleventh hydrogen storage alloy is produced, for example, by a casting method, a sintering method, for example, a molten metal quenching method such as a single roll method or a twin roll method, or an ultra quenching method such as a gas atomizing method. Further, it is preferable that the alloy thus obtained is subjected to the same heat treatment as that described for the first hydrogen storage alloy. According to the eleventh hydrogen storage alloy, a secondary battery having excellent charge / discharge characteristics can be obtained even when manufactured by the molten metal quenching method or the ultra quenching method, because the molten metal quenching method or the ultra This is presumed to be because the eleventh hydrogen storage alloy produced by the method has few surface defects.
【0214】(L)第12の水素吸蔵合金 この第12の水素吸蔵合金は、下記一般式(12)で表
される組成を有し、前記一般式(12)におけるa及び
zが下記(II)式を満足する結晶相が主相であり、かつ
前記主相中の面欠陥が100nm当たり20本以下であ
る合金を含む。(L) Twelfth Hydrogen Storage Alloy This twelfth hydrogen storage alloy has a composition represented by the following general formula (12), and a and z in the general formula (12) satisfy the following (II) )) Includes an alloy in which the crystal phase satisfying the formula is the main phase, and the number of plane defects in the main phase is 20 or less per 100 nm.
【0215】 Mga R11-a-b T1b (Ni1-x M6x )z (12) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1種の元素、T1はCa、Ti、Zr及びHfか
ら選ばれる少なくとも1種の元素、M6はCo、Mn、
Fe、Al、Ga、Zn、Sn、Cu、Si、B、N
b、W、Mo,V,Cr,Ta,P及びSから選ばれる
少なくとも1種の元素であり、a、b、x及びzはそれ
ぞれ0.2≦a≦0.35、0≦b≦0.3、0<x≦
0.6、3≦z≦3.8として規定される。Mg a R 11 -ab T 1 b (Ni 1 -x M 6 x ) z (12) where R 1 is at least one element selected from rare earth elements containing Y, and T 1 is Ca, Ti, Zr, At least one element selected from Hf, M6 is Co, Mn,
Fe, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si, B, N
b, W, Mo, V, Cr, Ta, P, and S are at least one element selected from the group consisting of a, b, x, and z, each of 0.2 ≦ a ≦ 0.35 and 0 ≦ b ≦ 0. 0.3, 0 <x ≦
0.6, 3 ≦ z ≦ 3.8.
【0216】z=−6×a+δ (II) ただし、δは、4.8≦δ≦5.2の範囲内であればよ
いが、5.0であることが最も好ましい。Z = −6 × a + δ (II) Here, δ may be within the range of 4.8 ≦ δ ≦ 5.2, but is most preferably 5.0.
【0217】ここで、主相とは、前記合金中に存在する
相のうち最も存在比率が高い相を意味する。Here, the main phase means the phase having the highest abundance ratio among the phases present in the alloy.
【0218】合金の各結晶相の組成分析は、透過型電子
顕微鏡のEDX分析装置を用い、ビーム径を4nmにし
てなされる。また、合金の結晶相中の面欠陥とは、前記
結晶相を構成する結晶粒の透過電子顕微鏡像を撮影する
ことにより観察できる、直線状の欠陥を意味する。合金
の結晶相中の面欠陥の測定は、以下に説明する(a)ま
たは(b)の方法により行うことができる。すなわち、
(a)透過型電子顕微鏡を用い、倍率1万〜10万倍に
て透過電子顕微鏡像を撮影し、単位長さ当たりの面欠陥
の数を計測する。(b)合金の結晶粒の(1,0,0)
面を観察することにより、結晶粒のC軸と垂直に存在す
る面欠陥の数を計測する。The composition analysis of each crystal phase of the alloy is performed by using an EDX analyzer of a transmission electron microscope with a beam diameter of 4 nm. Further, the plane defect in the crystal phase of the alloy means a linear defect that can be observed by taking a transmission electron microscope image of a crystal grain constituting the crystal phase. The measurement of the plane defect in the crystal phase of the alloy can be performed by the method (a) or (b) described below. That is,
(A) Using a transmission electron microscope, a transmission electron microscope image is taken at a magnification of 10,000 to 100,000, and the number of surface defects per unit length is measured. (B) (1, 0, 0) of the crystal grains of the alloy
By observing the plane, the number of plane defects existing perpendicular to the C axis of the crystal grain is measured.
【0219】前記一般式(12)におけるa及びzが前
述した(II)式を満たさない組成を有する結晶相を主相
として含有する合金は、水素吸蔵・放出特性が劣る。ま
た、前記水素吸蔵合金の主相中の面欠陥の数を前記範囲
に規定するのは次のような理由によるものである。前記
主相中の面欠陥の数が100nm当たり20本を越える
と、合金の水素放出特性及びサイクル特性を改善するこ
とが困難になる。このため、大きな放電容量を有し、か
つサイクル寿命に優れた二次電池を実現することが困難
になる。また、前記主相中の面欠陥数を100nm当た
り10本以下にすることによって、合金の水素吸蔵・放
出特性を更に改善することができ、特にサイクル特性を
著しく向上することが可能になり、放電容量及びサイク
ル寿命が改善された金属酸化物・水素二次電池を実現す
ることができる。An alloy containing, as a main phase, a crystal phase having a composition in which a and z in the general formula (12) do not satisfy the aforementioned formula (II) is inferior in hydrogen storage / release characteristics. The number of plane defects in the main phase of the hydrogen storage alloy is defined in the above range for the following reason. If the number of plane defects in the main phase exceeds 20 per 100 nm, it becomes difficult to improve the hydrogen release characteristics and cycle characteristics of the alloy. Therefore, it becomes difficult to realize a secondary battery having a large discharge capacity and excellent cycle life. Further, by reducing the number of plane defects in the main phase to 10 or less per 100 nm, the hydrogen storage / release characteristics of the alloy can be further improved, and particularly, the cycle characteristics can be significantly improved, and the discharge characteristics can be improved. A metal oxide / hydrogen secondary battery with improved capacity and cycle life can be realized.
【0220】前記R1としては、前述した第1の水素吸
蔵合金で説明したのと同様なものを挙げることができ
る。As the R1, the same one as described in the first hydrogen storage alloy can be used.
【0221】前記R1の一部を前記T1で置換すること
によって、合金の水素吸蔵量を著しく減少させることな
く、水素放出速度等の特性を向上させることができると
共に、水素吸蔵・放出に伴う微粉化を抑制することがで
きる。前記T1の量(b)が0.3を越えると、前述し
たような効果、つまり、水素放出特性の改善及び微粉化
の抑制が見られなくなり、前記合金を含む負極を備えた
二次電池の放電容量が低下する。前記T1の量(b)が
少ない方がサイクル寿命が長くなる傾向が見られる。よ
って、長寿命を確保する観点から、前記T1の量(b)
は0.2以下にすることが好ましい。By substituting a part of the R1 for the T1, the characteristics such as the hydrogen release rate can be improved without significantly reducing the hydrogen storage capacity of the alloy, and the fine powder accompanying the hydrogen storage and release can be improved. Can be suppressed. When the amount (b) of T1 exceeds 0.3, the above-mentioned effects, that is, the improvement of the hydrogen release characteristics and the suppression of pulverization cannot be seen, and the secondary battery including the negative electrode containing the alloy cannot be used. The discharge capacity decreases. The cycle life tends to be longer when the amount (b) of T1 is smaller. Therefore, from the viewpoint of securing a long life, the amount of the T1 (b)
Is preferably 0.2 or less.
【0222】Niの一部を前記M6で置換することによ
って、合金の水素吸蔵・放出速度等の水素吸蔵・放出特
性を向上することができる。これは、Niの一部をM6
で置換することにより、合金内に侵入した水素の拡散
や、合金の水素の吸蔵・放出が容易になること等に起因
するものと推測される。また、前記合金を含む負極を具
備した金属酸化物・水素二次電池は、サイクル寿命を改
善することができる。しかしながら、前記M6の量
(x)が0.6を越えると、放電容量が低下する恐れが
あるため、前記M6の量(x)は0≦x≦0.6とす
る。前記M6の量(x)のより好ましい範囲は、0.0
1≦x≦0.5である。By substituting a part of Ni with M6, the hydrogen storage / release characteristics such as the hydrogen storage / release speed of the alloy can be improved. This is because part of Ni is M6
This is presumed to be caused by, for example, the diffusion of hydrogen invading into the alloy and the facilitated absorption and release of hydrogen by the alloy. Further, the metal oxide / hydrogen secondary battery including the negative electrode containing the alloy can improve the cycle life. However, if the amount (x) of the M6 exceeds 0.6, the discharge capacity may decrease. Therefore, the amount (x) of the M6 is set to 0 ≦ x ≦ 0.6. A more preferred range of the amount (x) of the M6 is 0.0
1 ≦ x ≦ 0.5.
【0223】前記一般式(12)におけるMgの量
(a)及び比(z)を前記範囲に規定するのは次のよう
な理由によるものである。Mgの量(a)が0.2≦a
≦0.35を外れ、かつ比(z)が3≦z≦3.8を外
れると、合金の主相中の面欠陥数が100nm当たり2
0本を越える恐れがある。比(z)のより好ましい範囲
は、3≦z≦3.6である。The reason why the amount (a) and the ratio (z) of Mg in the general formula (12) are defined in the above ranges is as follows. Mg amount (a) is 0.2 ≦ a
When the ratio (z) deviates from ≦ 0.35 and the ratio (z) deviates from 3 ≦ z ≦ 3.8, the number of plane defects in the main phase of the alloy is 2 per 100 nm.
There is a risk of exceeding zero. A more preferable range of the ratio (z) is 3 ≦ z ≦ 3.6.
【0224】本発明に係る第12の水素吸蔵合金には、
C,N,O,F等の元素が不純物としてこの合金の特性
を阻害しない範囲で含まれていても良い。なお、これら
の不純物の含有量は、おのおの1wt%以下の範囲であ
ることが好ましい。The twelfth hydrogen storage alloy according to the present invention includes:
Elements such as C, N, O, and F may be contained as impurities as long as the properties of the alloy are not impaired. The content of these impurities is preferably in the range of 1 wt% or less.
【0225】この第12の水素吸蔵合金は、例えば、鋳
造法、焼結法、例えば単ロール法、双ロール法などの溶
湯急冷法、例えばガスアトマイズ法などの超急冷法によ
り作製される。また、このようにして得られた合金に前
述した第1の水素吸蔵合金で説明したのと同様な熱処理
を施すことが好ましい。The twelfth hydrogen storage alloy is produced by, for example, a casting method, a sintering method, for example, a molten metal quenching method such as a single roll method or a twin roll method, or an ultra quenching method such as a gas atomizing method. Further, it is preferable that the alloy thus obtained is subjected to the same heat treatment as that described for the first hydrogen storage alloy.
【0226】本発明に係る水素吸蔵合金を前述した溶湯
急冷法あるいは超急冷法によって作製する場合、前記R
1は20重量%未満のCeを含有していることが好まし
い。前記R1のCe含有量が20重量%を以上にする
と、前記主相中の面欠陥数が100nm当たり20本よ
り多くなる恐れがあるからである。また、急冷法で作製
することが可能な合金組成、すなわちR1中のCe含有
量の許容値はNiサイトへの置換元素の種類及び置換量
により変化する。例えば、Niサイトへの置換元素にC
oが含まれている場合、Co量の増加と共にR1中のC
e含有量の許容限は拡大する傾向がある。具体的には、
Co量(x)が0.2の場合、R1中のCe含有量は4
5重量%程度まで許容することができる。In the case where the hydrogen storage alloy according to the present invention is produced by the above-mentioned molten metal quenching method or ultra-quenching method,
1 preferably contains less than 20% by weight of Ce. If the Ce content of R1 is more than 20% by weight, the number of plane defects in the main phase may be more than 20 per 100 nm. Further, the alloy composition that can be produced by the quenching method, that is, the allowable value of the Ce content in R1 changes depending on the type and amount of the substitution element in the Ni site. For example, the substitution element for Ni site is C
o, the amount of C in R1 increases with an increase in the amount of Co.
The tolerable limit of e content tends to increase. In particular,
When the Co amount (x) is 0.2, the Ce content in R1 is 4
Up to about 5% by weight can be tolerated.
【0227】(M)第13の水素吸蔵合金 この第13の水素吸蔵合金は、下記一般式(13)で表
される組成を有し、前記一般式(13)におけるa及び
zが下記(II)式を満足する結晶相が主相であり、かつ
結晶粒中の面欠陥が100nm当たり20本以下である
結晶相を70容積%を越えて含有する合金を含む。(M) Thirteenth Hydrogen Storage Alloy The thirteenth hydrogen storage alloy has a composition represented by the following general formula (13), and a and z in the above general formula (13) satisfy the following (II) )) The alloy contains an alloy containing more than 70% by volume of a crystal phase satisfying the formula as a main phase, and having a crystal defect having 20 or less plane defects per 100 nm in crystal grains.
【0228】 Mga R11-a-b T1b (Ni1-x M6x )z (13) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1種の元素、T1はCa、Ti、Zr及びHfか
ら選ばれる少なくとも1種の元素、M6はCo、Mn、
Fe、Al、Ga、Zn、Sn、Cu、Si、B、N
b、W、Mo,V,Cr,Ta,P及びSから選ばれる
少なくとも1種の元素であり、a、b、x及びzはそれ
ぞれ0.2≦a≦0.35、0≦b≦0.3、0<x≦
0.6、3≦z≦3.8として規定される。Mg a R 11 -ab T 1 b (Ni 1 -x M 6 x ) z (13) where R 1 is at least one element selected from rare earth elements containing Y, and T 1 is Ca, Ti, Zr and At least one element selected from Hf, M6 is Co, Mn,
Fe, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si, B, N
b, W, Mo, V, Cr, Ta, P, and S are at least one element selected from the group consisting of a, b, x, and z, each of 0.2 ≦ a ≦ 0.35 and 0 ≦ b ≦ 0. 0.3, 0 <x ≦
0.6, 3 ≦ z ≦ 3.8.
【0229】z=−6×a+δ (II) ただし、δは、4.8≦δ≦5.2の範囲内であればよ
いが、5.0であることが最も好ましい。Z = −6 × a + δ (II) Here, δ may be within the range of 4.8 ≦ δ ≦ 5.2, but is most preferably 5.0.
【0230】ここで、主相とは、前記合金中に存在する
相のうち最も存在比率が高い相を意味する。Here, the main phase means a phase having the highest abundance ratio among the phases existing in the alloy.
【0231】合金の結晶相の組成分析及び結晶粒中の面
欠陥は、前述した第13の水素吸蔵合金で説明したのと
同様な方法で測定することができる。The composition analysis of the crystal phase of the alloy and the plane defects in the crystal grains can be measured by the same method as described in the thirteenth hydrogen storage alloy.
【0232】前記一般式(13)におけるa及びzが前
述した(II)式を満たさない組成を有する結晶相を主相
として含有する合金は、水素吸蔵・放出特性が劣る。ま
た、前記水素吸蔵合金において、結晶粒中の面欠陥数が
100nm当たり20本以下である結晶相の容積比率を
前記範囲に規定するのは次のような理由によるものであ
る。水素吸蔵合金中の前記結晶相の占める割合が70容
積%以下では、合金の水素放出特性及びサイクル特性を
改善することが困難になる。このため、大きな放電容量
を有し、かつサイクル寿命に優れた二次電池を実現する
ことが困難になる。また、結晶粒中の面欠陥が100n
m当たり10本以下である結晶相を70容積%を越えて
含有することによって、合金の水素吸蔵・放出特性を更
に改善することができ、特にサイクル特性を著しく向上
することが可能になり、放電容量及びサイクル寿命が改
善された金属酸化物・水素二次電池を実現することがで
きる。An alloy containing, as a main phase, a crystal phase having a composition in which a and z in the general formula (13) do not satisfy the above-mentioned formula (II) is inferior in hydrogen storage / release characteristics. Further, in the hydrogen storage alloy, the volume ratio of the crystal phase in which the number of plane defects in crystal grains is 20 or less per 100 nm is defined in the above range for the following reason. If the proportion of the crystal phase in the hydrogen storage alloy is 70% by volume or less, it becomes difficult to improve the hydrogen release characteristics and cycle characteristics of the alloy. Therefore, it becomes difficult to realize a secondary battery having a large discharge capacity and excellent cycle life. Further, the surface defect in the crystal grain is 100 n.
By containing more than 70% by volume of a crystal phase of 10 or less per m, the hydrogen absorption / desorption characteristics of the alloy can be further improved, and in particular, the cycle characteristics can be remarkably improved. A metal oxide / hydrogen secondary battery with improved capacity and cycle life can be realized.
【0233】前記R1としては、前述した第1の水素吸
蔵合金で説明したのと同様なものを挙げることができ
る。また、前記R1がLaを含む場合、前記R中のLa
量は50重量%以上にすることが好ましい。The R1 may be the same as that described in the first hydrogen storage alloy. When R1 contains La, La in R
The amount is preferably at least 50% by weight.
【0234】前記R1の一部を前記T1で置換すること
によって、合金の水素吸蔵量を著しく減少させることな
く、水素放出速度等の特性を向上させることができると
共に、水素吸蔵・放出に伴う微粉化を抑制することがで
きる。前記T1の量(b)が0.3を越えると、前述し
たような効果、つまり、水素放出特性の改善及び微粉化
の抑制が見られなくなり、前記合金を含む負極を備えた
二次電池の放電容量が低下する。前記T1の量(b)が
少ない方がサイクル寿命が長くなる傾向が見られる。よ
って、長寿命を確保する観点から、前記T1の量(b)
は0.2以下にすることが好ましい。By substituting a part of the R1 with the T1, it is possible to improve the hydrogen release rate and other characteristics without significantly reducing the hydrogen storage capacity of the alloy, and to improve the fine powder accompanying the hydrogen storage and release. Can be suppressed. When the amount (b) of T1 exceeds 0.3, the above-mentioned effects, that is, the improvement of the hydrogen release characteristics and the suppression of pulverization cannot be seen, and the secondary battery including the negative electrode containing the alloy cannot be used. The discharge capacity decreases. The cycle life tends to be longer when the amount (b) of T1 is smaller. Therefore, from the viewpoint of securing a long life, the amount of the T1 (b)
Is preferably 0.2 or less.
【0235】Niの一部を前記M6で置換することによ
って、合金の水素吸蔵・放出速度等の水素吸蔵・放出特
性を向上することができる。これは、Niの一部をM6
で置換することにより、合金内に侵入した水素の拡散
や、合金の水素の吸蔵・放出が容易になること等に起因
するものと推測される。また、前記合金を含む負極を具
備した金属酸化物・水素二次電池は、サイクル寿命を改
善することができる。しかしながら、前記M6の量
(x)が0.6を越えると、放電容量が低下する恐れが
あるため、前記M6の量(x)は0≦x≦0.6とす
る。前記M6の量(x)のより好ましい範囲は、0.0
1≦x≦0.5である。By substituting a part of Ni with M6, the hydrogen storage / release characteristics such as the hydrogen storage / release speed of the alloy can be improved. This is because part of Ni is M6
This is presumed to be caused by, for example, the diffusion of hydrogen invading into the alloy and the facilitated absorption and release of hydrogen by the alloy. Further, the metal oxide / hydrogen secondary battery including the negative electrode containing the alloy can improve the cycle life. However, if the amount (x) of the M6 exceeds 0.6, the discharge capacity may decrease. Therefore, the amount (x) of the M6 is set to 0 ≦ x ≦ 0.6. A more preferred range of the amount (x) of the M6 is 0.0
1 ≦ x ≦ 0.5.
【0236】前記一般式(13)におけるMgの量
(a)及び比(z)を前記範囲に規定するのは次のよう
な理由によるものである。Mgの量(a)が0.2≦a
≦0.35を外れ、かつ比(z)が3≦z≦3.8を外
れると、面欠陥数が100nm当たり20本を越える結
晶粒の存在量が30容積%以上になる恐れがある。比
(z)のより好ましい範囲は、3≦z≦3.6である。The reason why the amount (a) and the ratio (z) of Mg in the general formula (13) are defined in the above ranges is as follows. Mg amount (a) is 0.2 ≦ a
If the ratio (z) deviates from ≦ 0.35 and the ratio (z) deviates from 3 ≦ z ≦ 3.8, the abundance of crystal grains having more than 20 plane defects per 100 nm may be 30% by volume or more. A more preferable range of the ratio (z) is 3 ≦ z ≦ 3.6.
【0237】本発明に係る第13の水素吸蔵合金には、
C,N,O,F等の元素が不純物としてこの合金の特性
を阻害しない範囲で含まれていても良い。なお、これら
の不純物の含有量は、おのおの1wt%以下の範囲であ
ることが好ましい。The thirteenth hydrogen storage alloy according to the present invention includes:
Elements such as C, N, O, and F may be contained as impurities as long as the properties of the alloy are not impaired. The content of these impurities is preferably in the range of 1 wt% or less.
【0238】この第13の水素吸蔵合金は、例えば、鋳
造法、焼結法、例えば単ロール法、双ロール法などの溶
湯急冷法、例えばガスアトマイズ法などの超急冷法によ
り作製される。また、このようにして得られた合金に前
述した第1の水素吸蔵合金で説明したのと同様な熱処理
を施すことが好ましい。The thirteenth hydrogen storage alloy is manufactured by, for example, a casting method, a sintering method, for example, a molten metal quenching method such as a single roll method or a twin roll method, or an ultra quenching method such as a gas atomizing method. Further, it is preferable that the alloy thus obtained is subjected to the same heat treatment as that described for the first hydrogen storage alloy.
【0239】本発明に係る水素吸蔵合金を前述した溶湯
急冷法あるいは超急冷法によって作製する場合、前記R
1は20重量%未満のCeを含有していることが好まし
い。前記R1のCe含有量が20重量%を以上にする
と、面欠陥数が100nm当たり20本以下である結晶
粒の存在量が70容積%以下になる恐れがあるからであ
る。また、急冷法で作製することが可能な合金組成、す
なわちR1中のCe含有量の許容値はNiサイトへの置
換元素の種類及び置換量により変化する。例えば、Ni
サイトへの置換元素にCoが含まれている場合、Co量
の増加と共にR1中のCe含有量の許容限は拡大する傾
向がある。具体的には、Co量(x)が0.2の場合、
R1中のCe含有量は45重量%程度まで許容すること
ができる。In the case where the hydrogen storage alloy according to the present invention is manufactured by the above-mentioned molten metal quenching method or ultra-quenching method,
1 preferably contains less than 20% by weight of Ce. If the Ce content of R1 is 20% by weight or more, the abundance of crystal grains having a number of plane defects of 20 or less per 100 nm may be 70% by volume or less. Further, the alloy composition that can be produced by the quenching method, that is, the allowable value of the Ce content in R1 changes depending on the type and amount of the substitution element in the Ni site. For example, Ni
When Co is included in the substitution element for the site, the allowable limit of the Ce content in R1 tends to increase as the Co amount increases. Specifically, when the Co amount (x) is 0.2,
The Ce content in R1 can be allowed up to about 45% by weight.
【0240】(N)第14の水素吸蔵合金 この第14の水素吸蔵合金は、下記一般式(14)で表
される組成を有し、前記一般式(14)におけるa及び
zが下記(II)式を満足する結晶相が主相であり、Ca
Cu5 型結晶構造を有する結晶相が20体積%以下で、
MgCu2 型結晶構造を有する結晶相が10体積%以下
である合金を含む。(N) Fourteenth Hydrogen Storage Alloy The fourteenth hydrogen storage alloy has a composition represented by the following general formula (14), and a and z in the above general formula (14) satisfy the following (II) The crystalline phase satisfying the formula is the main phase, and Ca
When the crystal phase having a Cu 5 type crystal structure is 20% by volume or less,
The alloy includes an alloy in which the crystal phase having the MgCu 2 type crystal structure is 10% by volume or less.
【0241】 Mga R11-a-b T1b (Ni1-x M6x )z (14) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1種の元素、T1はCa、Ti、Zr及びHfか
ら選ばれる少なくとも1種の元素、M6はCo、Mn、
Fe、Al、Ga、Zn、Sn、Cu、Si、B、N
b、W、Mo,V,Cr,Ta,P及びSから選ばれる
少なくとも1種の元素であり、a、b、x及びzはそれ
ぞれ0.2≦a≦0.35、0≦b≦0.3、0<x≦
0.6、3≦z≦3.8として規定される。Mg a R 11 -ab T 1 b (Ni 1 -x M 6 x ) z (14) where R 1 is at least one element selected from rare earth elements containing Y, and T 1 is Ca, Ti, Zr and At least one element selected from Hf, M6 is Co, Mn,
Fe, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si, B, N
b, W, Mo, V, Cr, Ta, P, and S are at least one element selected from the group consisting of a, b, x, and z, each of 0.2 ≦ a ≦ 0.35 and 0 ≦ b ≦ 0. 0.3, 0 <x ≦
0.6, 3 ≦ z ≦ 3.8.
【0242】z=−6×a+δ (II) ただし、δは、4.8≦δ≦5.2の範囲内であればよ
いが、5.0であることが最も好ましい。Z = −6 × a + δ (II) Here, δ may be within the range of 4.8 ≦ δ ≦ 5.2, but is most preferably 5.0.
【0243】ここで、主相とは、前記合金中に存在する
相のうち最も存在比率が高い相を意味する。Here, the main phase means a phase having the highest abundance ratio among the phases existing in the alloy.
【0244】前記水素吸蔵合金中の主相、CaCu5 型
結晶構造を有する結晶相及びMgCu2 型結晶構造を有
する結晶相の存在量の同定は、例えば、走査型電子顕微
鏡(SEM)を用いて二次電子像及び反射電子像を撮影
し、走査型電子顕微鏡のEDX分析装置を用いて各相の
組成分析を行うことによりなされる。さらにX線回折を
行うと、各相の結晶型をより確かなものにすることがで
きる。The abundance of the main phase, the crystal phase having the CaCu 5 type crystal structure, and the crystal phase having the MgCu 2 type crystal structure in the hydrogen storage alloy can be identified by, for example, using a scanning electron microscope (SEM). This is performed by taking a secondary electron image and a reflected electron image, and analyzing the composition of each phase using an EDX analyzer of a scanning electron microscope. Further, by performing X-ray diffraction, the crystal form of each phase can be made more certain.
【0245】前記水素吸蔵合金における各結晶相の存在
量を前述した範囲に規定するのは次のような理由による
ものである。前記一般式(14)におけるa及びzが前
述した(II)式を満たさない組成を有する結晶相を主相
として含有する合金は、水素吸蔵・放出特性が劣る。ま
た、前記一般式(14)におけるa及びzが前述した
(II)式を満たす組成を有する結晶相を含有するもの
の、CaCu5 型結晶構造を有する結晶相が20体積%
を越える合金は、合金の水素吸蔵量が低下する。一方、
前記一般式(14)におけるa及びzが前述した(II)
式を満たす組成を有する結晶相を含有するものの、Mg
Cu2 型結晶構造を有する結晶相が10体積%を越える
合金は、水素放出特性が低下する。前記合金中のCaC
u5 型結晶構造を有する結晶相は、10体積%以下にす
ることが好ましい。また、前記合金中のMgCu2 型結
晶構造を有する結晶相は、5体積%以下にすることが好
ましい。The abundance of each crystal phase in the hydrogen storage alloy is defined in the above range for the following reason. An alloy containing, as a main phase, a crystal phase having a composition in which a and z in the general formula (14) do not satisfy the above-mentioned formula (II) is inferior in hydrogen storage / release characteristics. Although a and z in the general formula (14) contain a crystal phase having a composition satisfying the above-mentioned formula (II), the crystal phase having a CaCu 5 type crystal structure is 20% by volume.
If the alloy exceeds a certain amount, the hydrogen storage capacity of the alloy decreases. on the other hand,
A and z in the general formula (14) are as described in the above (II)
Although containing a crystal phase having a composition satisfying the formula, Mg
Alloys with a crystal phase having a Cu 2 type crystal structure exceeding 10% by volume have reduced hydrogen release characteristics. CaC in the alloy
crystalline phase having a u 5 type crystal structure is preferably set to 10% by volume or less. Further, it is preferable that the crystal phase having the MgCu 2 type crystal structure in the alloy is 5% by volume or less.
【0246】前記R1としては、前述した第1の水素吸
蔵合金で説明したのと同様なものを挙げることができ
る。また、前記R1がLaを含む場合、前記R1中のL
a量は50重量%以上にすることが好ましい。The R1 may be the same as described for the first hydrogen storage alloy. Further, when R1 contains La, L in R1
The amount of a is preferably set to 50% by weight or more.
【0247】前記R1の一部を前記T1で置換すること
によって、合金の水素吸蔵量を著しく減少させることな
く、水素放出速度等の特性を向上させることができると
共に、水素吸蔵・放出に伴う微粉化を抑制することがで
きる。前記T1の量(b)が0.3を越えると、前述し
たような効果、つまり、水素放出特性の改善及び微粉化
の抑制が見られなくなり、前記合金を含む負極を備えた
二次電池の放電容量が低下する。前記T1の量(b)が
少ない方がサイクル寿命が長くなる傾向が見られる。よ
って、長寿命を確保する観点から、前記T1の量(b)
は0.2以下にすることが好ましい。By substituting a part of the R1 for the T1, the characteristics such as the hydrogen release rate can be improved without significantly reducing the hydrogen storage capacity of the alloy, and the fine powder accompanying the hydrogen storage and release can be improved. Can be suppressed. When the amount (b) of T1 exceeds 0.3, the above-mentioned effects, that is, the improvement of the hydrogen release characteristics and the suppression of pulverization cannot be seen, and the secondary battery including the negative electrode containing the alloy cannot be used. The discharge capacity decreases. The cycle life tends to be longer when the amount (b) of T1 is smaller. Therefore, from the viewpoint of securing a long life, the amount of the T1 (b)
Is preferably 0.2 or less.
【0248】Niの一部を前記M6で置換することによ
って、合金の水素吸蔵・放出速度等の水素吸蔵・放出特
性を向上することができる。これは、Niの一部をM6
で置換することにより、合金内に侵入した水素の拡散
や、合金の水素の吸蔵・放出が容易になること等に起因
するものと推測される。また、前記合金を含む負極を具
備した金属酸化物・水素二次電池は、サイクル寿命を改
善することができる。しかしながら、前記M6の量
(x)が0.6を越えると、放電容量が低下する恐れが
あるため、前記M6の量(x)は0≦x≦0.6とす
る。前記M6の量(x)のより好ましい範囲は、0.0
1≦x≦0.5である。By substituting a part of Ni with M6, the hydrogen storage / release characteristics such as the hydrogen storage / release speed of the alloy can be improved. This is because part of Ni is M6
This is presumed to be caused by, for example, the diffusion of hydrogen invading into the alloy and the facilitated absorption and release of hydrogen by the alloy. Further, the metal oxide / hydrogen secondary battery including the negative electrode containing the alloy can improve the cycle life. However, if the amount (x) of the M6 exceeds 0.6, the discharge capacity may be reduced. Therefore, the amount (x) of the M6 is set to 0 ≦ x ≦ 0.6. A more preferred range of the amount (x) of the M6 is 0.0
1 ≦ x ≦ 0.5.
【0249】本発明に係る第14の水素吸蔵合金には、
C,N,O,F等の元素が不純物としてこの合金の特性
を阻害しない範囲で含まれていても良い。なお、これら
の不純物の含有量は、おのおの1wt%以下の範囲であ
ることが好ましい。A fourteenth hydrogen storage alloy according to the present invention includes:
Elements such as C, N, O, and F may be contained as impurities as long as the properties of the alloy are not impaired. The content of these impurities is preferably in the range of 1 wt% or less.
【0250】この第14の水素吸蔵合金は、例えば、鋳
造法、焼結法、例えば単ロール法、双ロール法などの溶
湯急冷法、例えばガスアトマイズ法などの超急冷法によ
り作製される。また、このようにして得られた合金に前
述した第1の水素吸蔵合金で説明したのと同様な熱処理
を施すことが好ましい。The fourteenth hydrogen storage alloy is produced by, for example, a casting method, a sintering method, for example, a molten metal quenching method such as a single roll method or a twin roll method, or an ultra quenching method such as a gas atomizing method. Further, it is preferable that the alloy thus obtained is subjected to the same heat treatment as that described for the first hydrogen storage alloy.
【0251】本発明に係る水素吸蔵合金を前述した溶湯
急冷法あるいは超急冷法によって作製する場合、前記R
1は20重量%未満のCeを含有していることが好まし
い。前記R1のCe含有量が20重量%を以上にする
と、合金中のCaCu5 型結晶構造を有する結晶相が2
0体積%よりも多くなるか、あるいはMgCu2 型結晶
構造を有する結晶相が10体積%よりも多くなる恐れが
あるからである。また、急冷法で作製することが可能な
合金組成、すなわちR1中のCe含有量の許容値はNi
サイトへの置換元素の種類及び置換量により変化する。
例えば、Niサイトへの置換元素にCoが含まれている
場合、Co量の増加と共にR1中のCe含有量の許容限
は拡大する傾向がある。具体的には、Co量(x)が
0.2の場合、R1中のCe含有量は45重量%程度ま
で許容することができる。In the case where the hydrogen storage alloy according to the present invention is produced by the above-mentioned molten metal quenching method or ultra-quenching method,
1 preferably contains less than 20% by weight of Ce. When the Ce content of R1 is 20% by weight or more, the crystal phase having a CaCu 5 type crystal structure in the alloy becomes 2%.
This is because there is a possibility that the content will be more than 0% by volume or the crystal phase having the MgCu 2 type crystal structure will be more than 10% by volume. The alloy composition that can be produced by the quenching method, that is, the allowable value of the Ce content in R1 is Ni.
It varies depending on the type and amount of the substitution element on the site.
For example, when Co is contained in the substitution element for the Ni site, the allowable limit of the Ce content in R1 tends to increase as the Co content increases. Specifically, when the Co amount (x) is 0.2, the Ce content in R1 can be allowed up to about 45% by weight.
【0252】(O)第15の水素吸蔵合金 この第15の水素吸蔵合金は、下記一般式(15)で表
され、かつ主相がCe2 Ni7 型、CeNi3 型、Gd
2 Co7 型、PuNi3 型のいずれかの結晶構造もしく
は類似の結晶構造を有する相から選ばれる少なくとも1
つの相である合金を含む。(O) Fifteenth Hydrogen Storage Alloy This fifteenth hydrogen storage alloy is represented by the following general formula (15) and has a main phase of Ce 2 Ni 7 type, CeNi 3 type, Gd
At least one selected from phases having a crystal structure of either 2 Co 7 type or PuNi 3 type or a similar crystal structure
Includes an alloy that is one phase.
【0253】 R11-a-b Mga T2b (Ni1-x M7x )z …(15) ただし、R1はイットリウムを含む希土類元素から選ば
れる少なくとも1種の元素、T2はCa,Ti,Zrか
ら選ばれた少なくとも1つの元素、M7はCo,Mn,
Fe,V,Cr,Nb,Al,Ga,Zn,Sn,C
u,Si,P,Bから選ばれる少なくとも1つの元素で
あり、a,b,x,zはそれぞれ0<a≦0.6,0≦
b≦0.5,0≦x≦0.9,2.5≦z<4.5とし
て規定される。R1 1-ab Mg a T2 b (Ni 1-x M7 x ) z (15) where R1 is at least one element selected from rare earth elements containing yttrium, and T2 is Ca, Ti, Zr At least one selected element, M7 is Co, Mn,
Fe, V, Cr, Nb, Al, Ga, Zn, Sn, C
at least one element selected from u, Si, P, and B, and a, b, x, and z are each 0 <a ≦ 0.6, 0 ≦
It is defined as b ≦ 0.5, 0 ≦ x ≦ 0.9, 2.5 ≦ z <4.5.
【0254】ここで、“主相”とは前記Ce2 Ni
7 型、CeNi3 型、Gd2 Co7 型、PuNi3 型の
いずれかの結晶構造もしくは類似の結晶構造を有する相
から選ばれる少なくとも1つの相が前記水素吸蔵合金中
に最大の容積を占めるか、前記水素吸蔵合金断面におい
て最大の面積を占めることを意味するものである。特
に、前述したような結晶構造を有する相から選ばれる少
なくとも1つの相は前記水素吸蔵合金に対して面積比率
で50%以上存在することが好ましい。この相の存在比
率が50%未満になると水素吸蔵量が減少する恐れがあ
る。このため、この水素吸蔵合金を含む負極を備えた二
次電池は放電容量が低下したり、充放電サイクル寿命が
低下する恐れがある。より好ましい前記相の面積比率
は、60%以上である。Here, the “main phase” refers to the Ce 2 Ni
Whether at least one phase selected from a phase having any one of a crystal structure of type 7 , CeNi 3 type, Gd 2 Co 7 type, and PuNi 3 type or a phase having a similar crystal structure occupies the largest volume in the hydrogen storage alloy; , Which means that it occupies the largest area in the cross section of the hydrogen storage alloy. In particular, it is preferable that at least one phase selected from the above-described phases having a crystal structure exists in an area ratio of 50% or more with respect to the hydrogen storage alloy. If the proportion of this phase is less than 50%, the hydrogen storage capacity may decrease. For this reason, a secondary battery provided with a negative electrode containing this hydrogen storage alloy may have a reduced discharge capacity or a reduced charge / discharge cycle life. A more preferred area ratio of the phase is 60% or more.
【0255】Ce2 Ni7 型,CeNi3 型のいずれか
の結晶構造もしくは類似の結晶構造は、六方晶に属す
る。一方、Gd2 Co7 型,PuNi3 型のいずれかの
結晶構造もしくは類似の結晶構造は、菱面体に属する。
なお、前記各類似の結晶構造とはX線回折パターンにお
いて前記各結晶型の面指数で表すことが可能である結晶
構造を意味する。より好ましい結晶型としてはPuNi
3 型およびCe2 Ni7型であり、これらの結晶型の面
指数で表すことが可能である結晶構造も包含する。The crystal structure of any of Ce 2 Ni 7 type and CeNi 3 type or a similar crystal structure belongs to hexagonal crystal. On the other hand, any crystal structure of the Gd 2 Co 7 type or PuNi 3 type or a similar crystal structure belongs to the rhombohedron.
In addition, each said similar crystal structure means the crystal structure which can be represented by the plane index of each said crystal type in an X-ray diffraction pattern. A more preferred crystal type is PuNi.
Type 3 and Ce 2 Ni 7 types also include crystal structures that can be represented by plane indices of these crystal types.
【0256】前記水素吸蔵合金は、CaCu5 型のよう
なAB5 型の結晶構造を有する相、MgCu2 のような
AB2 型の結晶構造を有する相を含むことを許容する。The hydrogen storage alloy is allowed to include a phase having an AB 5 type crystal structure such as CaCu 5 type and a phase having an AB 2 type crystal structure such as MgCu 2 .
【0257】次に、前記R1、Mg、T2、M7の各元
素の機能および成分量を規定した理由について述べる。Next, the reason for defining the functions and component amounts of the respective elements R1, Mg, T2, and M7 will be described.
【0258】1−1)R1 R1は、イットリウムを含む希土類元素であるが、製造
コストを低減する観点から、ミッシュメタルを用いるこ
とが好ましい。ミッシュメタルは、希土類元素の混合物
で、La、Ce、PrおよびNdの含有量が99重量%
以上の合金を意味する。このミッシュメタルとしては、
Ceが50重量%以上で、La含有量が30重量%以下
であるMm、La含有量がMmに比べて多いランタンリ
ッチミッシュメタル(Lm)が挙げられる。1-1) R1 R1 is a rare earth element containing yttrium, but it is preferable to use a misch metal from the viewpoint of reducing the production cost. Misch metal is a mixture of rare earth elements, and the content of La, Ce, Pr and Nd is 99% by weight.
Means the above alloys. As this misch metal,
Mm in which Ce is 50% by weight or more and La content is 30% by weight or less, and lanthanum-rich misch metal (Lm) in which La content is larger than Mm.
【0259】1−2)Mg Mgの量を前記範囲にすることによって、大きな水素吸
蔵量を有し、かつ水素の放出性を改善された水素吸蔵合
金を得ることができる。このため、この水素吸蔵合金を
含む負極を備えた二次電池は放電容量が向上される。1-2) Mg By setting the amount of Mg within the above range, it is possible to obtain a hydrogen storage alloy having a large amount of hydrogen storage and improved hydrogen release properties. For this reason, the secondary battery provided with the negative electrode containing this hydrogen storage alloy has an improved discharge capacity.
【0260】R1に対するMgの置換量(a)が0.6
を越えると水素吸蔵合金の水素吸蔵量が著しく低下す
る。好ましい前記置換量(a)は、0.5以下、より好
ましくは0.15≦a≦0.4、さらに好ましくは0.
2≦a≦0.35である。When the substitution amount (a) of Mg with respect to R1 is 0.6
If it exceeds, the hydrogen storage amount of the hydrogen storage alloy is significantly reduced. The preferred substitution amount (a) is 0.5 or less, more preferably 0.15 ≦ a ≦ 0.4, and still more preferably 0.5.
2 ≦ a ≦ 0.35.
【0261】1−3)T2 R1の置換元素T2は、Ca,Ti,Zrから選ばれた
少なくとも1種の元素であるが、この元素T2によるR
1の置換により、水素吸蔵合金の水素吸蔵量を減少させ
ることなく、水素の放出速度等の特性を向上させたり、
水素吸蔵・放出に伴う合金の微粉化を抑制することがで
きる。1-3) T2 The substitution element T2 for R1 is at least one element selected from Ca, Ti, and Zr.
By the substitution of 1, without reducing the hydrogen storage amount of the hydrogen storage alloy, it is possible to improve the characteristics such as the hydrogen release rate,
It is possible to suppress the pulverization of the alloy due to hydrogen storage and release.
【0262】R1に対する前記T2の置換量(b)が
0.5を越えると、前述したような効果、つまり水素放
出特性の改善および微粉化の抑制を十分に発揮できなく
なる恐れがある。このため、前記T2の置換量(b)が
0.5を越える水素吸蔵合金を含む負極を備えた二次電
池は、放電容量が低下する恐れがある。好ましい置換量
(b)は、0.4以下、より好ましくは0.3以下、さ
らに好ましくは0.1以下である。If the substitution amount (b) of T2 with respect to R1 exceeds 0.5, the above-mentioned effects, that is, the improvement of the hydrogen release characteristics and the suppression of pulverization may not be sufficiently exhibited. For this reason, a secondary battery provided with a negative electrode containing a hydrogen storage alloy having a substitution amount (b) of T2 exceeding 0.5 may have a reduced discharge capacity. The preferred substitution amount (b) is 0.4 or less, more preferably 0.3 or less, and even more preferably 0.1 or less.
【0263】1−4)M7 Niへの置換元素M7はCo,Mn,Fe,V,Cr,
Nb,Al,Ga,Zn,Sn,Cu,Si,P,Bか
ら選ばれた少なくとも1種の元素であるが、この置換に
より、水素吸蔵合金の水素吸蔵・放出速度等の水素吸蔵
・放出特性を向上することができる。これは、M7の置
換により水素吸蔵合金内に侵入した水素の拡散が容易に
なることなどに起因するものと推測される。このような
水素吸蔵合金を含む負極を備えた金属酸化物・水素二次
電池は、サイクル特性を飛躍的に改善させることができ
る。1-4) M7 The substitution element M7 for Ni is Co, Mn, Fe, V, Cr,
At least one element selected from Nb, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si, P, and B. By this substitution, the hydrogen storage / release characteristics such as the hydrogen storage / release speed of the hydrogen storage alloy are obtained. Can be improved. This is presumably due to the fact that the substitution of M7 facilitates the diffusion of hydrogen that has entered the hydrogen storage alloy. A metal oxide / hydrogen secondary battery including a negative electrode containing such a hydrogen storage alloy can dramatically improve cycle characteristics.
【0264】Niに対する前記M7の置換量(x)が
0.9を越えると水素の吸蔵・放出特性が低下する恐れ
がある。より好ましい前記置換量(x)は、0.6以
下、さらに好ましくは0.01≦x≦0.5である。When the substitution amount (x) of M7 with Ni exceeds 0.9, the hydrogen storage / release characteristics may be deteriorated. The more preferable substitution amount (x) is 0.6 or less, and further preferably 0.01 ≦ x ≦ 0.5.
【0265】前記一般式のzの値を2.5≦z<4.5
の範囲にすることにより、Ce2 Ni7 型、CeNi3
型、Gd2 Co7 型、PuNi3 型のいずれかの結晶構
造もしくは類似の結晶構造を有する相から選ばれる少な
くとも1つ相が主相となり、水素吸蔵合金の水素吸蔵・
放出速度等の水素吸蔵・放出特性を著しく向上すること
ができる。このため、前記水素吸蔵合金を含む負極を備
えた二次電池は、高い放電容量を有すると共に、サイク
ル特性が改善される。The value of z in the above general formula is defined as 2.5 ≦ z <4.5.
, Ce 2 Ni 7 type, CeNi 3
, Gd 2 Co 7 type, PuNi 3 type or at least one phase selected from phases having a similar crystal structure becomes a main phase, and the hydrogen storage alloy has
Hydrogen storage / release characteristics such as release rate can be significantly improved. Therefore, the secondary battery including the negative electrode including the hydrogen storage alloy has a high discharge capacity and improved cycle characteristics.
【0266】前記zを2.5未満にすると、前述した結
晶構造を有する相以外のMgCu2型のようなAB2 型
の結晶構造を有する相が主相となって、水素吸蔵合金の
水素吸蔵・放出速度等の水素吸蔵・放出特性を向上させ
ることが困難になる。一方、前記zが4.5以上にする
と前述した結晶構造を有する相以外のCaCu5 型のよ
うなAB5 型の結晶構造を有する相が主相となって、水
素吸蔵合金の水素吸蔵・放出速度等の水素吸蔵・放出特
性を向上させることが困難になる。より好ましい前記z
は、3≦z≦4である。When z is less than 2.5, a phase having an AB 2 -type crystal structure such as MgCu 2 type other than the above-described phase having a crystal structure becomes a main phase, and the hydrogen storage alloy has a hydrogen storage property. -It becomes difficult to improve the hydrogen storage / release characteristics such as the release rate. Meanwhile, the z and becomes the phase main phase having AB 5 type crystal structure such as CaCu 5 type other than the phase with the crystal structure described above and to 4.5 or more, the hydrogen storage alloy hydrogen storage and release It becomes difficult to improve hydrogen storage / release characteristics such as speed. More preferably the z
Is 3 ≦ z ≦ 4.
【0267】前記水素吸蔵合金において、その特性を阻
害しない範囲でC,N,O,F等の不純物を含むことを
許容する。なお、これらの不純物は各々1重量%以下の
範囲であることが好ましい。The hydrogen-absorbing alloy is allowed to contain impurities such as C, N, O, and F within a range that does not impair its characteristics. Note that each of these impurities is preferably in a range of 1% by weight or less.
【0268】この第15の水素吸蔵合金は、例えば、鋳
造法、焼結法、例えば単ロール法、双ロール法などの溶
湯急冷法、例えばガスアトマイズ法などの超急冷法によ
り作製される。また、このようにして得られた合金に前
述した第1の水素吸蔵合金で説明したのと同様な熱処理
を施すことが好ましい。The fifteenth hydrogen storage alloy is produced by, for example, a casting method, a sintering method, for example, a melt quenching method such as a single roll method or a twin roll method, or an ultra quenching method such as a gas atomizing method. Further, it is preferable that the alloy thus obtained is subjected to the same heat treatment as that described for the first hydrogen storage alloy.
【0269】本発明に係る水素吸蔵合金を前述した溶湯
急冷法あるいは超急冷法によって作製する場合、前記R
1は20重量%未満のCeを含有していることが好まし
い。前記R1のCe含有量を20重量%以上にすると、
Ce2 Ni7 型、CeNi3型、Gd2 Co7 型、Pu
Ni3 型のいずれかの結晶構造もしくは類似の結晶構造
を有する相以外の相(例えば、MgCu2 型のようなA
B2 型の結晶構造を有する相や、CaCu5 型のような
AB5 型の結晶構造を有する相)が主相となる恐れがあ
るからである。また、急冷法で作製することが可能な合
金組成、すなわちR1中のCe含有量の許容値はNiサ
イトへの置換元素の種類及び置換量により変化する。例
えば、Niサイトへの置換元素にCoが含まれている場
合、Co量の増加と共にR1中のCe含有量の許容限は
拡大する傾向がある。具体的には、Co量(x)が0.
2の場合、R1中のCe含有量は45重量%程度まで許
容することができる。In the case where the hydrogen storage alloy according to the present invention is produced by the above-mentioned molten metal quenching method or ultra-quenching method,
1 preferably contains less than 20% by weight of Ce. When the Ce content of R1 is 20% by weight or more,
Ce 2 Ni 7 type, CeNi 3 type, Gd 2 Co 7 type, Pu
A phase other than a phase having any crystal structure of the Ni 3 type or a similar crystal structure (for example, A phase such as MgCu 2 type)
This is because a phase having a B 2 type crystal structure or a phase having an AB 5 type crystal structure such as CaCu 5 type may be a main phase. Further, the alloy composition that can be produced by the quenching method, that is, the allowable value of the Ce content in R1 changes depending on the type and amount of the substitution element in the Ni site. For example, when Co is contained in the substitution element for the Ni site, the allowable limit of the Ce content in R1 tends to increase as the Co content increases. Specifically, when the amount of Co (x) is 0.
In the case of 2, the Ce content in R1 can be allowed up to about 45% by weight.
【0270】(P)第16の水素吸蔵合金 この第16の水素吸蔵合金は、下記一般式(16)で表
され、かつCuKα線を用いたX線回折パターンにおけ
る2θ=8〜13゜の範囲に現れる最強ピークの強度
(I1 )と、全ピークの最強線ピークの強度(I2 )と
の強度比(I1 /I2 )が0.15未満である合金を含
む。(P) Sixteenth Hydrogen Storage Alloy This sixteenth hydrogen storage alloy is represented by the following general formula (16), and has a range of 2θ = 8 to 13 ° in an X-ray diffraction pattern using CuKα ray. And an intensity ratio (I 1 / I 2 ) of the intensity of the strongest peak (I 1 ) appearing in the above to the intensity of the strongest peak (I 2 ) of all peaks is less than 0.15.
【0271】 R41-a-b Mga M8b (Ni1-x M9x )z …(16) ただし、R4はイットリウムを含む希土類元素およびC
aから選ばれる少なくとも1つの元素、M8はMgより
電気陰性度の大きな元素(ただし、R4、Ni、M9を
除く)、M9はCo,Mn,Fe,V,Cr,Nb,A
l,Ga,Zn,Sn,Cu,Si,P,Bから選ばれ
る少なくとも1つの元素であり、a、b、x、zはそれ
ぞれ0<a≦0.6、0≦b≦0.5,0≦x≦0.
9,2.5≦z<4.5を示す。R4 1-ab Mg a M8 b (Ni 1-x M9 x ) z (16) where R4 is a rare earth element containing yttrium and C
at least one element selected from a, M8 is an element having a higher electronegativity than Mg (except for R4, Ni and M9), and M9 is Co, Mn, Fe, V, Cr, Nb, A
1, at least one element selected from Ga, Zn, Sn, Cu, Si, P, and B, where a, b, x, and z are respectively 0 <a ≦ 0.6, 0 ≦ b ≦ 0.5, 0 ≦ x ≦ 0.
9, 2.5 ≦ z <4.5.
【0272】以下、前記R4、M8、M9の元素の機能
および成分量を規定した理由について述べる。The reasons for defining the functions and amounts of the elements R4, M8 and M9 will be described below.
【0273】1)R4 R4として、イットリウムを含む希土類元素を用いた場
合には、製造コストを低減する観点からミッシュメタル
を用いることが好ましい。ミッシュメタルは、希土類元
素の混合物で、La、Ce、PrおよびNdの含有量が
99重量%以上の合金を意味する。このミッシュメタル
としては、Ceが50重量%以上で、La含有量が30
重量%以下であるMm、La含有量がMmに比べて多い
ランタンリッチミッシュメタル(Lm)が挙げられる。1) R4 When a rare earth element containing yttrium is used as R4, it is preferable to use a misch metal from the viewpoint of reducing the production cost. Misch metal is a mixture of rare earth elements and means an alloy having a content of La, Ce, Pr and Nd of 99% by weight or more. As this misch metal, Ce is 50% by weight or more and La content is 30%.
A lanthanum-rich misch metal (Lm) having a content of Mm or La which is less than or equal to% by weight, which is higher than that of Mm.
【0274】2)Mg 前記(16)式のaを前記範囲にすることによって、大
きな水素吸蔵量を有し、かつ水素の放出性を改善された
水素吸蔵合金を得ることができる。このため、この水素
吸蔵合金を含む負極を備えた二次電池は放電容量が向上
される。2) Mg By setting a in the above formula (16) to the above range, it is possible to obtain a hydrogen storage alloy having a large amount of hydrogen storage and improved hydrogen release properties. For this reason, the secondary battery provided with the negative electrode containing this hydrogen storage alloy has an improved discharge capacity.
【0275】aの値が0.6を越えると水素吸蔵合金の
水素吸蔵量が著しく低下する。より好ましいaの値は、
0.5以下、より好ましくは0.15≦a≦0.4、さ
らに好ましくは0.2≦a≦0.35である。When the value of a exceeds 0.6, the hydrogen storage amount of the hydrogen storage alloy is significantly reduced. A more preferable value of a is
0.5 or less, more preferably 0.15 ≦ a ≦ 0.4, and still more preferably 0.2 ≦ a ≦ 0.35.
【0276】3)M8 M8は、Mgより電気陰性度の大きな元素(ただし、R
4、Ni、M9を除く)である。具体的には、Al:
1.5,Ta:1.5,V:1.6,Nb:1.6,G
a:1.6,In:1.7,Ge:1.8,Pb:1.
8,Mo:1.8,Sn:1.8,Si:1.8,R
e:1.9,Ag:1.9,B:2.0,C:2.5,
P:2.1,Ir:2.2,Rh:2.2,Ru:2.
2,Os:2.2,Pt:2.2,Au:2.4,S
e:2.4,S:2.5を挙げることができる。M1
は、これらの元素から選ばれる少なくとも1つ以上を用
いることができる。なお、各元素における:の後の数値
はポーリングの値を用いたときの金属の電気陰性度を示
す。ここで、Mgはポーリングの値を用いたときの電気
陰性度は1.2である。3) M8 M8 is an element having a higher electronegativity than Mg (however, R
4, excluding Ni and M9). Specifically, Al:
1.5, Ta: 1.5, V: 1.6, Nb: 1.6, G
a: 1.6, In: 1.7, Ge: 1.8, Pb: 1.
8, Mo: 1.8, Sn: 1.8, Si: 1.8, R
e: 1.9, Ag: 1.9, B: 2.0, C: 2.5,
P: 2.1, Ir: 2.2, Rh: 2.2, Ru: 2.
2, Os: 2.2, Pt: 2.2, Au: 2.4, S
e: 2.4, S: 2.5. M1
Can be at least one selected from these elements. In addition, in each element, the numerical value after: indicates the electronegativity of the metal when the value of Pauling is used. Here, Mg has an electronegativity of 1.2 when a polling value is used.
【0277】M8で前記Mgを置換することによって、
合金の水素平衡圧を高めることができる。By substituting said Mg for M8,
The hydrogen equilibrium pressure of the alloy can be increased.
【0278】前記M8置換合金は、水素の吸蔵・放出速
度を向上することが可能になる。これは、次のようなメ
カニズムによるものと推定される。The M8-substituted alloy makes it possible to improve the speed of storing and releasing hydrogen. This is presumed to be due to the following mechanism.
【0279】すなわち、一般に多くの単体金属の水素化
物においては金属−水素間の電気陰性度の差が大きいほ
ど、結合力が大きくなる。Mgの成分を異種元素で置換
することにより金属−水素間の結合力がどの様に変化す
るかを電気陰性度の観点から考察すると、水素との電気
陰性度の差が大きい程,金属−水素間の結合中のイオン
結合性が強くなり、結合力がより強くなって吸蔵された
水素がより安定になる。したがって、Mgよりも電気陰
性度の大きいM8でMgを置換することによって、合金
の結晶格子内の水素を不安定化させることができる。そ
の結果、水素吸蔵合金の水素の吸蔵・放出特性が向上さ
れる。That is, in general, in many hydrides of simple metals, the larger the difference in electronegativity between metal and hydrogen, the larger the bonding force. Considering how the bonding force between metal and hydrogen changes by replacing the Mg component with a different element from the viewpoint of electronegativity, the larger the difference in electronegativity with hydrogen is, the greater the difference between metal and hydrogen is. The ionic bond during bonding between them becomes stronger, and the bonding force becomes stronger, so that the stored hydrogen becomes more stable. Therefore, by substituting Mg with M8 having a higher electronegativity than Mg, it is possible to destabilize hydrogen in the crystal lattice of the alloy. As a result, the hydrogen storage / release characteristics of the hydrogen storage alloy are improved.
【0280】特に、M8としてAl、Agおよびこれら
の両者を用いることによって、水素吸蔵合金の結晶格子
を広げることができるため、より水素の吸蔵・放出特性
を向上させることができる。In particular, by using Al, Ag and both of them as M8, the crystal lattice of the hydrogen storage alloy can be expanded, so that the hydrogen storage / release characteristics can be further improved.
【0281】前記(16)式のbが0.5を越えると、
水素吸蔵合金の結晶構造が著しく変化し、Mg系合金本
来の特性が損なわれる恐れがある。その上、この水素吸
蔵合金は吸蔵時の触媒活性が著しく低下する恐れがあ
る。好ましいbの値は、0.4以下、より好ましくは
0.3以下、さらに好ましくは0.1以下である。When b in the above equation (16) exceeds 0.5,
The crystal structure of the hydrogen-absorbing alloy may change significantly, and the original properties of the Mg-based alloy may be impaired. In addition, the hydrogen storage alloy may significantly reduce the catalytic activity during storage. A preferred value of b is 0.4 or less, more preferably 0.3 or less, and still more preferably 0.1 or less.
【0282】4)M9 M9は、吸蔵水素の放出を容易にする水素と発熱的に反
応しない、つまり自発的に水素化物を作り難いCo,M
n,Fe,V,Cr,Nb,Al,Ga,Zn,Sn,
Cu,Si,P,Bから選ばれる少なくとも1つの元素
が用いられる。特に、M9としてはCo、Mnが好まし
い。このようなM9でNiを置換した水素吸蔵合金を含
む負極を備えたアルカリ二次電池はサイクル特性が向上
され、特にCoを用いた場合には放電容量も向上され
る。4) M9 M9 does not exothermically react with hydrogen which facilitates the release of stored hydrogen, that is, Co, M, which is unlikely to spontaneously produce hydrides.
n, Fe, V, Cr, Nb, Al, Ga, Zn, Sn,
At least one element selected from Cu, Si, P, and B is used. In particular, Co and Mn are preferable as M9. An alkaline secondary battery provided with such a negative electrode containing a hydrogen storage alloy in which Ni has been substituted by M9 has improved cycle characteristics, and particularly when Co is used, has improved discharge capacity.
【0283】前記(16)式におけるxが0.9を越え
ると、水素吸蔵合金の結晶構造が著しく変化し、Mg系
合金本来の特性が損なわれる恐れがある。より好ましい
置換量xは、0.6以下、さらに好ましくは0.01≦
x≦0.5である。If x in the above formula (16) exceeds 0.9, the crystal structure of the hydrogen storage alloy changes significantly, and the inherent properties of the Mg-based alloy may be impaired. The more preferable substitution amount x is 0.6 or less, further preferably 0.01 ≦
x ≦ 0.5.
【0284】前記合金中のNiおよびM9の含有量zを
2.5未満にすると、合金中に多量の水素が蓄積される
ために水素の放出速度が低下する恐れがある。一方、前
記含有量zを4.5以上にすると、AB5 相が生成して
この合金を含む負極を備えた二次電池の放電容量が低下
する恐れがある。より好ましい含有量zは、3.0≦z
≦4.0である。[0284] If the content z of Ni and M9 in the alloy is less than 2.5, a large amount of hydrogen is accumulated in the alloy, so that the hydrogen release rate may decrease. On the other hand, when the content z is set to 4.5 or more, there is a possibility that an AB 5 phase is generated and the discharge capacity of a secondary battery including a negative electrode containing this alloy is reduced. More preferable content z is 3.0 ≦ z
≦ 4.0.
【0285】前記水素吸蔵合金の一般式(16)におけ
るaが0.6を越えると、そのX線回折パターンの2θ
=8〜13゜の範囲に現れる最強ピークの強度が増加す
る。この最強ピーク強度が増大すると、水素の吸蔵特性
が低下する。したがって、前記最強ピークの強度
(I1 )と、全ピークの最強線ピークの強度(I2 )と
の強度比(I1 /I2 )を0.15未満にする必要があ
る。なお、前記水素吸蔵合金において鋳造のみで強度比
(I1 /I2 )が0.15より大きい場合には、適切な
熱処理を施すことによって、前記強度比を低下させるこ
とができ、吸蔵特性を向上できる。When a in the general formula (16) of the hydrogen storage alloy exceeds 0.6, the X-ray diffraction pattern shows 2θ.
= 8 to 13 ° increases. When the strongest peak intensity increases, the hydrogen storage characteristics decrease. Therefore, the intensity ratio (I 1 / I 2 ) between the intensity of the strongest peak (I 1 ) and the intensity of the strongest peak of all peaks (I 2 ) must be less than 0.15. When the strength ratio (I 1 / I 2 ) of the hydrogen storage alloy is larger than 0.15 only by casting, the strength ratio can be reduced by performing an appropriate heat treatment, and the storage characteristics can be reduced. Can be improved.
【0286】この第16の水素吸蔵合金は、例えば、鋳
造法、焼結法、例えば単ロール法、双ロール法などの溶
湯急冷法、例えばガスアトマイズ法などの超急冷法によ
り作製される。The sixteenth hydrogen storage alloy is manufactured by, for example, a casting method, a sintering method, for example, a molten metal quenching method such as a single roll method or a twin roll method, or an ultra quenching method such as a gas atomizing method.
【0287】このような方法で得られた合金を真空中も
しくは不活性雰囲気中で300℃以上、融点未満の温度
で0.1〜500時間の熱処理を施してもよい。好まし
い熱処理方法としては、850〜1000℃で0.5〜
20時間熱処理を行った後、この熱処理温度よりも低い
温度、例えば500〜800℃で、25〜800時間熱
処理を行う二段階熱処理が挙げられる。The alloy obtained by such a method may be subjected to a heat treatment in a vacuum or an inert atmosphere at a temperature of 300 ° C. or more and less than the melting point for 0.1 to 500 hours. As a preferable heat treatment method, 0.5 to 1000 ° C.
After performing the heat treatment for 20 hours, a two-stage heat treatment in which the heat treatment is performed at a temperature lower than the heat treatment temperature, for example, 500 to 800 ° C. for 25 to 800 hours.
【0288】本発明に係る水素吸蔵合金を前述した溶湯
急冷法あるいは超急冷法によって作製する場合、前記R
4は20重量%未満のCeを含有していることが好まし
い。前記R4のCe含有量を20重量%以上にすると、
前述した強度比(I1 /I2)が0.15以上になる恐
れがあるからである。また、急冷法で作製することが可
能な合金組成、すなわちR4中のCe含有量の許容値は
Niサイトへの置換元素の種類及び置換量により変化す
る。例えば、Niサイトへの置換元素にCoが含まれて
いる場合、Co量の増加と共にR4中のCe含有量の許
容限は拡大する傾向がある。具体的には、Co量(x)
が0.2の場合、R4中のCe含有量は45重量%程度
まで許容することができる。In the case where the hydrogen storage alloy according to the present invention is produced by the above-mentioned molten metal quenching method or ultra-quenching method,
4 preferably contains less than 20% by weight of Ce. When the Ce content of R4 is 20% by weight or more,
This is because the above-mentioned intensity ratio (I 1 / I 2 ) may be 0.15 or more. Further, the alloy composition that can be produced by the quenching method, that is, the allowable value of the Ce content in R4 varies depending on the type and the amount of the substitution element in the Ni site. For example, when Co is contained in the substitution element for the Ni site, the allowable limit of the Ce content in R4 tends to increase as the Co content increases. Specifically, the amount of Co (x)
Is 0.2, the Ce content in R4 can be allowed up to about 45% by weight.
【0289】(Q)第17の水素吸蔵合金 この第17の水素吸蔵合金は、A2B4サブセルとAB5
サブセルとを積層したユニットセルからなる結晶相を含
む。前記ユニットセルにおいて、前記AB5サブセル数
に対する前記A2B4サブセル数の比Xは0.5<X<1
である。(Q) Seventeenth Hydrogen Storage Alloy This seventeenth hydrogen storage alloy is composed of an A 2 B 4 subcell and an AB 5
It includes a crystal phase composed of a unit cell in which sub-cells are stacked. In the unit cell, a ratio X of the number of A 2 B 4 subcells to the number of AB 5 subcells is 0.5 <X <1.
It is.
【0290】前記元素Aは25℃における水素1モルに
対する水素化物の生成熱ΔH(kJ/mol)が20k
J/molより小さい1種類以上の元素である。前記元
素Aには種々の目的によって様々な元素を用いることが
できる。水素吸蔵合金の水素吸蔵量を増大させるために
は前記元素Aとして自発的に水素化物を作りやすい元素
を用いることが好ましい。具体的には、Yを含む希土類
元素,Ca,Sr,Mg,Sc,Ti,Zr,V,N
b,Hf及びTaから選ばれる少なくとも1種類の元素
を挙げることができる。中でも、Mg及び前記希土類元
素を含むものが好ましい。特に、元素Aは、1モル%以
上、かつ20モル%未満のMgと、5モル%以上、かつ
30モル%未満のLaを含むことが好ましい。La及び
Mgを特定量含む元素Aを含有する水素吸蔵合金は、吸
蔵特性を向上することができる。また、低コストの観点
から、前記希土類元素としてはミッシュメタルを用いる
ことが望ましい。ここで、ミッシュメタルとは、軽希土
を中心とした希土類元素の混合物を意味し、具体的には
La、Ce、Pr及びNdの含有量が99重量%以上
で、そのうちCeの含有量が50重量%以上で、かつL
aの含有量が30重量%以下のもの(Mm)、Mmに比
べてLa含有量が多いもの(Lm)などを挙げることが
できる。The element A has a heat of formation of hydride ΔH (kJ / mol) of 20 k per mole of hydrogen at 25 ° C.
One or more elements smaller than J / mol. As the element A, various elements can be used for various purposes. In order to increase the hydrogen storage amount of the hydrogen storage alloy, it is preferable to use, as the element A, an element which easily generates a hydride spontaneously. Specifically, rare earth elements including Y, Ca, Sr, Mg, Sc, Ti, Zr, V, N
At least one element selected from b, Hf and Ta can be mentioned. Among them, those containing Mg and the rare earth element are preferable. In particular, the element A preferably contains 1 mol% or more and less than 20 mol% of Mg and 5 mol% or more and less than 30 mol% of La. A hydrogen storage alloy containing the element A containing specific amounts of La and Mg can improve storage characteristics. Further, from the viewpoint of low cost, it is desirable to use misch metal as the rare earth element. Here, the misch metal means a mixture of rare earth elements centered on light rare earth, and specifically, the content of La, Ce, Pr and Nd is 99% by weight or more, and the content of Ce is more than 99% by weight. 50% by weight or more and L
Examples thereof include those having an a content of 30% by weight or less (Mm) and those having a La content higher than Mm (Lm).
【0291】前記元素Bは25℃における水素1モルに
対する水素化物の生成熱ΔH(kJ/mol)が20k
J/mol以上の1種類以上の元素である。前記元素B
の構成成分も水素吸蔵合金の利用目的によって各種元素
の添加が考えられる。合金に吸蔵された水素の放出を容
易にするためには、前記元素Bとして自発的に水素化物
を作りがたい元素を用いるのが望ましい。具体的には、
Ni,Cr,Mn,Fe,Co,Cu,Zn,Sn,S
i,B,Al及びGaから選ばれる少なくとも1種類の
元素を挙げることができる。これらのうちNiを含むも
のが好ましい。元素BのNi量を50モル%以上、かつ
90モル%未満にすることによって、二次電池の放電特
性を向上することができる。元素BのNi量のより好ま
しい範囲は、70モル%以上、85モル%未満である。
また、中でもNiの一部がCo及びMnのうちの少なく
とも一方の元素で置換されているものが好ましい。Ni
の一部がCo及びMnのうちの少なくとも一方の元素で
置換されている水素吸蔵合金を含む電極は、低温放電特
性を向上することができる。特に、Coによる置換は、
二次電池の低温でのサイクル特性を向上することができ
る。The element B has a heat of formation of hydride ΔH (kJ / mol) of 20 k per mole of hydrogen at 25 ° C.
At least one element of J / mol or more. The element B
It is conceivable to add various elements to the constituents of the above depending on the purpose of use of the hydrogen storage alloy. In order to facilitate release of the hydrogen occluded in the alloy, it is desirable to use an element which is difficult to spontaneously produce a hydride as the element B. In particular,
Ni, Cr, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, Sn, S
At least one element selected from i, B, Al and Ga can be mentioned. Among them, those containing Ni are preferable. By setting the Ni content of the element B to 50 mol% or more and less than 90 mol%, the discharge characteristics of the secondary battery can be improved. A more preferable range of the Ni content of the element B is 70 mol% or more and less than 85 mol%.
In particular, those in which a part of Ni is substituted by at least one element of Co and Mn are preferable. Ni
An electrode containing a hydrogen storage alloy in which a part of the alloy is replaced with at least one element of Co and Mn can improve low-temperature discharge characteristics. In particular, substitution with Co
The low-temperature cycle characteristics of the secondary battery can be improved.
【0292】前記A2B4サブセルは様々な構造をとるこ
とができるが、特にLaves構造を有することが好ま
しい。中でも、MgZn2(C14)型、MgCu2(C
15)型、またはMgNi2(C36)型が好ましい。The A 2 B 4 subcell can have various structures, but preferably has a Laves structure. Among them, MgZn 2 (C14) type, MgCu 2 (C
15) type or MgNi 2 (C36) type is preferable.
【0293】前記AB5サブセルは、CaCu5型を有す
る構造にすることが好ましい。このような構造を有する
AB5サブセルは、前記A2B4サブセルとの積層構造を
容易に形成することができる。特に、前記A2B4サブセ
ルをLaves構造にし、かつ前記AB5サブセルをC
aCu5型にすると、合金の吸蔵特性を著しく向上する
ことができる。It is preferable that the AB 5 subcell has a structure having a CaCu 5 type. Such AB 5 subcell having a structure, a stacked structure with the A 2 B 4 subcells can be easily formed. In particular, the A 2 B 4 subcell has a Loves structure, and the AB 5 subcell has a C
When the aCu 5 type is used, the occlusion characteristics of the alloy can be significantly improved.
【0294】前記ユニットセルにおける前記AB5サブ
セル数に対する前記A2B4サブセル数の比X(A2B4サ
ブセル数/AB5サブセル数)が前記範囲を外れると、
水素吸蔵合金の水素吸蔵・放出性能が低下し、また、前
記合金を含む電極及びこの電極を備える二次電池の放電
特性、特に低温での放電特性が低下する。[0294] When the relative said AB 5 subcells number in the unit cell A 2 B 4 subcell ratio of the number of X (A 2 B 4 subcell number / AB 5 subcell number) out of the range,
The hydrogen storage / release performance of the hydrogen storage alloy is reduced, and the discharge characteristics, particularly at low temperatures, of the electrode containing the alloy and the secondary battery including the electrode are lowered.
【0295】前記ユニットセルにおける積層構造につい
ては、様々な周期が挙げられる。中でも、n[LCLC
C](但し、LはA2B4サブセル、CはAB5サブセ
ル、nは整数を示す)で表されるパターンでA2B4サブ
セルとAB5サブセルが積層されたユニットセルが好ま
しい。このようなユニットセルからなる結晶相を含む水
素吸蔵合金は、水素吸蔵特性を著しく向上することがで
きる。中でも、nを1または2にすることによって、電
極及び二次電池の放電特性を大幅に向上することができ
る。また、異種元素による置換を行ったり、原子配列を
変化させると、更にパターンを長周期にしても良好な吸
蔵特性を示す。There are various periods for the laminated structure in the unit cell. Among them, n [LCLC
C] (where, L is A 2 B 4 subcell, C is AB 5 subcell, n represents an integer) A 2 B 4 subcell and AB 5 subcells are stacked unit cells in a pattern represented by are preferred. A hydrogen storage alloy containing a crystal phase composed of such a unit cell can remarkably improve hydrogen storage characteristics. Above all, by setting n to 1 or 2, the discharge characteristics of the electrode and the secondary battery can be significantly improved. In addition, when replacement with a different element is performed or the atomic arrangement is changed, good occlusion characteristics are exhibited even when the pattern has a longer period.
【0296】前記水素吸蔵合金は、透過型電子顕微鏡
(TEM)による前述したユニットセル(A2B4サブセ
ルとAB5サブセルとが特定のサブセル数比(0.5<
X<1)で積層されたもの)の測定率が0.3以上であ
ることが好ましい。前記測定率が0.3未満であると、
前記合金の水素吸蔵・放出性能の低下を招く場合があ
り、また、電極や二次電池の充放電性能が劣化する恐れ
があるからである。ここで、前記測定率は、水素吸蔵合
金インゴットを任意の方向に切り出したサンプルと、そ
の切り出された面に対して垂直に切り出したサンプルと
を作製し、それぞれのサンプルについて任意に同数ずつ
選択し、透過型電子顕微鏡(TEM)による電子線回折
像及び格子像の測定をそれぞれ行い、この測定点の総数
を1とした際の前記ユニットセルが測定された点数の比
から得られる。The above-mentioned hydrogen-absorbing alloy was prepared by a transmission electron microscope (TEM) in which the unit cells (A 2 B 4 sub-cells and AB 5 sub-cells) had a specific sub-cell number ratio (0.5 <
It is preferable that the measurement rate of the layers laminated under X <1) is 0.3 or more. When the measurement rate is less than 0.3,
This is because the alloy may cause a reduction in the hydrogen storage / release performance of the alloy, and may deteriorate the charge / discharge performance of the electrode or the secondary battery. Here, the measurement rate is such that a sample obtained by cutting the hydrogen storage alloy ingot in an arbitrary direction and a sample obtained by cutting the hydrogen storage alloy ingot perpendicularly to the cut surface are prepared, and the same number is selected arbitrarily for each sample. An electron diffraction image and a lattice image are respectively measured by a transmission electron microscope (TEM), and the unit cell is obtained from the ratio of the measured points when the total number of measurement points is set to one.
【0297】次に、本発明に係わる二次電池のうちの円
筒形金属酸化物・水素二次電池の例を図2を参照して説
明する。Next, an example of a cylindrical metal oxide / hydrogen secondary battery of the secondary batteries according to the present invention will be described with reference to FIG.
【0298】図2に示すように有底円筒状の容器1内に
は、正極2とセパレータ3と負極4とを積層してスパイ
ラル状に捲回することにより作製された電極群5が収納
されている。前記負極4は、前記電極群5の最外周に配
置されて前記容器1と電気的に接触している。アルカリ
電解液は、前記容器1内に収容されている。中央に孔6
を有する円形の第1の封口板7は、前記容器1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8
は、前記封口板7の周縁と前記容器1の上部開口部内面
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1に前記封口板7を前記ガスケッ
ト8を介して気密に固定している。正極リード9は、一
端が前記正極2に接続、他端が前記封口板7の下面に接
続されている。帽子形状をなす正極端子10は、前記封
口板7上に前記孔6を覆うように取り付けられている。
ゴム製の安全弁11は、前記封口板7と前記正極端子1
0で囲まれた空間内に前記孔6を塞ぐように配置されて
いる。中央に穴を有する絶縁材料からなる円形の押え板
12は、前記正極端子10上に前記正極端子10の突起
部がその押え板12の前記穴から突出されるように配置
されている。外装チューブ13は、前記押え板12の周
縁、前記容器1の側面及び前記容器1の底部周縁を被覆
している。As shown in FIG. 2, an electrode group 5 produced by laminating a positive electrode 2, a separator 3, and a negative electrode 4 and winding them into a spiral shape is accommodated in a bottomed cylindrical container 1. ing. The negative electrode 4 is arranged at the outermost periphery of the electrode group 5 and is in electrical contact with the container 1. The alkaline electrolyte is contained in the container 1. Hole 6 in the center
The first sealing plate 7 having a circular shape is disposed at the upper opening of the container 1. Ring-shaped insulating gasket 8
Is disposed between the peripheral edge of the sealing plate 7 and the inner surface of the upper opening of the container 1, and the sealing plate 7 is connected to the container 1 through the gasket 8 by caulking to reduce the diameter of the upper opening inward. And airtightly fixed. One end of the positive electrode lead 9 is connected to the positive electrode 2, and the other end is connected to the lower surface of the sealing plate 7. The positive electrode terminal 10 having a hat shape is attached on the sealing plate 7 so as to cover the hole 6.
The safety valve 11 made of rubber includes the sealing plate 7 and the positive electrode terminal 1.
It is arranged so as to close the hole 6 in a space surrounded by 0. A circular holding plate 12 made of an insulating material having a hole in the center is arranged on the positive electrode terminal 10 such that a protrusion of the positive electrode terminal 10 projects from the hole of the holding plate 12. The outer tube 13 covers the periphery of the holding plate 12, the side surface of the container 1, and the periphery of the bottom of the container 1.
【0299】次に、前記正極2、負極4、セパレータ3
および電解液について説明する。Next, the positive electrode 2, the negative electrode 4, the separator 3
And the electrolyte will be described.
【0300】1)正極2 この正極2は、例えば、活物質である水酸化ニッケル粉
末に導電材料を添加し、高分子結着剤および水と共に混
練してペーストを調製し、前記ペーストを導電性基板に
充填し、乾燥した後、成形することにより作製される。1) Positive electrode 2 This positive electrode 2 is prepared, for example, by adding a conductive material to nickel hydroxide powder as an active material and kneading the mixture with a polymer binder and water to prepare a paste. It is produced by filling a substrate, drying and molding.
【0301】前記水酸化ニッケル粉末は、亜鉛、コバル
トの群から選択した少なくとも1つの金属の酸化物もし
くは水酸化物を含んでいてもよい。The nickel hydroxide powder may contain an oxide or hydroxide of at least one metal selected from the group consisting of zinc and cobalt.
【0302】前記導電材料としては、例えばコバルト酸
化物、コバルト水酸化物、金属コバルト、金属ニッケ
ル、炭素等を挙げることができる。[0302] Examples of the conductive material include cobalt oxide, cobalt hydroxide, metallic cobalt, metallic nickel, and carbon.
【0303】前記高分子結着剤としては、例えばカルボ
キシメチルセルロース、メチルセルロース、ポリアクリ
ル酸ナトリウム、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビ
ニルアルコール(PVA)を挙げることができる。Examples of the polymer binder include carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, sodium polyacrylate, polytetrafluoroethylene, and polyvinyl alcohol (PVA).
【0304】前記導電性基板としては、例えばニッケ
ル、ステンレスまたはニッケルメッキが施された金属か
ら形成された網状、スポンジ状、繊維状、もしくはフェ
ルト状の金属多孔体を挙げることができる。Examples of the conductive substrate include a mesh-like, sponge-like, fibrous, or felt-like porous metal body made of nickel, stainless steel, or nickel-plated metal.
【0305】2)負極4 この負極4は、例えば、以下の(1)、(2)に説明す
る方法によって作製される。2) Negative Electrode 4 This negative electrode 4 is produced, for example, by the method described in the following (1) and (2).
【0306】(1)水素吸蔵合金の粉末に導電材を添加
し、高分子結着剤および水と共に混練してペーストを調
製し、前記ペーストを導電性基板に充填し、乾燥した
後、成形することにより前記負極を作製する。(1) A conductive material is added to the powder of the hydrogen storage alloy, and the mixture is kneaded with a polymer binder and water to prepare a paste. The paste is filled in a conductive substrate, dried, and then molded. Thereby, the negative electrode is manufactured.
【0307】(2)水素吸蔵合金の粉末に導電材を添加
し、高分子結着剤と共に混練して合剤を調製し、前記合
剤を導電性基板に保持させ、乾燥した後、成形すること
により前記負極を作製する。(2) A conductive material is added to the powder of the hydrogen storage alloy, and the mixture is kneaded with a polymer binder to prepare a mixture. The mixture is held on a conductive substrate, dried, and then molded. Thereby, the negative electrode is manufactured.
【0308】前記水素吸蔵合金としては、前述した第1
〜第17の水素吸蔵合金のうち、いずれか1種類を用い
るか、あるいは2種類以上を混合して用いることができ
る。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、パルベライザー、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 the hydrogen storage alloy, the first alloy described above is used.
Any one of the seventeenth to seventeenth hydrogen storage alloys may be used, or two or more types may be mixed and used. As a method of pulverizing the hydrogen storage alloy, for example, a mechanical pulverization method such as a ball mill, a pulverizer, a jet mill, or a method of storing and releasing high-pressure hydrogen and performing pulverization by volume expansion at that time is employed.
【0309】前記水素吸蔵合金粉末は、粒度分布におい
て、粒径が100μm以上の粒子が10重量%未満で、
粒径が10μm以下の粒子が15重量%未満で、かつ平
均粒径が35〜55μmであることが好ましい。このよ
うな粒度分布を有する水素吸蔵合金粉末によると、活性
化を短時間で行うことができ、かつサイクル寿命が長い
金属酸化物・水素二次電池を実現することができる。In the hydrogen storage alloy powder, particles having a particle size of 100 μm or more in the particle size distribution are less than 10% by weight,
It is preferable that the particles having a particle size of 10 μm or less are less than 15% by weight and the average particle size is 35 to 55 μm. According to the hydrogen storage alloy powder having such a particle size distribution, activation can be performed in a short time, and a metal oxide / hydrogen secondary battery having a long cycle life can be realized.
【0310】前記高分子結着剤としては、前記正極2で
用いたのと同様なものを挙げることができる。なお、前
述した(2)の方法で負極を作製する場合、ポリテトラ
フルオロエチレン(PTFE)を含むものが好ましい。As the polymer binder, the same ones as used in the positive electrode 2 can be used. In the case where the negative electrode is manufactured by the method (2) described above, one containing polytetrafluoroethylene (PTFE) is preferable.
【0311】前記導電材としては、例えば、カーボンブ
ラック等を挙げることができる。[0311] Examples of the conductive material include carbon black.
【0312】前記導電性基板としては、例えば、パンチ
ドメタル、エキスパンデッドメタル、ニッケルネットな
どの二次元基板や、フェルト状金属多孔体や、スポンジ
状金属基板などの三次元基板を挙げることができる。Examples of the conductive substrate include a two-dimensional substrate such as punched metal, expanded metal, and nickel net, and a three-dimensional substrate such as a felt-like metal porous body and a sponge-like metal substrate. it can.
【0313】3)セパレータ3 このセパレータ3は、例えばポリプロピレン不織布、ナ
イロン不織布、ポリプロピレン繊維とナイロン繊維を混
繊した不織布のような高分子不織布からなる。特に、表
面が親水化処理されたポリプロピレン不織布はセパレー
タとして好適である。3) Separator 3 The separator 3 is made of a polymer non-woven fabric such as a polypropylene non-woven fabric, a nylon non-woven fabric, or a non-woven fabric obtained by mixing polypropylene fibers and nylon fibers. In particular, a polypropylene nonwoven fabric whose surface has been hydrophilized is suitable as a separator.
【0314】4)アルカリ電解液 このアルカリ電解液としては、例えば、水酸化ナトリウ
ム(NaOH)の水溶液、水酸化リチウム(LiOH)
の水溶液、水酸化カリウム(KOH)の水溶液、NaO
HとLiOHの混合液、KOHとLiOHの混合液、K
OHとLiOHとNaOHの混合液等を用いることがで
きる。4) Alkaline Electrolyte As the alkaline electrolyte, for example, an aqueous solution of sodium hydroxide (NaOH), lithium hydroxide (LiOH)
Aqueous solution, potassium hydroxide (KOH) aqueous solution, NaO
H and LiOH mixed solution, KOH and LiOH mixed solution, K
A mixed solution of OH, LiOH, and NaOH can be used.
【0315】前述した図1では円筒形金属酸化物・水素
二次電池の例を説明したが、本発明は、正極と負極の間
にセパレータを介装して作製された電極群及びアルカリ
電解液が有底角筒形容器内に収納された構造の角形金属
酸化物・水素二次電池にも同様に適用することができ
る。In FIG. 1 described above, an example of a cylindrical metal oxide / hydrogen secondary battery was described. However, the present invention relates to an electrode group and an alkaline electrolyte prepared by interposing a separator between a positive electrode and a negative electrode. Can be similarly applied to a square metal oxide / hydrogen secondary battery having a structure housed in a bottomed rectangular cylindrical container.
【0316】以上説明した本発明に係る第1の水素吸蔵
合金は、鋳造法または焼結法により作製され、かつ前述
した一般式(1)で表される組成を有する合金インゴッ
トか、あるいは前記合金インゴットの粉砕物を含む。こ
のような水素吸蔵合金は、水素平衡圧を高めることがで
き、かつ水素の吸蔵・放出速度を向上することができ
る。The first hydrogen storage alloy according to the present invention described above is manufactured by a casting method or a sintering method and has an alloy ingot having a composition represented by the above-mentioned general formula (1), or the alloy ingot described above. Includes crushed ingot. Such a hydrogen storage alloy can increase the hydrogen equilibrium pressure and improve the hydrogen storage / release speed.
【0317】従って、前記合金インゴットの粉砕物を含
む水素吸蔵合金粒子を含有する負極を備えた二次電池
は、作動電圧を向上することができるため、充放電容量
を大幅に向上することができ、サイクル寿命を改善する
ことができる。また、前記二次電池は、高温での放電特
性を改善することができる。Therefore, the secondary battery provided with the negative electrode containing the hydrogen storage alloy particles containing the pulverized product of the alloy ingot can improve the operating voltage, and can greatly improve the charge / discharge capacity. , Cycle life can be improved. Also, the secondary battery can improve discharge characteristics at high temperatures.
【0318】本発明に係る第2の水素吸蔵合金は、鋳造
法または焼結法により作製され、かつ前述した一般式
(2)で表される組成を有する合金インゴットか、ある
いは前記合金インゴットの粉砕物を含む。このような水
素吸蔵合金は、水素の吸蔵・放出速度を高めることがで
きる。The second hydrogen storage alloy according to the present invention is manufactured by a casting method or a sintering method, and is an alloy ingot having a composition represented by the above-mentioned general formula (2), or a crushed alloy ingot. Including things. Such a hydrogen storage alloy can increase the rate of storing and releasing hydrogen.
【0319】従って、前記合金インゴットの粉砕物を含
む水素吸蔵合金粒子を含有する負極を備えた二次電池
は、サイクル寿命を飛躍的に向上することができると共
に、高温での放電特性を改善することができる。Therefore, a secondary battery provided with a negative electrode containing hydrogen-absorbing alloy particles containing a crushed product of the alloy ingot can significantly improve cycle life and improve discharge characteristics at high temperatures. be able to.
【0320】本発明にかかる第3の水素吸蔵合金は、鋳
造法または焼結法により作製され、かつ前述した一般式
(3)で表される組成を有する合金インゴットか、ある
いは前記合金インゴットの粉砕物を含む。このような水
素吸蔵合金は、水素の吸蔵・放出速度を大幅に改善する
ことができると共に、水素平衡圧を向上することができ
る。The third hydrogen absorbing alloy according to the present invention is produced by a casting method or a sintering method, and is an alloy ingot having a composition represented by the above-mentioned general formula (3), or a crushed alloy ingot. Including things. Such a hydrogen storage alloy can greatly improve the hydrogen storage / release speed and also improve the hydrogen equilibrium pressure.
【0321】従って、前記合金インゴットの粉砕物を含
む水素吸蔵合金粒子を含有する負極を備えた二次電池
は、充放電容量及びサイクル寿命の双方を飛躍的に向上
することができ、かつ高温での放電特性を大幅に改善す
ることができる。Therefore, a secondary battery provided with a negative electrode containing hydrogen-absorbing alloy particles containing a crushed product of the alloy ingot can dramatically improve both the charge / discharge capacity and the cycle life, and can be used at high temperatures. Can significantly improve the discharge characteristics.
【0322】本発明に係る第4の水素吸蔵合金は、鋳造
法または焼結法により作製され、かつ前述した一般式
(4)で表される組成を有する合金インゴットか、ある
いは前記合金インゴットの粉砕物を含む。このような水
素吸蔵合金は、水素吸蔵・放出特性、特に水素吸蔵・放
出速度を著しく改善することができる。The fourth hydrogen storage alloy according to the present invention is manufactured by a casting method or a sintering method, and is an alloy ingot having a composition represented by the general formula (4) described above, or a crushed alloy ingot. Including things. Such a hydrogen storage alloy can remarkably improve the hydrogen storage / release characteristics, particularly the hydrogen storage / release speed.
【0323】従って、前記合金インゴットの粉砕物を含
む水素吸蔵合金粒子を含有する負極を備えた二次電池
は、大きな放電容量を有すると共に、サイクル寿命を改
善することができる。Therefore, a secondary battery provided with a negative electrode containing hydrogen-absorbing alloy particles containing a crushed product of the alloy ingot has a large discharge capacity and can improve cycle life.
【0324】本発明に係る第5の水素吸蔵合金は、鋳造
法または焼結法により作製され、かつ前述した一般式
(5)で表される組成を有する合金インゴットか、ある
いは前記合金インゴットの粉砕物を含む。このような水
素吸蔵合金は、水素吸蔵・放出特性、特に水素吸蔵・放
出速度を著しく改善することができる。The fifth hydrogen storage alloy according to the present invention is produced by a casting method or a sintering method, and is an alloy ingot having a composition represented by the aforementioned general formula (5), or a crushed alloy ingot. Including things. Such a hydrogen storage alloy can remarkably improve the hydrogen storage / release characteristics, particularly the hydrogen storage / release speed.
【0325】従って、前記合金インゴットの粉砕物を含
む水素吸蔵合金粒子を含有する負極を備えた二次電池
は、放電容量及びサイクル寿命をより一層改善すること
ができる。Therefore, the secondary battery provided with the negative electrode containing the hydrogen storage alloy particles containing the pulverized product of the alloy ingot can further improve the discharge capacity and the cycle life.
【0326】本発明に係る第6の水素吸蔵合金は、鋳造
法または焼結法により作製され、かつ前述した一般式
(6)で表される組成を有する合金インゴットか、ある
いは前記合金インゴットの粉砕物を含む。このような水
素吸蔵合金は、ニッケル成分の一部をCoで置換してい
るため、水素吸蔵・放出速度等の水素吸蔵・放出特性を
著しく向上することができると共に、プラトー領域の水
素吸蔵量の安定化を図ることができる。The sixth hydrogen storage alloy according to the present invention is manufactured by a casting method or a sintering method, and is an alloy ingot having a composition represented by the aforementioned general formula (6), or a crushed alloy ingot. Including things. In such a hydrogen storage alloy, since a part of the nickel component is replaced with Co, the hydrogen storage / release characteristics such as the hydrogen storage / release speed can be significantly improved, and the hydrogen storage amount in the plateau region can be improved. Stabilization can be achieved.
【0327】従って、前記合金インゴットの粉砕物を含
む水素吸蔵合金粒子を含有する負極を備えた二次電池
は、放電時の電圧の安定化を図ることができるため、大
きな放電容量を得ることができ、しかもサイクル寿命を
向上することができる。Therefore, the secondary battery provided with the negative electrode containing the hydrogen storage alloy particles containing the pulverized alloy ingot can stabilize the voltage at the time of discharging, so that a large discharge capacity can be obtained. And cycle life can be improved.
【0328】本発明に係る第7の水素吸蔵合金は、鋳造
法または焼結法により作製され、かつ前述した一般式
(7)で表される組成を有する合金インゴットか、ある
いは前記合金インゴットの粉砕物を含む。このような水
素吸蔵合金は、水素吸蔵・放出速度等の水素吸蔵・放出
特性を著しく向上することができると共に、プラトー領
域の水素吸蔵量の安定化を図ることができる。The seventh hydrogen storage alloy according to the present invention is manufactured by a casting method or a sintering method, and is an alloy ingot having a composition represented by the above-mentioned general formula (7), or a crushed alloy ingot. Including things. Such a hydrogen storage alloy can significantly improve the hydrogen storage / release characteristics such as the hydrogen storage / release speed, and can stabilize the hydrogen storage amount in the plateau region.
【0329】従って、前記合金インゴットの粉砕物を含
む水素吸蔵合金粒子を含有する負極を備えた二次電池
は、放電電圧の安定化を図ることができるため、大きな
放電容量を得ることができ、しかもサイクル寿命を向上
することができる。Therefore, the secondary battery provided with the negative electrode containing the hydrogen storage alloy particles containing the pulverized product of the alloy ingot can stabilize the discharge voltage, so that a large discharge capacity can be obtained. Moreover, the cycle life can be improved.
【0330】本発明に係る第8の水素吸蔵合金は、鋳造
法または焼結法により作製され、かつ前述した一般式
(8)で表される組成を有する合金インゴットか、ある
いは前記合金インゴットの粉砕物を含む。このような水
素吸蔵合金によれば、Mg成分の一部をLaで置換する
ことによって、水素平衡圧を所望の値に高めることがで
きると共に、水素の吸蔵・放出特性を向上することがで
きる。The eighth hydrogen storage alloy according to the present invention is produced by a casting method or a sintering method, and is an alloy ingot having a composition represented by the aforementioned general formula (8), or a crushed alloy ingot. Including things. According to such a hydrogen storage alloy, by partially replacing the Mg component with La, the hydrogen equilibrium pressure can be increased to a desired value, and the hydrogen storage / release characteristics can be improved.
【0331】従って、前記合金インゴットの粉砕物を含
む水素吸蔵合金粒子を含有する負極を備えた二次電池
は、作動電圧を向上することができるため、放電容量及
びサイクル寿命を向上することができる。Therefore, a secondary battery provided with a negative electrode containing hydrogen-absorbing alloy particles containing a crushed product of the above-mentioned alloy ingot can improve the operating voltage, thereby improving the discharge capacity and cycle life. .
【0332】本発明に係る第9の水素吸蔵合金は、鋳造
法または焼結法により作製され、かつ前述した一般式
(9)で表される組成を有する合金インゴットか、ある
いは前記合金インゴットの粉砕物を含む。このような水
素吸蔵合金によれば、希土類成分RをLaで前述した特
定量置換すると共に、Ni成分を前記Mで前述した特定
量置換することによって、水素平衡圧、水素の吸蔵・放
出特性及び耐食性を同時に満足することができる。A ninth hydrogen storage alloy according to the present invention is an alloy ingot produced by a casting method or a sintering method and having a composition represented by the aforementioned general formula (9), or a crushed alloy ingot. Including things. According to such a hydrogen storage alloy, by replacing the rare earth component R with the above-described specific amount with La and replacing the Ni component with the above-described specific amount with M, the hydrogen equilibrium pressure, the hydrogen storage / release characteristics and Corrosion resistance can be satisfied at the same time.
【0333】従って、前記合金インゴットの粉砕物を含
む水素吸蔵合金粒子を含有する負極を備えた二次電池
は、Laを含む希土類成分R及びMを含むNi成分の相
乗効果によってサイクル特性を大幅に改善することがで
きる。Therefore, a secondary battery provided with a negative electrode containing hydrogen-absorbing alloy particles containing a crushed product of the above-mentioned alloy ingot greatly improved cycle characteristics due to the synergistic effect of the rare earth components R containing La and the Ni component containing M. Can be improved.
【0334】本発明に係る第10の水素吸蔵合金は、前
述した(10)式で表される組成を有する合金を含む。
このような水素吸蔵合金は、R2中のCe含有量が20
重量%未満であるため、好ましい結晶構造を維持したま
ま耐食性を高めることができ、高温環境下においても優
れた水素吸蔵・放出性能を維持することができる。前記
合金を含む負極を二次電池に組み込むと、高温環境下に
おいても高容量で、長寿命な二次電池を実現することが
できる。The tenth hydrogen storage alloy according to the present invention includes an alloy having a composition represented by the above-mentioned formula (10).
Such a hydrogen storage alloy has a Ce content in R2 of 20%.
Since the content is less than 10% by weight, corrosion resistance can be enhanced while maintaining a preferable crystal structure, and excellent hydrogen storage / release performance can be maintained even in a high temperature environment. When the negative electrode containing the alloy is incorporated in a secondary battery, a secondary battery having high capacity and long life even in a high-temperature environment can be realized.
【0335】また、本発明に係る第10の水素吸蔵合金
のR2にさらにLaを含有させ、R2中のLa含有量を
70重量%よりも多くすることによって、前記水素吸蔵
合金は耐食性を損なうことなく水素吸蔵・放出量を向上
することができる。従って、前記合金を含む負極を備え
た二次電池は、放電容量及びサイクル寿命を更に向上す
ることができる。The hydrogen storage alloy of the tenth hydrogen storage alloy according to the present invention further impairs the corrosion resistance of the hydrogen storage alloy by adding La to R2 and increasing the La content in R2 to more than 70% by weight. And the amount of hydrogen occlusion / release can be improved. Therefore, the secondary battery including the negative electrode containing the alloy can further improve the discharge capacity and the cycle life.
【0336】本発明に係る第11の水素吸蔵合金は、前
述した(11)式で表される組成を有する合金を含む。
このような水素吸蔵合金は、前述した(I)式に従い、
Co量に応じてCe量の上限値を設定しているため、好
ましい結晶構造を維持したまま耐食性を高めることがで
き、高温環境下においても優れた水素吸蔵・放出性能を
維持することができる。前記合金を含む負極を二次電池
に組み込むと、高温環境下においても高容量で、長寿命
な二次電池を実現することができる。An eleventh hydrogen storage alloy according to the present invention includes an alloy having a composition represented by the above formula (11).
Such a hydrogen storage alloy is obtained according to the above-mentioned formula (I).
Since the upper limit of the amount of Ce is set according to the amount of Co, the corrosion resistance can be increased while maintaining a preferable crystal structure, and excellent hydrogen storage / release performance can be maintained even in a high temperature environment. When the negative electrode containing the alloy is incorporated in a secondary battery, a secondary battery having high capacity and long life even in a high-temperature environment can be realized.
【0337】本発明に係る第12の水素吸蔵合金は、前
述した一般式(12)で表される組成を有し、前記一般
式(12)におけるa及びzが前記(II)式を満足する
組成を有する結晶相が主相であり、かつ前記主相中の面
欠陥の数が100nm当たり20本以下である合金を含
むため、高い水素吸蔵量を有しつつ、水素を放出しがた
いという問題点を改善することができ、水素吸蔵・放出
速度等の水素吸蔵・放出特性を著しく向上することがで
きる。The twelfth hydrogen storage alloy according to the present invention has a composition represented by the above-mentioned general formula (12), and a and z in the general formula (12) satisfy the above-mentioned formula (II). Since a crystal phase having a composition is a main phase and an alloy in which the number of plane defects in the main phase is 20 or less per 100 nm is included, it is difficult to release hydrogen while having a high hydrogen storage amount. Problems can be solved, and hydrogen storage / release characteristics such as hydrogen storage / release speed can be significantly improved.
【0338】従って、前記合金を含む負極を備えた二次
電池は、大きな放電容量を有すると共に、サイクル特性
を改善することができる。Accordingly, a secondary battery provided with a negative electrode containing the above alloy has a large discharge capacity and can improve cycle characteristics.
【0339】本発明に係る第13の水素吸蔵合金は、前
述した一般式(13)で表される組成を有し、前記一般
式(13)におけるa及びzが前記(II)式を満足する
組成を有する結晶相が主相であり、かつ面欠陥の数が1
00nm当たり20本以下である結晶粒を70容積%を
越えて含有する合金を含むため、高い水素吸蔵量を有し
つつ、水素を放出しがたいという問題点を改善すること
ができ、水素吸蔵・放出速度等の水素吸蔵・放出特性を
著しく向上することができる。The thirteenth hydrogen storage alloy according to the present invention has a composition represented by the aforementioned general formula (13), and a and z in the aforementioned general formula (13) satisfy the aforementioned formula (II). The crystal phase having the composition is the main phase, and the number of plane defects is 1
Since it contains an alloy containing more than 70% by volume of crystal grains of not more than 20 grains per 00 nm, it is possible to improve the problem of difficulty in releasing hydrogen while having a high hydrogen storage amount. -Hydrogen storage / release characteristics such as release rate can be significantly improved.
【0340】従って、前記合金を含む負極を備えた二次
電池は、大きな放電容量を有すると共に、サイクル特性
を改善することができる。Accordingly, a secondary battery provided with a negative electrode containing the above alloy has a large discharge capacity and can improve cycle characteristics.
【0341】本発明に係る第14の水素吸蔵合金は、前
述した一般式(14)で表される組成を有し、前記一般
式(14)におけるa及びzが前述した(II)式で表さ
れる組成を有する結晶相が主相であり、CaCu5 型結
晶構造を有する結晶相を20体積%以下で、かつMgC
u2 型結晶構造を有する結晶相が10体積%以下である
合金を含むため、水素吸蔵・放出速度等の水素吸蔵・放
出特性を改善することができる。従って、前記合金を含
む負極を備えた二次電池は、大きな放電容量を有すると
共に、サイクル寿命を改善することができる。The fourteenth hydrogen storage alloy according to the present invention has a composition represented by the aforementioned general formula (14), and a and z in the aforementioned general formula (14) are represented by the aforementioned formula (II). a crystal phase main phase having a composition that is, a crystal phase having a CaCu 5 type crystal structure in 20% by volume or less, and MgC
Since it contains an alloy in which the crystal phase having the u 2 type crystal structure is 10% by volume or less, the hydrogen storage / release characteristics such as the hydrogen storage / release speed can be improved. Therefore, a secondary battery provided with a negative electrode containing the alloy has a large discharge capacity and can improve cycle life.
【0342】また、この第14の水素吸蔵合金における
CaCu5 型結晶構造を有する結晶相を10体積%以下
にし、かつMgCu2 型結晶構造を有する結晶相を5体
積%以下にすることによって、合金の水素吸蔵・放出特
性を更に改善することができ、特にサイクル特性を著し
く向上することが可能になり、放電容量及びサイクル寿
命が大幅に改善された金属酸化物・水素二次電池を実現
することができる。Further, in the fourteenth hydrogen storage alloy, the crystal phase having a CaCu 5 type crystal structure is set to 10% by volume or less and the crystal phase having a MgCu 2 type crystal structure is set to 5% by volume or less. To further improve the hydrogen storage / release characteristics, and in particular to remarkably improve the cycle characteristics, thereby realizing a metal oxide / hydrogen secondary battery having significantly improved discharge capacity and cycle life. Can be.
【0343】本発明に係わる第15の水素吸蔵合金は、
前記一般式(15)で表され、かつCe2 Ni7 型、C
eNi3 型、Gd2 Co7 型、PuNi3 型のいずれか
の結晶構造もしくは類似の結晶構造を有する相から選ば
れる少なくとも1つの相が主相である合金を含むため、
水素吸蔵・放出速度等の水素吸蔵・放出特性が著しく向
上される。A fifteenth hydrogen storage alloy according to the present invention comprises:
It is represented by the general formula (15), and is a Ce 2 Ni 7 type, C
eNi 3 type, Gd 2 Co 7 type, PuNi 3 type or at least one phase selected from a phase having a similar crystal structure or an alloy containing a main phase,
Hydrogen storage / release characteristics such as hydrogen storage / release speed are significantly improved.
【0344】この第15の水素吸蔵合金を含む負極を備
えた二次電池は、前記水素吸蔵合金の水素吸蔵・放出特
性が優れているため、高容量で優れた充放電サイクル特
性を有する。The secondary battery having the fifteenth negative electrode containing a hydrogen storage alloy has a high capacity and excellent charge / discharge cycle characteristics because the hydrogen storage alloy has excellent hydrogen storage / release characteristics.
【0345】本発明に係わる第16の水素吸蔵合金は、
前記一般式(16)で表され、かつCuKα線を用いた
X線回折パターンにおける2θ=8〜13゜の範囲に現
れる最強ピークの強度(I1 )と、全ピークの最強線ピ
ークの強度(I2 )との強度比(I1 /I2 )が0.1
5未満である合金を含むため、水素吸蔵・放出特性を向
上することができる。The sixteenth hydrogen storage alloy according to the present invention comprises:
The intensity (I 1 ) of the strongest peak represented by the general formula (16) and appearing in the range of 2θ = 8 to 13 ° in the X-ray diffraction pattern using CuKα radiation, and the intensity of the strongest peak of all peaks (I 1 ) I 2 ) and an intensity ratio (I 1 / I 2 ) of 0.1
Since the alloy containing less than 5 is included, the hydrogen storage / release characteristics can be improved.
【0346】この第16の水素吸蔵合金を含む負極を備
えた二次電池は、前記水素吸蔵合金の水素吸蔵・放出特
性が優れているため、高容量で優れた充放電サイクル特
性を有する。The secondary battery including the negative electrode containing the sixteenth hydrogen storage alloy has high capacity and excellent charge / discharge cycle characteristics because the hydrogen storage alloy has excellent hydrogen storage / release characteristics.
【0347】本発明に係る第17の水素吸蔵合金は、A
2B4サブセルとAB5サブセルとの積層構造からなり、
かつ前記AB5サブセル数に対する前記A2B4サブセル
数の比Xが0.5<X<1であるユニットセルからなる
結晶相を含む。このような水素吸蔵合金によれば、低温
においても優れた水素吸蔵・放出特性を実現することが
できる。また、前記合金を含む電極及び前記電極を負極
として備えた二次電池は、低温環境下においても高い放
電容量と長寿命を実現することができる。A seventeenth hydrogen storage alloy according to the present invention
It has a laminated structure of 2 B 4 subcells and AB 5 subcells,
And a crystal phase composed of unit cells in which the ratio X of the number of A 2 B 4 subcells to the number of AB 5 subcells is 0.5 <X <1. According to such a hydrogen storage alloy, excellent hydrogen storage / release characteristics can be realized even at low temperatures. Further, a secondary battery including an electrode containing the alloy and the electrode as a negative electrode can achieve high discharge capacity and long life even in a low-temperature environment.
【0348】前記水素吸蔵合金において、(1)前記A
2B4サブセルをLaves構造にし、かつ前記AB5サ
ブセルをCaCu5型にするか、あるいは(2)前記ユ
ニットセルがn[LCLCC](但し、LはA2B4サブ
セル、CはAB5サブセル、nは整数を示す)で表され
る積層構造を有することによって、前記合金の特に吸蔵
特性を改善することができる。従って、前記合金を含む
電極及び前記電極を負極として備えた二次電池は、特に
低温環境下における放電容量及びサイクル寿命を向上す
ることができる。特に、前記水素吸蔵合金が前記(1)
及び(2)の両方の条件を満足することによって、合金
の吸蔵特性、電極及び二次電池の低温充放電特性を飛躍
的に改善することが可能になる。In the above hydrogen storage alloy, (1) the above A
The 2 B 4 subcell Laves structure, and to the AB 5 subcell CaCu 5 type or, or (2) said unit cell is n [LCLCC] (where, L is A 2 B 4 subcell, C is AB 5 subcells , N represents an integer), and particularly the occlusion characteristics of the alloy can be improved. Therefore, a secondary battery including an electrode containing the alloy and the electrode as a negative electrode can improve discharge capacity and cycle life especially in a low-temperature environment. In particular, the hydrogen storage alloy is preferably (1)
By satisfying both conditions (2) and (2), the occlusion characteristics of the alloy and the low-temperature charge / discharge characteristics of the electrode and the secondary battery can be drastically improved.
【0349】また、前記水素吸蔵合金の前記AがYを含
む希土類元素から選ばれる少なくとも1つの元素及びM
gを含み、かつ前記BがNiを含むことによって、前記
合金の水素吸蔵・放出特性をより一層改善することがで
きる。従って、前記合金を含む電極及び前記電極を負極
として備えた二次電池は、放電容量及びサイクル寿命を
更に向上することができる。In the hydrogen storage alloy, A is at least one element selected from rare earth elements containing Y and M
By containing g and B containing Ni, the hydrogen storage / release characteristics of the alloy can be further improved. Therefore, the secondary battery including the electrode containing the alloy and the electrode as the negative electrode can further improve the discharge capacity and the cycle life.
【0350】[0350]
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を詳細に説明
する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail.
【0351】図3は、水素吸蔵合金の評価に用いられる
温度スキャンニング式水素吸蔵放出特性評価装置を示す
概略図である。水素ボンベ31は、配管32を通して試
料容器33に連結されている。前記配管32は、途中で
分岐され、その分岐配管34の端部は真空ポンプ35に
連結されている。圧力計36は、前記分岐配管34から
さらに分岐された配管部分34aに取付けられている。
前記水素ボンベ31と前記試料容器33の間の配管32
部分には、前記ボンベ31側から第1、第2のバルブ3
71 、372 が介装されている。蓄圧容器38は、前記
第1、第2のバルブ371 、372 間の前記配管32部
分に連結されている。前記真空ポンプ35は、第3バル
ブ373 を介して前記分岐配管34aに接続されてい
る。ヒータ39は、前記試料容器33に付設されてい
る。熱電対40は、前記試料容器33内に挿入されてい
る。コンピュータ41により制御される温度コントロー
ラ42は、前記熱電対40および前記ヒータ39に接続
され、前記熱電対40からの検出温度に基づいて前記ヒ
ータ39の温度調節を行うようになっている。前記コン
ピュータ41で制御されるレコーダ43は、前記圧力計
36および前記温度コントローラ42に接続されてい
る。FIG. 3 is a schematic view showing a temperature scanning type hydrogen storage / release characteristic evaluation apparatus used for evaluating a hydrogen storage alloy. The hydrogen cylinder 31 is connected to a sample container 33 through a pipe 32. The pipe 32 is branched on the way, and an end of the branch pipe 34 is connected to a vacuum pump 35. The pressure gauge 36 is attached to a pipe portion 34a further branched from the branch pipe 34.
Piping 32 between the hydrogen cylinder 31 and the sample container 33
The first and second valves 3 from the cylinder 31 side
7 1, 37 2 is interposed. The accumulator 38 is connected to the pipe 32 between the first and second valves 37 1 and 37 2 . The vacuum pump 35 is connected to the branch pipes 34a through the third valve 37 3. The heater 39 is attached to the sample container 33. The thermocouple 40 is inserted into the sample container 33. A temperature controller 42 controlled by a computer 41 is connected to the thermocouple 40 and the heater 39, and adjusts the temperature of the heater 39 based on the temperature detected from the thermocouple 40. The recorder 43 controlled by the computer 41 is connected to the pressure gauge 36 and the temperature controller 42.
【0352】(実施例1〜8及び比較例1〜2)各元素
を下記表1に示す組成になるように秤量し、アルゴンガ
ス雰囲気中、高周波溶解炉にて溶解させることにより水
素吸蔵合金インゴットを作製した。得られた合金インゴ
ットを、それぞれ粒径125μm以下に粉砕した。(Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 and 2) Each element was weighed so as to have the composition shown in Table 1 below, and melted in a high-frequency melting furnace in an argon gas atmosphere to obtain a hydrogen storage alloy ingot. Was prepared. Each of the obtained alloy ingots was pulverized to a particle size of 125 μm or less.
【0353】(比較例3)各元素を下記表1に示す組成
になるように秤量し、アルゴンの雰囲気下で高周波溶解
にて合金インゴットを作製した。つづいて、これら合金
インゴットを溶融し、得られた溶湯をアルゴン雰囲気
中、5m/secの周速度で回転する銅製単ロールの表
面に滴下して急冷し、薄片状の水素吸蔵合金を作製し
た。ひきつづき、各薄片状水素吸蔵合金に890℃で1
2時間の熱処理をアルゴン雰囲気下で施した後、粒径1
25μm以下となるように粉砕して水素吸蔵合金粉末を
作製した。(Comparative Example 3) Each element was weighed so as to have the composition shown in Table 1 below, and an alloy ingot was produced by high-frequency melting under an argon atmosphere. Subsequently, these alloy ingots were melted, and the obtained molten metal was dropped on the surface of a copper single roll rotating at a peripheral speed of 5 m / sec in an argon atmosphere and rapidly cooled to produce a flaky hydrogen storage alloy. Subsequently, each flaky hydrogen storage alloy was heated at 890 ° C for 1 hour.
After a heat treatment of 2 hours under an argon atmosphere,
The powder was pulverized to 25 μm or less to prepare a hydrogen storage alloy powder.
【0354】次いで、実施例1〜8及び比較例1〜3の
水素吸蔵合金粉末を前述した図3の試料容器33(雰囲
気温度80℃)内に収納した。第1バルブ371 を閉
じ、第2、第3のバルブ372 、373 を開き、真空ポ
ンプ35を作動して前記配管32および分岐配管34及
び蓄圧容器38内の空気を排気した。前記第2、第3の
バルブ372 、373 を閉じた後、第1バルブ371 を
開いて水素ボンベ31から水素を供給して前記配管32
および分岐配管34及び蓄圧容器38内を水素置換し
た。つづいて、第1バルブ371 を閉じ、この時点で圧
力計36が示す系内の圧力から導入した水素量を算出し
た。ひきつづき、第2バルブ372 を開き、水素を前記
試料容器33内に供給し、温度を熱電対40でモニター
した。その後、前記試料容器33内の温度が一定となる
ようにコンピュータ41および温度コントローラ42で
制御した。この時の前記容器33内の圧力変化を圧力計
36により検出してそれをレコーダ43で記録した。Next, the hydrogen storage alloy powders of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 3 were stored in the above-described sample container 33 (atmospheric temperature of 80 ° C.) of FIG. Closing the first valve 37 1, No. 2, opens the third valve 37 2, 37 3, and exhausting air of the pipe 32 and branch pipe 34 and the accumulator vessel 38 by operating the vacuum pump 35. After closing the second and third valves 37 2 and 37 3 , the first valve 37 1 is opened to supply hydrogen from the hydrogen cylinder 31 and supply the hydrogen to the pipe 32.
The inside of the branch pipe 34 and the pressure storage vessel 38 was replaced with hydrogen. Subsequently, closing the first valve 37 1 was calculated amount of hydrogen was introduced from the pressure in the system indicated by the pressure gauge 36 at this time. Subsequently, the second opening the valve 37 2, hydrogen was supplied into the sample container 33, to monitor the temperature at the thermocouple 40. Thereafter, the temperature was controlled by the computer 41 and the temperature controller 42 so that the temperature in the sample container 33 was constant. At this time, the pressure change in the container 33 was detected by the pressure gauge 36 and recorded by the recorder 43.
【0355】以上、前記試料容器33内に一定量の水素
の導入を開始してから1時間後までの各水素吸蔵合金中
に吸蔵された水素量(H/M)を前記容器33内の圧力
変化の検出により測定し、その結果を水素吸蔵速度(H
/M・h-1)として下記表1に併記する。As described above, the amount of hydrogen (H / M) occluded in each of the hydrogen storage alloys until one hour after the introduction of a fixed amount of hydrogen into the sample container 33 was determined by the pressure in the container 33. The hydrogen absorption rate (H
/ M · h −1 ) in Table 1 below.
【0356】[0356]
【表1】 [Table 1]
【0357】前記表1から明らかなように、鋳造法によ
り作製され、かつ前記一般式(1)で表される組成を有
する実施例1〜8の水素吸蔵合金は、80℃における水
素吸蔵速度が比較例1〜3の水素吸蔵合金に比べて高い
ことがわかる。As is clear from Table 1, the hydrogen storage alloys of Examples 1 to 8 produced by the casting method and having the composition represented by the general formula (1) have a hydrogen storage rate at 80 ° C. It turns out that it is higher than the hydrogen storage alloys of Comparative Examples 1 to 3.
【0358】比較例1の水素吸蔵合金の水素吸蔵速度が
低いのは、La1-X MgX Ni2 系合金であることによ
るものである。また、比較例3の水素吸蔵合金は、実施
例8と同様な組成を有するものの、水素吸蔵速度が実施
例8に比べて低い。これは、溶湯急冷法で作製したため
である。The low hydrogen storage rate of the hydrogen storage alloy of Comparative Example 1 is due to the fact that it is a La 1-x Mg x Ni 2 type alloy. Further, the hydrogen storage alloy of Comparative Example 3 has the same composition as that of Example 8, but has a lower hydrogen storage speed than that of Example 8. This is because it was manufactured by the molten metal quenching method.
【0359】(実施例9〜15および比較例4)各元素
を下記表2に示す組成になるように秤量し、アルゴンガ
ス雰囲気中、高周波溶解炉にて溶解させることにより水
素吸蔵合金インゴットを作製した。得られた合金インゴ
ットを、それぞれ粒径125μm以下に粉砕した。(Examples 9 to 15 and Comparative Example 4) Each element was weighed so as to have the composition shown in Table 2 below and melted in a high-frequency melting furnace in an argon gas atmosphere to produce a hydrogen storage alloy ingot. did. Each of the obtained alloy ingots was pulverized to a particle size of 125 μm or less.
【0360】(比較例5)各元素を下記表2に示す組成
になるように秤量し、アルゴンの雰囲気下で高周波溶解
にて合金インゴットを作製した。つづいて、これら合金
インゴットを溶融し、得られた溶湯をアルゴン雰囲気
中、5m/secの周速度で回転する銅製単ロールの表
面に滴下して急冷し、薄片状の水素吸蔵合金を作製し
た。ひきつづき、各薄片状水素吸蔵合金に890℃で1
2時間の熱処理をアルゴン雰囲気下で施した後、粒径1
25μm以下となるように粉砕して水素吸蔵合金粉末を
作製した。(Comparative Example 5) Each element was weighed so as to have the composition shown in Table 2 below, and an alloy ingot was produced by high frequency melting under an argon atmosphere. Subsequently, these alloy ingots were melted, and the obtained molten metal was dropped on the surface of a copper single roll rotating at a peripheral speed of 5 m / sec in an argon atmosphere and rapidly cooled to produce a flaky hydrogen storage alloy. Subsequently, each flaky hydrogen storage alloy was heated at 890 ° C for 1 hour.
After a heat treatment of 2 hours under an argon atmosphere,
The powder was pulverized to 25 μm or less to prepare a hydrogen storage alloy powder.
【0361】実施例9〜15及び比較例4〜5の水素吸
蔵合金粉末について、前述したのと同様な方法により8
0℃での水素吸蔵速度(H/M・h-1)を測定し、その
結果を下記表2に併記する。The hydrogen storage alloy powders of Examples 9 to 15 and Comparative Examples 4 to 5 were prepared in the same manner as described above.
The hydrogen storage rate (H / M · h −1 ) at 0 ° C. was measured, and the results are also shown in Table 2 below.
【0362】[0362]
【表2】 [Table 2]
【0363】前記表2から明らかなように、鋳造法によ
り作製され、かつ前記一般式(2)で表される組成を有
する実施例9〜15の水素吸蔵合金は、80℃における
水素吸蔵速度が比較例4,5の水素吸蔵合金に比べて高
いことがわかる。また、比較例5の水素吸蔵合金は、実
施例13と同様な組成を有するものの、水素吸蔵速度が
実施例13に比べて低い。これは、溶湯急冷法で作製し
たためである。As is clear from Table 2, the hydrogen storage alloys of Examples 9 to 15 manufactured by the casting method and having the composition represented by the general formula (2) have a hydrogen storage rate at 80 ° C. It can be seen that it is higher than the hydrogen storage alloys of Comparative Examples 4 and 5. The hydrogen storage alloy of Comparative Example 5 has the same composition as that of Example 13, but has a lower hydrogen storage rate than that of Example 13. This is because it was manufactured by the molten metal quenching method.
【0364】(実施例16〜22及び比較例6〜8)各
元素を下記表3に示す組成になるように秤量し、アルゴ
ンガス雰囲気中で焼結後、融点付近で熱処理することに
より水素吸蔵合金インゴットを作製した。得られた合金
インゴットを、それぞれ粒径75μm以下に粉砕した。(Examples 16 to 22 and Comparative Examples 6 to 8) Each element was weighed so as to have the composition shown in Table 3 below, sintered in an argon gas atmosphere, and then heat-treated near the melting point to absorb hydrogen. An alloy ingot was produced. The obtained alloy ingots were each pulverized to a particle size of 75 μm or less.
【0365】(比較例9)各元素を下記表3に示す組成
になるように秤量し、アルゴンの雰囲気下で高周波溶解
にて合金インゴットを作製した。つづいて、これら合金
インゴットを溶融し、得られた溶湯をアルゴン雰囲気
中、5m/secの周速度で回転する銅製単ロールの表
面に滴下して急冷し、薄片状の水素吸蔵合金を作製し
た。ひきつづき、各薄片状水素吸蔵合金に890℃で1
2時間の熱処理をアルゴン雰囲気下で施した後、粒径7
5μm以下となるように粉砕して水素吸蔵合金粉末を作
製した。(Comparative Example 9) Each element was weighed so as to have the composition shown in Table 3 below, and an alloy ingot was produced by high frequency melting under an argon atmosphere. Subsequently, these alloy ingots were melted, and the obtained molten metal was dropped on the surface of a copper single roll rotating at a peripheral speed of 5 m / sec in an argon atmosphere and rapidly cooled to produce a flaky hydrogen storage alloy. Subsequently, each flaky hydrogen storage alloy was heated at 890 ° C for 1 hour.
After a heat treatment for 2 hours in an argon atmosphere, the particle size is 7
The powder was pulverized to 5 μm or less to produce a hydrogen storage alloy powder.
【0366】実施例16〜22及び比較例6〜9の水素
吸蔵合金粉末について、前述したのと同様な方法により
80℃での水素吸蔵速度(H/M・h-1)を測定し、そ
の結果を下記表3に併記する。For the hydrogen storage alloy powders of Examples 16 to 22 and Comparative Examples 6 to 9, the hydrogen storage rate (H / M · h −1 ) at 80 ° C. was measured by the same method as described above. The results are shown in Table 3 below.
【0367】[0367]
【表3】 [Table 3]
【0368】前記表3から明らかなように、焼結法によ
り作製され、かつ前記一般式(3)で表される組成を有
する実施例16〜22の水素吸蔵合金は、80℃におけ
る水素吸蔵速度が比較例6〜9の水素吸蔵合金に比べて
高いことがわかる。As is clear from Table 3, the hydrogen storage alloys of Examples 16 to 22 produced by the sintering method and having the composition represented by the general formula (3) have a hydrogen storage rate at 80 ° C. Is higher than the hydrogen storage alloys of Comparative Examples 6 to 9.
【0369】比較例6の水素吸蔵合金の水素吸蔵速度が
低いのは、La1-X MgX Ni3 系合金であることによ
るものである。また、比較例9の水素吸蔵合金は、実施
例20と同様な組成を有するものの、水素吸蔵速度が実
施例20に比べて低い。これは、溶湯急冷法で作製した
ためである。The low hydrogen storage rate of the hydrogen storage alloy of Comparative Example 6 is attributable to the fact that it is a La 1-x Mg x Ni 3 series alloy. The hydrogen storage alloy of Comparative Example 9 has the same composition as that of Example 20, but has a lower hydrogen storage rate than that of Example 20. This is because it was manufactured by the molten metal quenching method.
【0370】(実施例23〜44及び比較例10〜1
3,15,17〜18)比較的融点の高い合金系である
RNi5 系、RNi3 系、RNi2 系、RNi系母合金
と、MgNi2 系母合金を高周波溶解炉(アルゴンガス
雰囲気)により作製した。得られた各母合金を下記表4
〜6に示す組成になるように秤量し、アルゴンガス雰囲
気中で高温で焼結することにより合金インゴットを作製
した。得られた合金インゴットを、それぞれ粒径75μ
m以下に粉砕した。(Examples 23 to 44 and Comparative Examples 10 to 1)
3,15,17~18) RNi 5 system is relatively high melting point alloy system, RNi 3 system, RNi 2 system, and RNi based master alloy, a MgNi 2 based mother alloy by a high frequency melting furnace (argon atmosphere) Produced. Each of the obtained master alloys is shown in Table 4 below.
6 were weighed so as to have the compositions shown in Nos. 6 to 6, and sintered at a high temperature in an argon gas atmosphere to produce an alloy ingot. Each of the obtained alloy ingots has a particle size of 75 μm.
m or less.
【0371】(比較例14,16,19)各元素を下記
表4〜6に示す組成になるように秤量し、アルゴンの雰
囲気下で高周波溶解にて合金インゴットを作製した。つ
づいて、これら合金インゴットを溶融し、得られた溶湯
をアルゴン雰囲気中、5m/secの周速度で回転する
銅製単ロールの表面に滴下して急冷し、薄片状の水素吸
蔵合金を作製した。ひきつづき、各薄片状水素吸蔵合金
に890℃で12時間の熱処理をアルゴン雰囲気下で施
した後、粒径75μm以下となるように粉砕して水素吸
蔵合金粉末を作製した。(Comparative Examples 14, 16, and 19) Each element was weighed so as to have the composition shown in Tables 4 to 6 below, and an alloy ingot was produced by high-frequency melting in an argon atmosphere. Subsequently, these alloy ingots were melted, and the obtained molten metal was dropped on the surface of a copper single roll rotating at a peripheral speed of 5 m / sec in an argon atmosphere and rapidly cooled to produce a flaky hydrogen storage alloy. Subsequently, each flaky hydrogen storage alloy was subjected to a heat treatment at 890 ° C. for 12 hours in an argon atmosphere, and then pulverized to a particle size of 75 μm or less to prepare a hydrogen storage alloy powder.
【0372】得られた実施例23〜44及び比較例10
〜19の水素吸蔵合金粉末から、それぞれ以下に説明す
る手順で電極を作製した。まず、各合金粉末と電解銅粉
末を重量比で1:1の割合で混合し、この混合体1gを
錠剤成形機(内径10mm)を用いて圧力10000k
gf/cm2 の条件にて5分間加圧することによりペレ
ットを作製した。このペレットをニッケル製網体で挾み
込み、周辺をスポット溶接し、ニッケルのリード線をス
ポット溶接することにより合金電極(負極)を作製し
た。The obtained Examples 23 to 44 and Comparative Example 10
Electrodes were produced from the hydrogen storage alloy powders Nos. 1 to 19 by the procedure described below. First, each alloy powder and electrolytic copper powder were mixed at a weight ratio of 1: 1 and 1 g of this mixture was pressured at 10,000 k using a tableting machine (inner diameter 10 mm).
A pellet was produced by applying pressure for 5 minutes under the condition of gf / cm 2 . An alloy electrode (negative electrode) was produced by sandwiching the pellet between nickel meshes, spot welding the periphery, and spot welding a nickel lead wire.
【0373】得られた負極を、それぞれ対極である焼結
式ニッケル電極とともに8規定の水酸化カリウム水溶液
にそれぞれ浸漬し、負極容量規制の電池を構成して25
℃の温度下にて充放電サイクル試験を行い、最大放電容
量及びサイクル数(放電容量が最大放電容量の80%ま
で低下した際のサイクル数)を測定した。なお、充放電
条件は水素吸蔵合金1g当たり100mAの電流で10
時間充電した後、10分間休止し、水素吸蔵合金1g当
たり20mAの電流で酸化水銀電極に対して−0.5V
になるまで放電を行うサイクルを繰り返した。その結果
を下記表4〜表6に併記する。Each of the obtained negative electrodes was immersed in an 8 N aqueous potassium hydroxide solution together with a sintered nickel electrode as a counter electrode to form a negative electrode capacity regulated battery.
A charge / discharge cycle test was performed at a temperature of ° C., and the maximum discharge capacity and the number of cycles (the number of cycles when the discharge capacity decreased to 80% of the maximum discharge capacity) were measured. The charge and discharge conditions were 10 mA at a current of 100 mA per g of the hydrogen storage alloy.
After charging the battery for 10 hours, the battery was suspended for 10 minutes, and a current of 20 mA per 1 g of the hydrogen storage alloy was applied to the mercury oxide electrode at -0.5 V
The cycle of discharging until was reached. The results are shown in Tables 4 to 6 below.
【0374】[0374]
【表4】 [Table 4]
【0375】[0375]
【表5】 [Table 5]
【0376】[0376]
【表6】 [Table 6]
【0377】前記表4から明らかなように、焼結法によ
り作製され、かつ前記一般式(1)で表される組成を有
する実施例23〜28のニッケル水素二次電池は、比較
例10〜14の二次電池に比べて最大放電容量及びサイ
クル寿命の双方が優れていることがわかる。比較例10
〜12の二次電池の放電容量及びサイクル寿命の双方が
劣るのは、負極の水素吸蔵合金がLa1-X MgX Ni2
系合金もしくはLa1- X MgX Ni3 系合金であるから
である。一方、比較例14の二次電池は、負極に含まれ
る水素吸蔵合金の組成が実施例25と同様であるもの
の、放電容量及びサイクル寿命の双方が実施例25に比
べて劣る。これは、水素吸蔵合金を溶湯急冷法で作製し
たためである。As is apparent from Table 4, the nickel-hydrogen secondary batteries of Examples 23 to 28, which were manufactured by the sintering method and had the composition represented by the general formula (1), It can be seen that both the maximum discharge capacity and the cycle life are superior to the secondary battery of No. 14. Comparative Example 10
Both the discharge capacity and the cycle life of the secondary batteries of Nos. 1 to 12 were inferior because the hydrogen storage alloy of the negative electrode was La 1-X Mg X Ni 2
This is because a system alloy or La 1- X Mg X Ni 3 type alloy. On the other hand, in the secondary battery of Comparative Example 14, although the composition of the hydrogen storage alloy contained in the negative electrode was the same as that of Example 25, both the discharge capacity and the cycle life were inferior to Example 25. This is because the hydrogen storage alloy was manufactured by a molten metal quenching method.
【0378】前記表5から明らかなように、焼結法によ
り作製され、かつ前記一般式(2)で表される組成を有
する実施例29〜35のニッケル水素二次電池は、比較
例15,16の二次電池に比べて最大放電容量及びサイ
クル寿命の双方が優れていることがわかる。また、比較
例16の二次電池は、負極に含まれる水素吸蔵合金の組
成が実施例32と同様であるものの、放電容量及びサイ
クル寿命の双方が実施例32に比べて劣る。これは、水
素吸蔵合金を溶湯急冷法で作製したためである。As is clear from Table 5, the nickel-metal hydride secondary batteries of Examples 29 to 35 manufactured by the sintering method and having the composition represented by the general formula (2) were compared with Comparative Example 15, It can be seen that both the maximum discharge capacity and the cycle life are superior to those of the 16 secondary batteries. In the secondary battery of Comparative Example 16, although the composition of the hydrogen storage alloy contained in the negative electrode was the same as that of Example 32, both the discharge capacity and the cycle life were inferior to Example 32. This is because the hydrogen storage alloy was manufactured by a molten metal quenching method.
【0379】前記表6から明らかなように、焼結法によ
り作製され、かつ前記一般式(3)で表される組成を有
する実施例36〜44のニッケル水素二次電池は、比較
例10〜12,17〜19の二次電池に比べて最大放電
容量及びサイクル寿命の双方が格段に優れていることが
わかる。また、比較例19の二次電池は、負極に含まれ
る水素吸蔵合金の組成が実施例40と同様であるもの
の、放電容量及びサイクル寿命の双方が実施例40に比
べて劣る。これは、水素吸蔵合金を溶湯急冷法で作製し
たためである。As is clear from Table 6, the nickel-hydrogen secondary batteries of Examples 36 to 44 produced by the sintering method and having the composition represented by the general formula (3) were prepared in Comparative Examples 10 to 44. It can be seen that both the maximum discharge capacity and the cycle life are remarkably superior to the secondary batteries of Nos. 12, 17 to 19. In the secondary battery of Comparative Example 19, although the composition of the hydrogen storage alloy contained in the negative electrode was similar to that of Example 40, both the discharge capacity and the cycle life were inferior to Example 40. This is because the hydrogen storage alloy was manufactured by a molten metal quenching method.
【0380】(実施例45〜55及び比較例20〜2
1)各元素を下記表7に示す組成になるように秤量し、
アルゴンの雰囲気中で高周波誘導炉にて溶解することに
より13種の合金インゴットを得た。つづいて、これら
合金インゴットに950℃で3時間の熱処理をアルゴン
雰囲気下で施した。得られた合金インゴットを粒径15
0μm以下となるようにそれぞれ粉砕して水素吸蔵合金
粉末を調製した。なお、表7中のミッシュメタル(L
m)は、84at%のLa、10at%のCe、1at
%のPr、5at%のNd及び0.2at%のSmから
なるものである。また、ミッシュメタル(Mm)は、2
7.5at%のLa、50.3at%のCe、5.5a
t%のPr、16.5at%のNd及び0.2at%の
Smからなるものである。(Examples 45 to 55 and Comparative Examples 20 to 2)
1) Each element is weighed so as to have a composition shown in Table 7 below,
Thirteen kinds of alloy ingots were obtained by melting in a high-frequency induction furnace in an atmosphere of argon. Subsequently, these alloy ingots were subjected to a heat treatment at 950 ° C. for 3 hours in an argon atmosphere. The obtained alloy ingot was treated with a particle size of 15
Each of the powders was pulverized to have a particle size of 0 μm or less to prepare a hydrogen storage alloy powder. Note that the misch metal (L
m) is 84 at% La, 10 at% Ce, 1 at
% Pr, 5 at% Nd and 0.2 at% Sm. The misch metal (Mm) is 2
7.5 at% La, 50.3 at% Ce, 5.5 a
It consists of t% Pr, 16.5 at% Nd and 0.2 at% Sm.
【0381】これら水素吸蔵合金粉末と電解銅粉末とを
重量比で1:2になるようにそれぞれ混合し、これら混
合体1gを10トン/cm2 の圧力で5分間加圧するこ
とにより直径12mmの13種のペレットを作製した。
これらペレットをニッケル製金網の間にそれぞれ挟み込
み、前記金網の周辺をスポット溶接して圧接し、さらに
ニッケル製リードを前記金網にそれぞれスポット溶接す
ることにより13種の水素吸蔵電極(負極)を製造し
た。The hydrogen storage alloy powder and the electrolytic copper powder were mixed at a weight ratio of 1: 2, and 1 g of the mixture was pressed at a pressure of 10 tons / cm 2 for 5 minutes to form a mixture having a diameter of 12 mm. Thirteen types of pellets were produced.
These pellets were sandwiched between nickel wire meshes, and the periphery of the wire mesh was spot-welded and pressure-welded, and further, nickel leads were spot-welded to the wire mesh to produce 13 types of hydrogen storage electrodes (negative electrodes). .
【0382】得られた各負極を対極である焼結式ニッケ
ル電極と共に容器内の8N−KOH水溶液(電解液)に
浸漬して試験セル(実施例45〜55及び比較例20〜
21)を組み立てた。Each of the obtained negative electrodes was immersed in an 8N-KOH aqueous solution (electrolyte) in a container together with a sintered nickel electrode as a counter electrode, and the test cells (Examples 45 to 55 and Comparative Examples 20 to 55) were used.
21) was assembled.
【0383】(比較例22)以下に説明する水素吸蔵合
金粉末を用いること以外は、実施例45〜55と同様な
試験セルを組み立てた。(Comparative Example 22) A test cell similar to that of Examples 45 to 55 was assembled except that the hydrogen storage alloy powder described below was used.
【0384】各元素を下記表7に示す組成になるように
秤量し、アルゴンの雰囲気下で高周波溶解にて合金イン
ゴットを作製した。つづいて、これら合金インゴットを
溶融し、得られた溶湯をアルゴン雰囲気中、5m/se
cの周速度で回転する銅製単ロールの表面に滴下して急
冷し、薄片状の水素吸蔵合金を作製した。ひきつづき、
各薄片状水素吸蔵合金に890℃で12時間の熱処理を
アルゴン雰囲気下で施した後、粒径150μm以下とな
るように粉砕して水素吸蔵合金粉末を作製した。Each element was weighed so as to have the composition shown in Table 7 below, and an alloy ingot was produced by high frequency melting under an atmosphere of argon. Subsequently, these alloy ingots were melted, and the obtained molten metal was heated at 5 m / sec in an argon atmosphere.
The resultant was dropped on the surface of a copper single roll rotating at a peripheral speed of c and rapidly cooled to produce a flake-shaped hydrogen storage alloy. Continued,
Each flaky hydrogen storage alloy was subjected to a heat treatment at 890 ° C. for 12 hours in an argon atmosphere, and then pulverized to a particle size of 150 μm or less to prepare a hydrogen storage alloy powder.
【0385】得られた実施例45〜55及び比較例20
〜22の試験セルについて、25℃の温度下で充放電サ
イクル試験を行った。充放電条件は、水素吸蔵合金1g
当り100mAの電流で5時間充電し、10分間休止し
た後、水素吸蔵合金1g当り50mAの電流で酸化水銀
電極に対して−0.6Vになるまで放電を行うサイクル
を繰り返し、最大放電容量及びサイクル寿命(放電容量
が最大放電容量の80%まで低下した際のサイクル数)
を測定した。その結果を下記表7に併記する。The obtained Examples 45 to 55 and Comparative Example 20
A charge / discharge cycle test was performed on the test cells Nos. To 22 at a temperature of 25 ° C. The charge / discharge conditions were 1 g of hydrogen storage alloy.
After charging for 5 hours at a current of 100 mA per hour and resting for 10 minutes, a cycle of discharging at a current of 50 mA per 1 g of the hydrogen storage alloy to -0.6 V with respect to the mercury oxide electrode was repeated, and the maximum discharge capacity and the cycle were repeated. Life (number of cycles when discharge capacity drops to 80% of maximum discharge capacity)
Was measured. The results are shown in Table 7 below.
【0386】また、実施例45〜55及び比較例20〜
22の水素吸蔵合金について、水素吸蔵特性として、ジ
ーベルツ法(JIS H7201)により、60℃で1
0気圧未満の水素圧下で圧力−組成等温線を測定し、有
効水素吸蔵量(JIS H7003 水素吸蔵合金用
語)を求めた。その結果を下記表7に併記する。Examples 45 to 55 and Comparative Examples 20 to 55
The hydrogen storage properties of the hydrogen storage alloy No. 22 were measured at 60 ° C. by 1 according to the Siebert's method (JIS H7201).
The pressure-composition isotherm was measured under a hydrogen pressure of less than 0 atm, and the effective hydrogen storage amount (JIS H7003 hydrogen storage alloy term) was determined. The results are shown in Table 7 below.
【0387】[0387]
【表7】 [Table 7]
【0388】表7から明らかなように、鋳造法により作
製され、かつ前記一般式(4)で表される組成を有する
実施例45〜55の水素吸蔵合金は、比較例20〜22
の水素吸蔵合金に比べて有効水素吸蔵量が大きいことが
わかる。As is clear from Table 7, the hydrogen storage alloys of Examples 45 to 55 produced by the casting method and having the composition represented by the general formula (4) were compared with Comparative Examples 20 to 22.
It can be seen that the effective hydrogen storage amount is larger than that of the hydrogen storage alloy of Example 1.
【0389】また、実施例45〜55の水素吸蔵合金を
含む負極を備えた二次電池は、比較例20〜22の水素
吸蔵合金を含む負極を備えた二次電池に比べて放電容量
及びサイクル寿命を向上できることがわかる。Further, the secondary batteries provided with the negative electrodes containing the hydrogen storage alloys of Examples 45 to 55 had a discharge capacity and cycle compared with the secondary batteries provided with the negative electrodes containing the hydrogen storage alloys of Comparative Examples 20 to 22. It can be seen that the life can be improved.
【0390】(実施例56〜65及び比較例23〜2
4)各元素を下記表8に示す組成になるように秤量し、
アルゴンの雰囲気中で高周波誘導炉にて溶解し、水冷銅
鋳型に注湯・固化することにより合金インゴットを作製
した。つづいて、これら合金インゴットに950℃で3
時間の熱処理をアルゴン雰囲気下で施した。得られた合
金インゴットを粒径150μm以下となるようにそれぞ
れ粉砕して水素吸蔵合金粉末を調製した。なお、表8中
のミッシュメタル(Lm)は、90at%のLa、1a
t%のCe、6at%のPr及び3at%のNdからな
るものである。また、ミッシュメタル(Mm)は、34
at%のLa、50.8at%のCe、8at%のP
r、7at%のNd及び0.2at%のSmからなるも
のである。(Examples 56 to 65 and Comparative Examples 23 to 2)
4) Each element is weighed to have a composition shown in Table 8 below,
The alloy was melted in a high-frequency induction furnace in an argon atmosphere, poured into a water-cooled copper mold, and solidified to prepare an alloy ingot. Subsequently, these alloy ingots were added at 950 ° C. for 3 hours.
Time heat treatment was performed under an argon atmosphere. The obtained alloy ingots were each pulverized so as to have a particle size of 150 μm or less to prepare a hydrogen storage alloy powder. The misch metal (Lm) in Table 8 is 90 at% La, 1a
It is composed of t% Ce, 6 at% Pr, and 3 at% Nd. The misch metal (Mm) is 34
at% La, 50.8 at% Ce, 8 at% P
r, 7 at% Nd and 0.2 at% Sm.
【0391】これら水素吸蔵合金粉末と電解銅粉末とを
重量比で1:3になるようにそれぞれ混合し、これら混
合体1gを8トン/cm2 の圧力で8分間加圧すること
により直径10mmの12種のペレットを作製した。こ
れらペレットをニッケル製金網の間にそれぞれ挟み込
み、前記金網の周辺をスポット溶接して圧接し、さらに
ニッケル製リードを前記金網にそれぞれスポット溶接す
ることにより12種の水素吸蔵電極(負極)を製造し
た。The hydrogen storage alloy powder and the electrolytic copper powder were mixed at a weight ratio of 1: 3, and 1 g of the mixture was pressed at a pressure of 8 tons / cm 2 for 8 minutes to obtain a 10 mm diameter. Twelve kinds of pellets were produced. These pellets were sandwiched between nickel wire meshes, and the periphery of the wire mesh was spot-welded and pressure-welded, and further, nickel leads were spot-welded to the wire mesh to produce 12 types of hydrogen storage electrodes (negative electrodes). .
【0392】得られた各負極を対極である焼結式ニッケ
ル電極と共に容器内の6N−KOH水溶液(電解液)に
浸漬して試験セル(実施例56〜65及び比較例23〜
24)を組み立てた。Each of the obtained negative electrodes together with a sintered nickel electrode as a counter electrode was immersed in a 6N-KOH aqueous solution (electrolyte solution) in a container, and the test cells (Examples 56-65 and Comparative Examples 23-65) were immersed.
24) was assembled.
【0393】(比較例25)以下に説明する水素吸蔵合
金粉末を用いること以外は、実施例56〜65と同様な
試験セルを組み立てた。(Comparative Example 25) A test cell similar to that of Examples 56 to 65 was assembled except that the hydrogen storage alloy powder described below was used.
【0394】各元素を下記表8に示す組成になるように
秤量し、アルゴンの雰囲気下で高周波溶解にて合金イン
ゴットを作製した。つづいて、これら合金インゴットを
溶融し、得られた溶湯をアルゴン雰囲気中、5m/se
cの周速度で回転する銅製単ロールの表面に滴下して急
冷し、薄片状の水素吸蔵合金を作製した。ひきつづき、
各薄片状水素吸蔵合金に890℃で12時間の熱処理を
アルゴン雰囲気下で施した後、粒径150μm以下とな
るように粉砕して水素吸蔵合金粉末を作製した。Each element was weighed so as to have the composition shown in Table 8 below, and an alloy ingot was produced by high frequency melting under an atmosphere of argon. Subsequently, these alloy ingots were melted, and the obtained molten metal was heated at 5 m / sec in an argon atmosphere.
The resultant was dropped on the surface of a copper single roll rotating at a peripheral speed of c and rapidly cooled to produce a flake-shaped hydrogen storage alloy. Continued,
Each flaky hydrogen storage alloy was subjected to a heat treatment at 890 ° C. for 12 hours in an argon atmosphere, and then pulverized to a particle size of 150 μm or less to prepare a hydrogen storage alloy powder.
【0395】得られた実施例56〜65及び比較例23
〜25の試験セルについて、25℃の温度下で充放電サ
イクル試験を行った。充放電条件は、水素吸蔵合金1g
当り200mAの電流で3時間充電し、10分間休止し
た後、水素吸蔵合金1g当り100mAの電流で酸化水
銀電極に対して−0.55Vになるまで放電を行うサイ
クルを繰り返し、最大放電容量及びサイクル寿命(放電
容量が最大放電容量の80%まで低下した際のサイクル
数)を測定した。その結果を下記表8に併記する。The obtained Examples 56 to 65 and Comparative Example 23
A charge / discharge cycle test was performed at a temperature of 25 ° C. on the test cells of No. to 25. The charge / discharge conditions were 1 g of hydrogen storage alloy.
After charging for 3 hours at a current of 200 mA per hour and resting for 10 minutes, a cycle of discharging at a current of 100 mA per gram of the hydrogen storage alloy to -0.55 V with respect to the mercury oxide electrode was repeated, and the maximum discharge capacity and the cycle were repeated. The life (the number of cycles when the discharge capacity was reduced to 80% of the maximum discharge capacity) was measured. The results are shown in Table 8 below.
【0396】また、実施例56〜65及び比較例23〜
25の水素吸蔵合金について、水素吸蔵特性として、ジ
ーベルツ法(JIS H7201)により、45℃で1
0気圧未満の水素圧下で圧力−組成等温線を測定し、有
効水素吸蔵量(JIS H7003 水素吸蔵合金用
語)を求めた。その結果を下記表8に併記する。In addition, Examples 56 to 65 and Comparative Examples 23 to
About 25 hydrogen storage alloys, the hydrogen storage properties were 1 at 45 ° C. by the Siebert's method (JIS H7201).
The pressure-composition isotherm was measured under a hydrogen pressure of less than 0 atm, and the effective hydrogen storage amount (JIS H7003 hydrogen storage alloy term) was determined. The results are shown in Table 8 below.
【0397】[0397]
【表8】 [Table 8]
【0398】表8から明らかなように、鋳造法により作
製され、かつ前記一般式(5)で表される組成を有する
実施例56〜65の水素吸蔵合金は、比較例23〜25
の水素吸蔵合金に比べて有効水素吸蔵量が大きいことが
わかる。As is clear from Table 8, the hydrogen storage alloys of Examples 56 to 65 produced by the casting method and having the composition represented by the general formula (5) were compared with Comparative Examples 23 to 25.
It can be seen that the effective hydrogen storage amount is larger than that of the hydrogen storage alloy of Example 1.
【0399】また、実施例56〜65の水素吸蔵合金を
含む負極を備えた二次電池は、比較例23〜25の水素
吸蔵合金を含む負極を備えた二次電池に比べて放電容量
及びサイクル寿命を向上できることがわかる。Also, the secondary batteries provided with the negative electrodes containing the hydrogen storage alloys of Examples 56 to 65 had a higher discharge capacity and cycle compared with the secondary batteries provided with the negative electrodes containing the hydrogen storage alloys of Comparative Examples 23 to 25. It can be seen that the life can be improved.
【0400】(実施例66〜68及び比較例26)各元
素を下記表9に示す組成になるように秤量し、アルゴン
の雰囲気中で高周波誘導炉にて溶解し、水冷銅鋳型に注
湯・固化することにより4種の合金インゴットを作製し
た。つづいて、これら合金インゴットに950℃で3時
間の熱処理をアルゴン雰囲気下で施した。得られた合金
インゴットを粒径150μm以下となるようにそれぞれ
粉砕して水素吸蔵合金粉末を調製した。なお、表9中の
ミッシュメタル(Lm)は、前述した表8で説明したの
と同様なものである。(Examples 66 to 68 and Comparative Example 26) Each element was weighed so as to have the composition shown in Table 9 below, dissolved in a high-frequency induction furnace in an atmosphere of argon, and poured into a water-cooled copper mold. By solidifying, four kinds of alloy ingots were produced. Subsequently, these alloy ingots were subjected to a heat treatment at 950 ° C. for 3 hours in an argon atmosphere. The obtained alloy ingots were each pulverized so as to have a particle size of 150 μm or less to prepare a hydrogen storage alloy powder. The misch metal (Lm) in Table 9 is the same as that described in Table 8 described above.
【0401】これら水素吸蔵合金粉末から実施例56〜
65と同様にして水素吸蔵電極(負極)を製造した。From these hydrogen storage alloy powders, Examples 56 to
A hydrogen storage electrode (negative electrode) was produced in the same manner as in Example 65.
【0402】得られた各負極を対極である焼結式ニッケ
ル電極と共に容器内の6N−KOH水溶液(電解液)に
浸漬して試験セル(実施例66〜68及び比較例26)
を組み立てた。Each of the obtained negative electrodes together with a sintered nickel electrode as a counter electrode was immersed in a 6N-KOH aqueous solution (electrolyte solution) in a container, and a test cell was prepared (Examples 66 to 68 and Comparative Example 26).
Was assembled.
【0403】得られた実施例66〜68及び比較例26
の試験セルについて、25℃の温度下で充放電サイクル
試験を行い、最大放電容量及びサイクル寿命(放電容量
が最大放電容量の80%まで低下した際のサイクル数)
を測定した。その結果を下記表9に併記する。なお、充
放電条件は、実施例56〜65と同様にした。The obtained Examples 66 to 68 and Comparative Example 26
A charge-discharge cycle test was performed on the test cell at a temperature of 25 ° C., and the maximum discharge capacity and cycle life (the number of cycles when the discharge capacity decreased to 80% of the maximum discharge capacity)
Was measured. The results are shown in Table 9 below. The charge and discharge conditions were the same as in Examples 56 to 65.
【0404】また、実施例66〜68及び比較例26の
水素吸蔵合金について、水素吸蔵特性として、ジーベル
ツ法(JIS H7201)により、45℃で10気圧
未満の水素圧下で圧力−組成等温線を測定し、有効水素
吸蔵量(JIS H7003水素吸蔵合金用語)を求め
た。その結果を下記表9に併記する。For the hydrogen storage alloys of Examples 66 to 68 and Comparative Example 26, a pressure-composition isotherm was measured at 45 ° C. under a hydrogen pressure of less than 10 atm by the Siebert's method (JIS H7201). Then, the effective hydrogen storage amount (JIS H7003 hydrogen storage alloy term) was determined. The results are shown in Table 9 below.
【0405】[0405]
【表9】 [Table 9]
【0406】表9から明らかなように、Ca量が0.3
以下である実施例66〜68の水素吸蔵合金は、Ca量
が0.3を越える比較例26の合金に比べて有効水素吸
蔵量が大きいことがわかる。また、実施例66〜68の
二次電池は、比較例26の二次電池に比べて放電容量及
びサイクル寿命が高いことがわかる。As is clear from Table 9, the amount of Ca was 0.3
It can be seen that the following hydrogen storage alloys of Examples 66 to 68 have a larger effective hydrogen storage amount than the alloy of Comparative Example 26 in which the Ca amount exceeds 0.3. In addition, it can be seen that the secondary batteries of Examples 66 to 68 have higher discharge capacity and cycle life than the secondary batteries of Comparative Example 26.
【0407】(実施例69〜78)各元素を下記表10
に示す組成になるように秤量し、アルゴンの雰囲気中で
高周波誘導炉にて溶解することにより10種の合金イン
ゴットを得た。つづいて、これら合金インゴットに95
0℃〜1000℃で5時間の熱処理をアルゴン雰囲気下
で施した。なお、表10中のミッシュメタル(Lm)
は、92at%のLa、4at%のCe、1at%のP
r及び3at%のNdからなるものである。(Examples 69 to 78) Each element is shown in Table 10 below.
Was weighed so as to have the composition shown in Table 1 and melted in a high-frequency induction furnace in an atmosphere of argon to obtain 10 kinds of alloy ingots. Then, 95% of these alloy ingots
Heat treatment was performed at 0 ° C. to 1000 ° C. for 5 hours under an argon atmosphere. The misch metal (Lm) in Table 10
Is 92 at% La, 4 at% Ce, 1 at% P
r and 3 at% Nd.
【0408】得られた各合金インゴットを粒径100μ
m以下となるように粉砕して水素吸蔵合金粉末を調製し
た。各水素吸蔵合金粉末と電解銅粉末とを重量比で1:
2になるように混合し、各混合体1gを10トン/cm
2 の圧力で5分間加圧することにより直径12mmのペ
レットを作製した。各ペレットをニッケル製金網の間に
挟み込み、前記金網の周辺をスポット溶接して圧接し、
さらにニッケル製リードを前記金網にスポット溶接する
ことにより水素吸蔵電極(負極)を製造した。[0408] Each of the obtained alloy ingots was made to have a particle size of 100 µm.
m or less to prepare a hydrogen storage alloy powder. The weight ratio of each hydrogen storage alloy powder and electrolytic copper powder is 1:
2 and 1 g of each mixture is 10 ton / cm
A pellet having a diameter of 12 mm was prepared by applying a pressure of 2 for 5 minutes. Each pellet is sandwiched between nickel wire meshes, and the periphery of the wire mesh is spot welded and pressed,
Further, a hydrogen storage electrode (negative electrode) was manufactured by spot welding a nickel lead to the wire mesh.
【0409】得られた各負極を対極である焼結式ニッケ
ル電極と共に容器内の8N−KOH水溶液(電解液)に
浸漬して試験セルを組み立てた。Each of the obtained negative electrodes was immersed in an 8N-KOH aqueous solution (electrolyte solution) in a container together with a sintered nickel electrode as a counter electrode to assemble a test cell.
【0410】得られた実施例69〜78の試験セルにつ
いて、20℃の温度下で充放電サイクル試験を行った。
充放電条件は、水素吸蔵合金1g当り200mAの電流
で2.5時間充電し、10分間休止した後、水素吸蔵合
金1g当り100mAの電流で酸化水銀電極に対して−
0.7Vになるまで放電を行うサイクルを繰り返し、最
大放電容量及びサイクル寿命(放電容量が最大放電容量
の80%まで低下した際のサイクル数)を測定した。そ
の結果を下記表11に示す。A charge / discharge cycle test was performed at a temperature of 20 ° C. on the test cells of Examples 69 to 78 obtained.
The charge and discharge conditions were as follows: the battery was charged at a current of 200 mA per 1 g of the hydrogen storage alloy for 2.5 hours, paused for 10 minutes, and then with respect to the mercury oxide electrode at a current of 100 mA per 1 g of the hydrogen storage alloy.
The cycle of discharging until the voltage reached 0.7 V was repeated, and the maximum discharge capacity and the cycle life (the number of cycles when the discharge capacity decreased to 80% of the maximum discharge capacity) were measured. The results are shown in Table 11 below.
【0411】また、実施例69〜78の水素吸蔵合金に
ついて、水素吸蔵特性として、ジーベルツ法(JIS
H7201)により、50℃で10気圧未満の水素圧下
で圧力−組成等温線を測定し、水素放出時のプラトーの
傾き(JIS H7003水素吸蔵合金用語:ここでは
プラトー領域の直線を水素吸蔵量(H/M)=0と(H
/M)=1に延長したときの水素圧をそれぞれP0 、P
1 とし、この水素圧P0 とP1 の比とする)を測定し
た。また、ヒステリシス(JIS H7003水素吸蔵
合金用語:ここではプラトー領域の中心における水素吸
蔵圧(PA )と水素放出圧(PD )の比とする)を求め
た。これらの結果を下記表11に併記する。[0411] The hydrogen storage alloys of Examples 69 to 78 were evaluated for hydrogen storage properties by the Siebeltz method (JIS).
H7201), the pressure-composition isotherm was measured at a temperature of 50 ° C. under a hydrogen pressure of less than 10 atm, and the slope of the plateau when releasing hydrogen (JIS H7003 hydrogen storage alloy term: here, the straight line in the plateau region was defined as / M) = 0 and (H
/ M) = 1 when the hydrogen pressure is extended to P 0 and P
1 and the ratio of this hydrogen pressure P 0 to P 1 ) was measured. Further, hysteresis (JIS H7003 hydrogen storage alloy term: here, the ratio of the hydrogen storage pressure (P A ) to the hydrogen release pressure (P D ) at the center of the plateau region) was determined. These results are also shown in Table 11 below.
【0412】[0412]
【表10】 [Table 10]
【0413】[0413]
【表11】 [Table 11]
【0414】前記表10〜11から明らかなように、実
施例69〜78の水素吸蔵合金は、プラトーの傾き及び
ヒステリシスの双方が小さく、優れた特性を有すること
がわかる。また、前記合金を含む負極を備える実施例6
9〜78の二次電池は、放電容量が高く、かつサイクル
寿命が長いことがわかる。特に、Coを含有する合金を
含む負極を備えた実施例69の二次電池は、Coを含有
しない合金を含む負極を備えた実施例73,74の二次
電池に比べてサイクル寿命が長く、水素吸蔵合金のプラ
トーの傾き及びヒステリシスが小さいことがわかる。さ
らに、Co量が0.5である合金を含有する負極を備え
る実施例75の二次電池は、Co量が0.5を越える合
金を含有する負極を備える実施例76の二次電池に比べ
てサイクル寿命が長く、水素吸蔵合金のプラトーの傾き
及びヒステリシスが小さいことがわかる。また、Mn量
が0.2である合金を含有する負極を備える実施例77
の二次電池は、Mn量が0.2を越える合金を含有する
負極を備える実施例78の二次電池に比べてサイクル寿
命が長く、合金のプラトーの傾き及びヒステリシスにも
差が見られることがわかる。As is clear from Tables 10 to 11, the hydrogen storage alloys of Examples 69 to 78 have both small plateau slope and hysteresis, and have excellent characteristics. Example 6 including a negative electrode containing the alloy
It can be seen that the secondary batteries 9 to 78 have a high discharge capacity and a long cycle life. In particular, the secondary battery of Example 69 including the negative electrode including the alloy containing Co had a longer cycle life than the secondary batteries of Examples 73 and 74 including the negative electrode including the alloy containing no Co. It can be seen that the plateau slope and hysteresis of the hydrogen storage alloy are small. Further, the secondary battery of Example 75 including the negative electrode containing the alloy having the Co amount of 0.5 was compared with the secondary battery of Example 76 including the negative electrode including the alloy having the Co amount of more than 0.5. Thus, it can be seen that the cycle life is long and the plateau slope and hysteresis of the hydrogen storage alloy are small. Example 77 provided with a negative electrode containing an alloy having an Mn amount of 0.2.
Has a longer cycle life than the secondary battery of Example 78 including a negative electrode containing an alloy having an Mn amount exceeding 0.2, and a difference is seen in the slope of the plateau and the hysteresis of the alloy. I understand.
【0415】(実施例79〜93)各元素を下記表12
に示す組成になるように秤量し、アルゴンの雰囲気中で
高周波誘導炉にて溶解することにより15種の合金イン
ゴットを得た。つづいて、これら合金インゴットに95
0℃〜1000℃で5時間の熱処理をアルゴン雰囲気下
で施した。なお、表12中のミッシュメタル(Lm)の
組成は、92at%のLa、4at%のCe、1at%
のPr及び3at%のNdからなるものであり、ミッシ
ュメタル(Mm)の組成は、37.5at%のLa、4
5.3at%のCe、5.5at%のPr、11.5a
t%のNd及び0.2at%のSmからなるものであ
る。(Examples 79 to 93)
Was weighed so as to have the composition shown in Table 1 and melted in a high-frequency induction furnace in an atmosphere of argon to obtain 15 kinds of alloy ingots. Then, 95% of these alloy ingots
Heat treatment was performed at 0 ° C. to 1000 ° C. for 5 hours under an argon atmosphere. The composition of the misch metal (Lm) in Table 12 is 92 at% La, 4 at% Ce, 1 at%
And 3 at% of Nd. The composition of the misch metal (Mm) is 37.5 at% of La, 4
5.3 at% Ce, 5.5 at% Pr, 11.5 a
It consists of t% Nd and 0.2 at% Sm.
【0416】得られた各合金インゴットを粒径100μ
m以下となるように粉砕して水素吸蔵合金粉末を調製し
た。各水素吸蔵合金粉末と電解銅粉末とを重量比で1:
2になるように混合し、各混合体1gを10トン/cm
2 の圧力で5分間加圧することにより直径12mmのペ
レットを作製した。各ペレットをニッケル製金網の間に
挟み込み、前記金網の周辺をスポット溶接して圧接し、
さらにニッケル製リードを前記金網にスポット溶接する
ことにより水素吸蔵電極(負極)を製造した。Each of the obtained alloy ingots was made to have a particle size of 100 μm.
m or less to prepare a hydrogen storage alloy powder. The weight ratio of each hydrogen storage alloy powder and electrolytic copper powder is 1:
2 and 1 g of each mixture is 10 ton / cm
A pellet having a diameter of 12 mm was prepared by applying a pressure of 2 for 5 minutes. Each pellet is sandwiched between nickel wire meshes, and the periphery of the wire mesh is spot welded and pressed,
Further, a hydrogen storage electrode (negative electrode) was manufactured by spot welding a nickel lead to the wire mesh.
【0417】得られた各負極を対極である焼結式ニッケ
ル電極と共に容器内の8N−KOH水溶液(電解液)に
浸漬して試験セルを組み立てた。[0417] Each of the obtained negative electrodes was immersed in an 8N-KOH aqueous solution (electrolyte solution) in a container together with a sintered nickel electrode as a counter electrode to assemble a test cell.
【0418】得られた実施例79〜93の試験セルにつ
いて、20℃の温度下で充放電サイクル試験を行った。
充放電条件は、水素吸蔵合金1g当り200mAの電流
で2.5時間充電し、10分間休止した後、水素吸蔵合
金1g当り100mAの電流で酸化水銀電極に対して−
0.7Vになるまで放電を行うサイクルを繰り返し、最
大放電容量及びサイクル寿命(放電容量が最大放電容量
の80%まで低下した際のサイクル数)を測定した。そ
の結果を下記表12に併記する。A charge / discharge cycle test was performed on the obtained test cells of Examples 79 to 93 at a temperature of 20 ° C.
The charge and discharge conditions were as follows: the battery was charged at a current of 200 mA per 1 g of the hydrogen storage alloy for 2.5 hours, paused for 10 minutes, and then with respect to the mercury oxide electrode at a current of 100 mA per 1 g of the hydrogen storage alloy.
The cycle of discharging until the voltage reached 0.7 V was repeated, and the maximum discharge capacity and the cycle life (the number of cycles when the discharge capacity decreased to 80% of the maximum discharge capacity) were measured. The results are shown in Table 12 below.
【0419】[0419]
【表12】 [Table 12]
【0420】表12から明らかなように、実施例79〜
93の二次電池は、放電容量が高く、サイクル寿命が長
いことがわかる。また、希土類元素成分中にLaを含有
し、La以外の希土類成分の割合が0.9未満である水
素吸蔵合金を含む負極を備えた実施例91の二次電池
は、希土類成分中のLaの割合が0.1である水素吸蔵
合金を含む負極を備えた実施例89の二次電池、希土類
成分中にLaを含有しない水素吸蔵合金を含む負極を備
えた実施例90の二次電池及び希土類成分が全てLaで
ある水素吸蔵合金を含む負極を備えた実施例80の二次
電池に比較して、放電容量及びサイクル寿命とも優れて
いることがわかる。As is clear from Table 12, Examples 79 to
It can be seen that the secondary battery of No. 93 has a high discharge capacity and a long cycle life. In addition, the secondary battery of Example 91 including a negative electrode including a hydrogen storage alloy in which La is contained in the rare earth element component and the ratio of the rare earth component other than La is less than 0.9, the La in the rare earth component is The secondary battery of Example 89 provided with the negative electrode containing the hydrogen storage alloy having a ratio of 0.1, the secondary battery of Example 90 provided with the negative electrode containing the hydrogen storage alloy containing no La in the rare earth component, and the rare earth element It can be seen that the discharge capacity and the cycle life are superior to the secondary battery of Example 80 including the negative electrode containing the hydrogen storage alloy whose components are all La.
【0421】(実施例94〜108)下記表13に示す
組成になるように各元素を秤量し、アルゴン雰囲気中で
高周波誘導炉にて溶解し、950℃で5時間アルゴンガ
ス雰囲気中で熱処理し、合金インゴットを15種類得
た。なお、表13中のミッシュメタル(Lm)は、92
at%のLa、1at%のCe、5at%のPr及び2
at%のNdからなるものである。また、ミッシュメタ
ル(Mm)は、34at%のLa、50.4at%のC
e、9at%のPr、6at%のNd及び0.6at%
のSmからなるものである。(Examples 94 to 108) Each element was weighed so as to have the composition shown in Table 13 below, melted in a high frequency induction furnace in an argon atmosphere, and heat-treated in an argon gas atmosphere at 950 ° C. for 5 hours. And 15 kinds of alloy ingots were obtained. The misch metal (Lm) in Table 13 is 92
at% La, 1 at% Ce, 5 at% Pr and 2
It consists of at% Nd. The misch metal (Mm) is La at 34 at% and C at 50.4 at%.
e, 9 at% Pr, 6 at% Nd and 0.6 at%
Of Sm.
【0422】得られた各合金インゴットを粒径80μm
以下となるように粉砕し、水素吸蔵合金粉末を作製し
た。各水素吸蔵合金粉末と電解銅粉末とを重量比で1:
3になるようにそれぞれ混合し、これら混合体1gを8
トン/cm2 の圧力で8分間加圧することにより直径1
0mmのペレットを作製した。各ペレットをニッケル製
金網の間に挟み込み、前記金網の周辺をスポット溶接し
て圧接し、さらにニッケル製リードを前記金網にスポッ
ト溶接することにより水素吸蔵電極(負極)を製造し
た。Each of the obtained alloy ingots was made to have a particle size of 80 μm.
Pulverization was performed as described below to produce a hydrogen storage alloy powder. The weight ratio of each hydrogen storage alloy powder and electrolytic copper powder is 1:
3 of each mixture, and 1 g of the mixture
By pressing for 8 minutes at a pressure of ton / cm 2 ,
A 0 mm pellet was prepared. Each pellet was sandwiched between nickel metal meshes, the periphery of the metal mesh was spot-welded and pressed, and a nickel lead was spot-welded to the metal mesh to produce a hydrogen storage electrode (negative electrode).
【0423】得られた各負極を対極である焼結式ニッケ
ル電極と共に容器内の8N−KOH水溶液(電解液)に
浸漬して試験セルを組み立てた。A test cell was assembled by immersing each of the obtained negative electrodes together with a sintered nickel electrode as a counter electrode in an aqueous 8N-KOH solution (electrolyte solution) in a container.
【0424】得られた実施例94〜108の試験セルに
ついて、25℃の温度下で充放電サイクル試験を行っ
た。充放電条件は、水素吸蔵合金1g当り100mAの
電流で4.5時間充電し、10分間休止した後、水素吸
蔵合金1g当り100mAの電流で酸化水銀電極に対し
て−0.7Vになるまで放電を行うサイクルを繰り返
し、最大放電容量及びサイクル寿命(放電容量が最大放
電容量の80%まで低下した際のサイクル数)を測定し
た。その結果を下記表13に併記する。A charge / discharge cycle test was performed on the test cells of Examples 94 to 108 at a temperature of 25 ° C. The charge and discharge conditions are as follows: charge at a current of 100 mA per 1 g of the hydrogen storage alloy for 4.5 hours, pause for 10 minutes, and discharge at a current of 100 mA per 1 g of the hydrogen storage alloy until it reaches -0.7 V with respect to the mercury oxide electrode. Was repeated, and the maximum discharge capacity and the cycle life (the number of cycles when the discharge capacity was reduced to 80% of the maximum discharge capacity) were measured. The results are shown in Table 13 below.
【0425】[0425]
【表13】 [Table 13]
【0426】表13から明らかなように、実施例94〜
108の二次電池は、放電容量が高く、サイクル寿命が
長いことがわかる。As is clear from Table 13, Examples 94 to
It can be seen that the secondary battery of No. 108 has a high discharge capacity and a long cycle life.
【0427】(実施例109〜117) <電極評価>下記表14に示す組成になるように各元素
を秤量し、アルゴン雰囲気中で高周波誘導炉にて溶解す
ることにより9種の合金インゴットを得た。つづいて、
実施例117を除く合金インゴットに1000℃で5時
間の熱処理をアルゴン雰囲気下で施した。(Examples 109 to 117) <Evaluation of Electrodes> Nine kinds of alloy ingots were obtained by weighing each element so as to have the composition shown in Table 14 below and melting it in a high frequency induction furnace in an argon atmosphere. Was. Then,
The alloy ingot except for Example 117 was subjected to a heat treatment at 1000 ° C. for 5 hours in an argon atmosphere.
【0428】得られた各合金インゴットを粒径75μm
以下となるように粉砕して水素吸蔵合金粉末を調製し
た。各水素吸蔵合金粉末と電解銅粉末とを重量比で1:
3になるように混合し、各混合体1gを10トン/cm
2 の圧力で5分間加圧することにより直径10mmのペ
レットを作製した。各ペレットをニッケル製金網の間に
挟み込み、前記金網の周辺をスポット溶接して圧接し、
さらにニッケル製リードを前記金網にスポット溶接する
ことにより水素吸蔵電極(負極)を製造した。Each of the obtained alloy ingots was made to have a particle size of 75 μm.
The powder was ground as follows to prepare a hydrogen storage alloy powder. The weight ratio of each hydrogen storage alloy powder and electrolytic copper powder is 1:
3, and 1 g of each mixture is 10 tons / cm.
Pellets were produced with a diameter of 10mm by pressed for 5 minutes with a second pressure. Each pellet is sandwiched between nickel wire meshes, and the periphery of the wire mesh is spot welded and pressed,
Further, a hydrogen storage electrode (negative electrode) was manufactured by spot welding a nickel lead to the wire mesh.
【0429】得られた各負極を対極である焼結式ニッケ
ル電極と共に容器内の8N−KOH水溶液(電解液)に
浸漬して試験セルを組み立てた。Each of the obtained negative electrodes was immersed in an 8N-KOH aqueous solution (electrolytic solution) in a container together with a sintered nickel electrode as a counter electrode to assemble a test cell.
【0430】(比較例27)以下に説明する水素吸蔵合
金粉末を用いること以外は、実施例109〜117と同
様な試験セルを組み立てた。(Comparative Example 27) A test cell similar to that of Examples 109 to 117 was assembled except that the hydrogen storage alloy powder described below was used.
【0431】各元素を下記表14に示す組成になるよう
に秤量し、アルゴンの雰囲気下で高周波溶解にて合金イ
ンゴットを作製した。つづいて、これら合金インゴット
を溶融し、得られた溶湯をアルゴン雰囲気中、5m/s
ecの周速度で回転する銅製単ロールの表面に滴下して
急冷し、薄片状の水素吸蔵合金を作製した。ひきつづ
き、各薄片状水素吸蔵合金に890℃で12時間の熱処
理をアルゴン雰囲気下で施した後、粒径75μm以下と
なるように粉砕して水素吸蔵合金粉末を作製した。Each element was weighed so as to have the composition shown in Table 14 below, and an alloy ingot was produced by high frequency melting under an atmosphere of argon. Subsequently, these alloy ingots were melted, and the obtained molten metal was heated at 5 m / s in an argon atmosphere.
It was dropped on the surface of a copper single roll rotating at a peripheral speed of ec and rapidly cooled to produce a flake-shaped hydrogen storage alloy. Subsequently, each flaky hydrogen storage alloy was subjected to a heat treatment at 890 ° C. for 12 hours in an argon atmosphere, and then pulverized to a particle size of 75 μm or less to prepare a hydrogen storage alloy powder.
【0432】得られた実施例109〜117及び比較例
27の試験セルについて、25℃の温度下で充放電サイ
クル試験を行った。充放電条件は、水素吸蔵合金1g当
り100mAの電流で5時間充電し、10分間休止した
後、水素吸蔵合金1g当り50mAの電流で酸化水銀電
極に対して−0.6Vになるまで放電を行うサイクルを
繰り返し、最大放電容量及びサイクル寿命(放電容量が
最大放電容量の80%まで低下した際のサイクル数)を
測定した。その結果を下記表14に併記する。The test cells of Examples 109 to 117 and Comparative Example 27 were subjected to a charge / discharge cycle test at a temperature of 25 ° C. The charge and discharge conditions are as follows: charge at a current of 100 mA per 1 g of the hydrogen storage alloy for 5 hours, pause for 10 minutes, and then discharge at a current of 50 mA per 1 g of the hydrogen storage alloy to -0.6 V with respect to the mercury oxide electrode. The cycle was repeated, and the maximum discharge capacity and the cycle life (the number of cycles when the discharge capacity was reduced to 80% of the maximum discharge capacity) were measured. The results are shown in Table 14 below.
【0433】<Vickers硬度>また、得られた実
施例109〜117及び比較例27の水素吸蔵合金につ
いて、マイクロカッターを用いて厚さ8mmにスライス
し、0.25μmのダイヤモンド・ペースト仕上げを行
う鏡面研磨を施し、評価用試料とした。各試料につい
て、AKASHI社製のマイクロ・ヴィッカース硬度計
を用い、荷重25gfを15秒間加える条件でVickers
硬度を測定し、その結果を下記表14に併記する。<Vickers Hardness> Further, the obtained hydrogen storage alloys of Examples 109 to 117 and Comparative Example 27 were sliced to a thickness of 8 mm using a micro cutter and mirror-finished with a diamond paste finish of 0.25 μm. Polishing was performed to obtain a sample for evaluation. For each sample, a Vickers hardness tester manufactured by AKASHI Co., Ltd. was applied under the condition of applying a load of 25 gf for 15 seconds.
The hardness was measured, and the results are shown in Table 14 below.
【0434】[0434]
【表14】 [Table 14]
【0435】前記表14から明らかなように、鋳造法に
より作製され、かつ前記一般式(8)で表される組成を
有する実施例109〜117の二次電池は、比較例27
の二次電池に比べて大きな放電容量を有し、かつサイク
ル寿命が長いことがわかる。また、ヴィッカース硬度が
700Hv未満である水素吸蔵合金を含む負極を備えた
実施例109〜116の二次電池は、ヴィッカース硬度
が700Hv以上である水素吸蔵合金を含む負極を備え
た実施例117の二次電池に比べてサイクル寿命が長い
ことがわかる。As is clear from Table 14, the secondary batteries of Examples 109 to 117 produced by the casting method and having the composition represented by the general formula (8) were obtained in Comparative Example 27.
It can be seen that the battery has a larger discharge capacity and a longer cycle life as compared with the secondary battery. In addition, the secondary batteries of Examples 109 to 116 each including the negative electrode including a hydrogen storage alloy having a Vickers hardness of less than 700 Hv are similar to the secondary batteries of Example 117 including the negative electrode including a hydrogen storage alloy having a Vickers hardness of 700 Hv or higher. It can be seen that the cycle life is longer than that of the secondary battery.
【0436】(実施例118〜126) <電極評価>下記表15に示す組成になるように各元素
を秤量し、アルゴン雰囲気中で高周波誘導炉にて溶解す
ることにより9種の合金インゴットを得た。つづいて、
実施例126を除く合金インゴットに1000℃で5時
間の熱処理をアルゴン雰囲気下で施した。(Examples 118 to 126) <Evaluation of Electrodes> Nine kinds of alloy ingots were obtained by weighing each element so as to have the composition shown in Table 15 below and melting it in a high frequency induction furnace in an argon atmosphere. Was. Then,
The alloy ingot except for Example 126 was subjected to a heat treatment at 1000 ° C. for 5 hours in an argon atmosphere.
【0437】得られた各合金インゴットを粒径75μm
以下となるように粉砕して水素吸蔵合金粉末を調製し
た。各水素吸蔵合金粉末と電解銅粉末とを重量比で1:
3になるように混合し、各混合体1gを10トン/cm
2 の圧力で5分間加圧することにより直径10mmのペ
レットを作製した。各ペレットをニッケル製金網の間に
挟み込み、前記金網の周辺をスポット溶接して圧接し、
さらにニッケル製リードを前記金網にスポット溶接する
ことにより水素吸蔵電極(負極)を製造した。Each of the obtained alloy ingots was made to have a particle size of 75 μm.
The powder was ground as follows to prepare a hydrogen storage alloy powder. The weight ratio of each hydrogen storage alloy powder and electrolytic copper powder is 1:
3, and 1 g of each mixture is 10 tons / cm.
Pellets were produced with a diameter of 10mm by pressed for 5 minutes with a second pressure. Each pellet is sandwiched between nickel wire meshes, and the periphery of the wire mesh is spot welded and pressed,
Further, a hydrogen storage electrode (negative electrode) was manufactured by spot welding a nickel lead to the wire mesh.
【0438】得られた各負極を対極である焼結式ニッケ
ル電極と共に容器内の8N−KOH水溶液(電解液)に
浸漬して試験セルを組み立てた。A test cell was assembled by immersing each of the obtained negative electrodes together with a sintered nickel electrode as a counter electrode in an 8N-KOH aqueous solution (electrolytic solution) in a container.
【0439】(比較例28)以下に説明する水素吸蔵合
金粉末を用いること以外は、実施例118〜126と同
様な試験セルを組み立てた。(Comparative Example 28) A test cell similar to that of Examples 118 to 126 was assembled except that the hydrogen storage alloy powder described below was used.
【0440】各元素を下記表15に示す組成になるよう
に秤量し、アルゴンの雰囲気下で高周波溶解にて合金イ
ンゴットを作製した。つづいて、これら合金インゴット
を溶融し、得られた溶湯をアルゴン雰囲気中、5m/s
ecの周速度で回転する銅製単ロールの表面に滴下して
急冷し、薄片状の水素吸蔵合金を作製した。ひきつづ
き、各薄片状水素吸蔵合金に890℃で12時間の熱処
理をアルゴン雰囲気下で施した後、粒径75μm以下と
なるように粉砕して水素吸蔵合金粉末を作製した。Each element was weighed so as to have the composition shown in Table 15 below, and an alloy ingot was produced by high frequency melting under an atmosphere of argon. Subsequently, these alloy ingots were melted, and the obtained molten metal was heated at 5 m / s in an argon atmosphere.
It was dropped on the surface of a copper single roll rotating at a peripheral speed of ec and rapidly cooled to produce a flake-shaped hydrogen storage alloy. Subsequently, each flaky hydrogen storage alloy was subjected to a heat treatment at 890 ° C. for 12 hours in an argon atmosphere, and then pulverized to a particle size of 75 μm or less to prepare a hydrogen storage alloy powder.
【0441】得られた実施例118〜126及び比較例
28の試験セルについて、25℃の温度下で充放電サイ
クル試験を行った。充放電条件は、水素吸蔵合金1g当
り100mAの電流で5時間充電し、10分間休止した
後、水素吸蔵合金1g当り50mAの電流で酸化水銀電
極に対して−0.6Vになるまで放電を行うサイクルを
繰り返し、最大放電容量及びサイクル寿命(放電容量が
最大放電容量の80%まで低下した際のサイクル数)を
測定した。その結果を下記表16に示す。A charge / discharge cycle test was performed on the test cells of Examples 118 to 126 and Comparative Example 28 at a temperature of 25 ° C. The charge and discharge conditions are as follows: charge at a current of 100 mA per 1 g of the hydrogen storage alloy for 5 hours, pause for 10 minutes, and then discharge at a current of 50 mA per 1 g of the hydrogen storage alloy to -0.6 V with respect to the mercury oxide electrode. The cycle was repeated, and the maximum discharge capacity and the cycle life (the number of cycles when the discharge capacity was reduced to 80% of the maximum discharge capacity) were measured. The results are shown in Table 16 below.
【0442】<Vickers硬度>また、得られた実
施例118〜126及び比較例28の水素吸蔵合金につ
いて、前述した実施例109〜117で説明したのと同
様にしてVickers硬度を測定し、その結果を下記表16
に併記する。<Vickers Hardness> Further, with respect to the obtained hydrogen storage alloys of Examples 118 to 126 and Comparative Example 28, Vickers hardness was measured in the same manner as described in Examples 109 to 117 described above. Table 16 below
It is described together.
【0443】[0443]
【表15】 [Table 15]
【0444】[0444]
【表16】 [Table 16]
【0445】前記表15、表16から明らかなように、
鋳造法により作製され、かつ前記一般式(9)で表され
る組成を有する実施例118〜126の二次電池は、比
較例28の二次電池に比べて大きな放電容量を有し、か
つサイクル寿命が長いことがわかる。また、ヴィッカー
ス硬度が700Hv未満である水素吸蔵合金を含む負極
を備えた実施例118〜125の二次電池は、ヴィッカ
ース硬度が700Hv以上である水素吸蔵合金を含む負
極を備えた実施例126の二次電池に比べてサイクル寿
命が長いことがわかる。As is apparent from Tables 15 and 16,
The secondary batteries of Examples 118 to 126 produced by the casting method and having the composition represented by the general formula (9) have a larger discharge capacity than the secondary battery of Comparative Example 28, and have a higher cycle capacity. It can be seen that the life is long. In addition, the secondary batteries of Examples 118 to 125 provided with the negative electrode including a hydrogen storage alloy having a Vickers hardness of less than 700 Hv are the secondary batteries of Examples 126 including the negative electrode including a hydrogen storage alloy having a Vickers hardness of 700 Hv or more. It can be seen that the cycle life is longer than that of the secondary battery.
【0446】(実施例127〜140及び比較例29〜
31)最終的に表17に示す組成比になるように歩留ま
りを見込んで各元素を秤量し、アルゴン雰囲気中で高周
波溶解炉にて溶解させることにより合金インゴットを作
製した。得られた各インゴットに1000℃で5時間熱
処理をアルゴン雰囲気下で施すことにより下記表17に
示す組成の水素吸蔵合金インゴットを得た。(Examples 127 to 140 and Comparative Examples 29 to 140)
31) Finally, each element was weighed in view of the yield so as to have the composition ratio shown in Table 17, and was melted in a high-frequency melting furnace in an argon atmosphere to produce an alloy ingot. Each of the obtained ingots was subjected to a heat treatment at 1000 ° C. for 5 hours in an argon atmosphere to obtain a hydrogen storage alloy ingot having a composition shown in Table 17 below.
【0447】前記各水素吸蔵合金インゴットを粉砕し、
粒径75μm以下にふるい分けた後、以下に説明する手
順で電極を作製した。まず、各合金粉末600mgに5
重量%に調製したPVA(ポリビニルアルコール)水溶
液150μlを添加し、十分に混練してペースト状に
し、端子を取り付けた2cm角の発泡メタルに均一にな
るように塗り込み、大気中で十分に乾燥させた後、真空
乾燥させた。次いで、2t/cm2の圧力でプレスし、
合金電極(負極)を作製した。Each of the hydrogen storage alloy ingots is pulverized,
After sieving to a particle size of 75 μm or less, an electrode was prepared according to the procedure described below. First, 5
Add 150 μl of a PVA (polyvinyl alcohol) aqueous solution prepared to a weight%, knead it sufficiently to form a paste, apply it evenly to a 2 cm square foam metal with terminals attached, and dry it sufficiently in air. After that, it was dried in vacuum. Then, press at a pressure of 2 t / cm 2 ,
An alloy electrode (negative electrode) was produced.
【0448】得られた負極を、対極である焼結式ニッケ
ル電極とともに8規定の水酸化カリウム水溶液に浸漬
し、各温度下(25℃及び50℃)において充放電試験
を行った。充放電条件は、各温度において水素吸蔵合金
1g当たり100mAの電流で5時間充電した後、10
分間休止し、水素吸蔵合金1g当たり50mAの電流で
酸化水銀の参照電極に対して−0.6Vになるまで放電
を行い、再び10分間休止を行うというものにした。2
5℃及び50℃における放電容量から下記(i)式に従
って50℃における放電容量維持率(%)を測定し、そ
の結果を下記表18に示す。The obtained negative electrode was immersed in an 8 N aqueous potassium hydroxide solution together with a sintered nickel electrode as a counter electrode, and a charge / discharge test was performed at each temperature (25 ° C. and 50 ° C.). The charge and discharge conditions were as follows: at each temperature, the battery was charged at a current of 100 mA per 1 g of the hydrogen storage alloy for 5 hours,
Then, the battery was discharged at a current of 50 mA per 1 g of the hydrogen storage alloy until the voltage of the reference electrode of mercury oxide became -0.6 V, and the discharge was resumed for 10 minutes. 2
The discharge capacity retention rate (%) at 50 ° C. was measured from the discharge capacities at 5 ° C. and 50 ° C. according to the following formula (i). The results are shown in Table 18 below.
【0449】 維持率(%)={C(50℃)/C(25℃)}×100 (i) 前記(i)式において、C(50℃)は50℃での充放
電試験における50サイクル目の放電容量、C(25
℃)は25℃での充放電試験における50サイクル目の
放電容量を示す。Retention rate (%) = {C (50 ° C.) / C (25 ° C.)} × 100 (i) In the formula (i), C (50 ° C.) is 50 cycles in a charge / discharge test at 50 ° C. Eye discharge capacity, C (25
° C) indicates the discharge capacity at the 50th cycle in the charge / discharge test at 25 ° C.
【0450】[0450]
【表17】 [Table 17]
【0451】[0451]
【表18】 [Table 18]
【0452】表17〜18から明らかなように、R2中
のCe含有量が20重量%未満である水素吸蔵合金を含
む負極を備えた実施例127〜140の二次電池は、R
2中のCe含有量が20重量%を越える水素吸蔵合金を
含む負極を備えた比較例29〜31に比較して、高温に
した際の放電容量の低下を抑制できることがわかる。As is clear from Tables 17 and 18, the secondary batteries of Examples 127 to 140 provided with a negative electrode containing a hydrogen storage alloy having a Ce content of less than 20% by weight in R2 had an R
It can be seen that a decrease in discharge capacity at a high temperature can be suppressed as compared with Comparative Examples 29 to 31 including negative electrodes containing a hydrogen storage alloy having a Ce content of more than 20% by weight in Sample No. 2.
【0453】(実施例141〜150及び比較例32〜
35)最終的に表19に示す組成比になるように歩留ま
りを見込んで各元素を秤量し、アルゴンの雰囲気下で高
周波溶解にて合金インゴットを作製した。つづいて、こ
れら合金インゴットを溶融し、得られた溶湯をアルゴン
雰囲気中、5m/secの周速度で回転する銅製単ロー
ルの表面に滴下して急冷し、薄片状の水素吸蔵合金を得
た。ひきつづき、各薄片状水素吸蔵合金に890℃で1
2時間の熱処理をアルゴン雰囲気下で施した。(Examples 141 to 150 and Comparative Examples 32 to
35) Finally, each element was weighed in view of the yield so as to have the composition ratio shown in Table 19, and an alloy ingot was produced by high-frequency melting in an argon atmosphere. Subsequently, these alloy ingots were melted, and the obtained molten metal was dropped on a surface of a copper single roll rotating at a peripheral speed of 5 m / sec in an argon atmosphere and rapidly cooled to obtain a flaky hydrogen storage alloy. Subsequently, each flaky hydrogen storage alloy was heated at 890 ° C for 1 hour.
Heat treatment for 2 hours was performed under an argon atmosphere.
【0454】得られた薄片状の水素吸蔵合金を粉砕し、
粒径75μm以下にふるい分けた後、前述した実施例1
27〜140で説明したのと同様にして水素吸蔵合金電
極(負極)を作製した。The obtained flaky hydrogen storage alloy was pulverized,
After sieving to a particle size of 75 μm or less,
A hydrogen storage alloy electrode (negative electrode) was produced in the same manner as described in 27 to 140.
【0455】得られた負極を、対極である焼結式ニッケ
ル電極とともに8規定の水酸化カリウム水溶液に浸漬
し、各温度下(25℃及び50℃)において充放電試験
を行った。充放電条件は、前述した実施例127〜14
0で説明したのと同様にした。25℃及び50℃におけ
る放電容量から前述した(i)式に従って50℃におけ
る放電容量維持率(%)を測定し、その結果を下記表2
0に示す。The obtained negative electrode was immersed in an 8 N aqueous potassium hydroxide solution together with a sintered nickel electrode as a counter electrode, and a charge / discharge test was performed at each temperature (25 ° C. and 50 ° C.). The charging / discharging conditions are the same as those in Examples 127 to 14 described above.
0 as described above. The discharge capacity retention rate (%) at 50 ° C. was measured from the discharge capacities at 25 ° C. and 50 ° C. according to the above-mentioned equation (i), and the results were shown in Table 2 below.
0 is shown.
【0456】[0456]
【表19】 [Table 19]
【0457】[0457]
【表20】 [Table 20]
【0458】表19〜20から明らかなように、R2中
のCe含有量が20重量%未満である水素吸蔵合金を含
む負極を備えた実施例141〜150の二次電池は、R
2中のCe含有量が20重量%を越える水素吸蔵合金を
含む負極を備えた比較例32〜35に比較して、高温に
した際の放電容量の低下を抑制できることがわかる。ま
た、実施例141〜150の二次電池の負極に含まれる
水素吸蔵合金は、急冷法によって作製されたものであ
る。一方、前述した実施例127〜140の負極に含ま
れる水素吸蔵合金は、鋳造法によって作製されており、
冷却速度が実施例141〜150に比較して緩慢であ
る。前記表16〜19から明らかなように、この実施例
141〜150の二次電池は、実施例127〜140の
二次電池と比較して遜色ない放電容量が得られることが
わかる。実施例141〜150の二次電池のようにロー
ル急冷法等の急冷凝固により水素吸蔵合金を作製しても
50℃での放電容量維持率が高いのは、R2中のCe含
有量が20重量%未満である組成を有することにより急
冷法によっても面欠陥の少ない水素吸蔵合金が得られる
ためであると推測される。As is clear from Tables 19 to 20, the secondary batteries of Examples 141 to 150 provided with a negative electrode containing a hydrogen storage alloy having a Ce content of less than 20% by weight in R2 have an R
It can be seen that a decrease in discharge capacity at a high temperature can be suppressed as compared with Comparative Examples 32 to 35 each including a negative electrode containing a hydrogen storage alloy having a Ce content of more than 20% by weight in Sample No. 2. Further, the hydrogen storage alloy contained in the negative electrodes of the secondary batteries of Examples 141 to 150 was produced by a quenching method. On the other hand, the hydrogen storage alloy contained in the negative electrodes of Examples 127 to 140 described above is manufactured by a casting method,
The cooling rate is slower than in Examples 141 to 150. As is clear from Tables 16 to 19, the secondary batteries of Examples 141 to 150 have a discharge capacity comparable to the secondary batteries of Examples 127 to 140. Even if a hydrogen storage alloy is produced by rapid solidification such as a roll rapid cooling method as in the secondary batteries of Examples 141 to 150, the discharge capacity retention rate at 50 ° C. is high because the Ce content in R2 is 20% by weight. It is presumed that a hydrogen storage alloy having a small number of surface defects can be obtained by having a composition of less than 10% by quenching.
【0459】(実施例151〜163、参照例1〜4及
び比較例36)最終的に表21に示す組成比になるよう
に歩留まりを見込んで各元素を秤量し、アルゴン雰囲気
中で高周波溶解炉にて溶解させることにより合金インゴ
ットを作製した。得られた各インゴットに1000℃で
5時間熱処理をアルゴン雰囲気下で施すことにより下記
表21に示す組成の水素吸蔵合金インゴットを得た。(Examples 151 to 163, Reference Examples 1 to 4, and Comparative Example 36) Each element was weighed in view of the yield so that the composition ratio finally shown in Table 21 was obtained. An alloy ingot was produced by dissolving the above. Each of the obtained ingots was subjected to a heat treatment at 1000 ° C. for 5 hours in an argon atmosphere to obtain a hydrogen storage alloy ingot having a composition shown in Table 21 below.
【0460】前記各水素吸蔵合金インゴットを粉砕し、
粒径75μm以下にふるい分けた後、前述した実施例1
27〜140で説明したのと同様にして水素吸蔵合金電
極(負極)を作製した。Each of the hydrogen storage alloy ingots is pulverized,
After sieving to a particle size of 75 μm or less,
A hydrogen storage alloy electrode (negative electrode) was produced in the same manner as described in 27 to 140.
【0461】得られた負極を、対極である焼結式ニッケ
ル電極とともに8規定の水酸化カリウム水溶液に浸漬
し、各温度下(25℃及び50℃)において充放電試験
を行った。充放電条件は、前述した実施例127〜14
0で説明したのと同様にした。25℃及び50℃におけ
る放電容量から前述した(i)式に従って50℃におけ
る放電容量維持率(%)を測定し、その結果を下記表2
2に示す。なお、表22には、前述した(I)式;m=
125y+20より算出した許容され得るCe含有量m
(重量%)及び実際の水素吸蔵合金のR3に含まれるC
e量(重量%)を併記する。The obtained negative electrode was immersed in an 8 N aqueous potassium hydroxide solution together with a sintered nickel electrode as a counter electrode, and a charge / discharge test was performed at each temperature (25 ° C. and 50 ° C.). The charging / discharging conditions are the same as those in Examples 127 to 14 described above.
0 as described above. The discharge capacity retention rate (%) at 50 ° C. was measured from the discharge capacities at 25 ° C. and 50 ° C. according to the above-mentioned equation (i), and the results were shown in Table 2 below.
It is shown in FIG. Table 22 shows the above-mentioned formula (I);
Acceptable Ce content m calculated from 125y + 20
(% By weight) and C contained in R3 of the actual hydrogen storage alloy
The e amount (% by weight) is also indicated.
【0462】[0462]
【表21】 [Table 21]
【0463】[0463]
【表22】 [Table 22]
【0464】表21〜22から明らかなように、R3中
のCe含有量が前述した(I)式から算出される値(m
重量%)よりも少ない水素吸蔵合金を含む負極を備えた
実施例151〜153の二次電池は、R3中のCe含有
量がm重量%よりも多い水素吸蔵合金を含む負極を備え
た参照例1の二次電池に比較して、高温環境下における
放電容量の低下を抑制できることがわかる。また、実施
例154〜156及び参照例2の二次電池における特性
の比較並びに実施例157〜159及び参照例3の二次
電池における特性の比較から、Co含有量を変化させた
場合にも同様な傾向を有することがわかる。さらに、実
施例160〜163のように各元素の原子比や、元素の
種類を異ならせた場合にもR3中のCe含有量がm重量
%よりも少ないと、高温での放電容量の低下を抑制でき
ることがわかる。As is clear from Tables 21 to 22, the Ce content in R3 was determined by the value (m) calculated from the above-described formula (I).
(% By weight) of the secondary batteries of Examples 151 to 153 provided with a negative electrode including a hydrogen storage alloy having a smaller amount of hydrogen storage alloy. It can be seen that a decrease in the discharge capacity under a high temperature environment can be suppressed as compared with the secondary battery of No. 1. Also, from the comparison of the characteristics of the secondary batteries of Examples 154 to 156 and Reference Example 2 and the comparison of the characteristics of the secondary batteries of Examples 157 to 159 and Reference Example 3, the same applies when the Co content is changed. It can be seen that there is a tendency. Furthermore, even when the atomic ratio of each element and the type of element are different as in Examples 160 to 163, if the Ce content in R3 is less than m wt%, the discharge capacity at high temperatures decreases. It can be seen that it can be suppressed.
【0465】(実施例164〜175及び比較例37〜
43)最終的に表23に示す組成比になるように歩留ま
りを見込んで各元素を秤量し、アルゴンの雰囲気下で高
周波溶解にて合金インゴットを作製した。つづいて、こ
れら合金インゴットを溶融し、得られた溶湯をアルゴン
雰囲気中、5m/secの周速度で回転する銅製単ロー
ルの表面に滴下して急冷し、薄片状の水素吸蔵合金を得
た。ひきつづき、各薄片状水素吸蔵合金に890℃で1
2時間の熱処理をアルゴン雰囲気下で施した。(Examples 164-175 and Comparative Example 37-
43) Finally, each element was weighed in consideration of the yield so that the composition ratio shown in Table 23 was obtained, and an alloy ingot was produced by high-frequency melting in an argon atmosphere. Subsequently, these alloy ingots were melted, and the obtained molten metal was dropped on a surface of a copper single roll rotating at a peripheral speed of 5 m / sec in an argon atmosphere and rapidly cooled to obtain a flaky hydrogen storage alloy. Subsequently, each flaky hydrogen storage alloy was heated at 890 ° C for 1 hour.
Heat treatment for 2 hours was performed under an argon atmosphere.
【0466】得られた薄片状の水素吸蔵合金を粉砕し、
粒径75μm以下にふるい分けた後、前述した実施例1
27〜140で説明したのと同様にして水素吸蔵合金電
極(負極)を作製した。The obtained flaky hydrogen storage alloy was pulverized,
After sieving to a particle size of 75 μm or less,
A hydrogen storage alloy electrode (negative electrode) was produced in the same manner as described in 27 to 140.
【0467】得られた負極を、対極である焼結式ニッケ
ル電極とともに8規定の水酸化カリウム水溶液に浸漬
し、各温度下(25℃及び50℃)において充放電試験
を行った。充放電条件は、前述した実施例127〜14
0で説明したのと同様にした。25℃及び50℃におけ
る放電容量から前述した(i)式に従って50℃におけ
る放電容量維持率(%)を測定し、その結果を下記表2
4に示す。なお、表24には、前述した(I)式;m=
125y+20より算出した許容され得るCe含有量m
(重量%)及び実際の水素吸蔵合金のR3に含まれるC
e量(重量%)を併記する。The obtained negative electrode was immersed in an 8 N aqueous potassium hydroxide solution together with a sintered nickel electrode as a counter electrode, and a charge / discharge test was performed at each temperature (25 ° C. and 50 ° C.). The charging / discharging conditions are the same as those in Examples 127 to 14 described above.
0 as described above. The discharge capacity retention rate (%) at 50 ° C. was measured from the discharge capacities at 25 ° C. and 50 ° C. according to the above-mentioned equation (i), and the results were shown in Table 2 below.
It is shown in FIG. Table 24 shows the above-mentioned formula (I);
Acceptable Ce content m calculated from 125y + 20
(% By weight) and C contained in R3 of the actual hydrogen storage alloy
The e amount (% by weight) is also indicated.
【0468】[0468]
【表23】 [Table 23]
【0469】[0469]
【表24】 [Table 24]
【0470】表23〜24から明らかなように、R3中
のCe含有量が前述した(I)式;m=125y+20
から算出される値(m重量%)よりも少ない水素吸蔵合
金を含む負極を備えた実施例164〜166の二次電池
は、R3中のCe含有量がm重量%よりも多い水素吸蔵
合金を含む負極を備えた比較例37の二次電池に比較し
て、高温環境下における放電容量の低下を抑制できるこ
とがわかる。また、実施例167〜169及び比較例3
8の二次電池における特性の比較並びに実施例170〜
172及び比較例39の二次電池における特性の比較か
ら、Co含有量を変化させた場合にも同様な傾向を有す
ることがわかる。さらに、実施例173〜175のよう
に各元素の原子比や、元素の種類を異ならせた場合にも
R3中のCe含有量がm重量%よりも少ないと、高温で
の放電容量の低下を抑制できることがわかる。As is clear from Tables 23 and 24, the Ce content in R3 is determined by the formula (I) described above; m = 125y + 20
The secondary batteries of Examples 164 to 166 each including the negative electrode including a hydrogen storage alloy having a value smaller than the value calculated from (m% by weight) have a Ce content in R3 of more than m% by weight. It can be seen that a decrease in the discharge capacity in a high-temperature environment can be suppressed as compared with the secondary battery of Comparative Example 37 including the negative electrode including the negative electrode. Examples 167 to 169 and Comparative Example 3
Of the secondary battery of Example 8 and Examples 170 to
From comparison of the characteristics of the secondary batteries of Comparative Example 172 and Comparative Example 39, it can be seen that the same tendency is exhibited when the Co content is changed. Further, even when the atomic ratio of each element and the type of element are different as in Examples 173 to 175, if the Ce content in R3 is less than m wt%, the discharge capacity at high temperatures decreases. It can be seen that it can be suppressed.
【0471】また、実施例164〜175の二次電池の
負極に含まれる水素吸蔵合金は、急冷法によって作製さ
れたものである。一方、前述した実施例151〜163
の負極に含まれる水素吸蔵合金は、鋳造法によって作製
されており、冷却速度が実施例164〜175に比較し
て緩慢である。前記表21〜24から明らかなように、
この実施例164〜175の二次電池は、実施例151
〜163の二次電池と比較して遜色ない放電容量が得ら
れることがわかる。実施例164〜175の二次電池の
ようにロール急冷法等の急冷凝固により水素吸蔵合金を
作製しても50℃での放電容量維持率が高いのは、R3
中のCe含有量を前述した(I)式で規制することによ
り急冷法によっても面欠陥の少ない水素吸蔵合金が得ら
れるためであると推測される。The hydrogen storage alloy contained in the negative electrodes of the secondary batteries of Examples 164 to 175 was produced by a rapid cooling method. On the other hand, the above-mentioned embodiments 151 to 163
The hydrogen storage alloy contained in the negative electrode was produced by a casting method, and the cooling rate was slower than in Examples 164 to 175. As is clear from Tables 21 to 24,
The secondary batteries of Examples 164 to 175 are described in Example 151.
It can be seen that a discharge capacity comparable to that of the secondary batteries of Nos. 163 to 163 can be obtained. Even when a hydrogen storage alloy is produced by rapid solidification such as a roll rapid cooling method as in the secondary batteries of Examples 164 to 175, the discharge capacity retention rate at 50 ° C. is high because of R3
It is presumed that, by regulating the content of Ce in the above-mentioned formula (I), a hydrogen storage alloy having few plane defects can be obtained even by the quenching method.
【0472】(実施例176〜195及び比較例44〜
45)各元素を下記表25,26に示す組成になるよう
に秤量し、アルゴンの雰囲気中で高周波誘導炉にて溶解
し、水冷銅鋳型に注湯・固化することにより合金インゴ
ットを作製した。つづいて、これら合金インゴットに9
00℃で8時間の熱処理をアルゴン雰囲気下で施した。
得られた各合金インゴットを粒径150μm以下となる
ように粉砕して水素吸蔵合金粉末を作製した。なお、表
25,26中のミッシュメタル(Lm)は、90wt%
のLa、2wt%のCe、5wt%のPr及び3wt%
のNdからなるものである。一方、ミッシュメタル(M
m)は、35wt%のLa、50.3wt%のCe、
5.5wt%のPr、9wt%のNd及び0.2wt%
のSmからなるものである。(Examples 176 to 195 and Comparative Examples 44 to
45) Each element was weighed so as to have the composition shown in the following Tables 25 and 26, melted in a high-frequency induction furnace in an atmosphere of argon, poured into a water-cooled copper mold, and solidified to produce an alloy ingot. Next, 9
Heat treatment was performed at 00 ° C. for 8 hours under an argon atmosphere.
Each of the obtained alloy ingots was pulverized so as to have a particle size of 150 μm or less to prepare a hydrogen storage alloy powder. The misch metal (Lm) in Tables 25 and 26 is 90 wt%.
La, 2 wt% Ce, 5 wt% Pr and 3 wt%
Of Nd. On the other hand, misch metal (M
m) is 35 wt% La, 50.3 wt% Ce,
5.5 wt% Pr, 9 wt% Nd and 0.2 wt%
Of Sm.
【0473】(比較例46〜48)各元素を下記表26
に示す組成になるように秤量し、アルゴンの雰囲気下で
高周波溶解にて合金インゴットを作製した。つづいて、
これら合金インゴットを溶融し、得られた溶湯をアルゴ
ン雰囲気中、5m/secの周速度で回転する銅製単ロ
ールの表面に滴下して急冷し、薄片状の水素吸蔵合金を
作製した。ひきつづき、各薄片状水素吸蔵合金に900
℃で8時間の熱処理をアルゴン雰囲気下で施した後、粒
径150μm以下となるように粉砕して水素吸蔵合金粉
末を作製した。(Comparative Examples 46 to 48)
Was weighed so as to have the composition shown in Table 2, and an alloy ingot was produced by high frequency melting under an atmosphere of argon. Then,
These alloy ingots were melted, and the obtained molten metal was dropped and quenched on the surface of a copper single roll rotating at a peripheral speed of 5 m / sec in an argon atmosphere to produce a flaky hydrogen storage alloy. Subsequently, 900 for each flaky hydrogen storage alloy
After heat treatment at 8 ° C. for 8 hours in an argon atmosphere, the powder was pulverized to a particle size of 150 μm or less to prepare a hydrogen storage alloy powder.
【0474】得られた実施例176〜195及び比較例
44〜48の水素吸蔵合金について、下記(1)〜
(3)に説明する特性を測定した。With respect to the obtained hydrogen storage alloys of Examples 176 to 195 and Comparative Examples 44 to 48, the following (1) to
The characteristics described in (3) were measured.
【0475】(1) 各水素吸蔵合金について、透過型
電子顕微鏡のEDX分析装置(EnergyDispersive X-ray
Spectrometer)を用い、ビーム径4nmで主相の組成
分析を行い、得られた組成式におけるa及びzを下記表
27,28に示す。また、得られたa及びzの値から前
述した(II)式;z=−6×a+δにおけるδを算出
し、その結果を下記表27,28に示す。(1) For each hydrogen storage alloy, use an EDX analyzer (Energy Dispersive X-ray) of a transmission electron microscope.
Using a Spectrometer), the composition of the main phase was analyzed at a beam diameter of 4 nm, and a and z in the obtained composition formulas are shown in Tables 27 and 28 below. Further, δ at the above-mentioned formula (II); z = −6 × a + δ was calculated from the obtained values of a and z, and the results are shown in Tables 27 and 28 below.
【0476】(2) 各水素吸蔵合金について、透過型
電子顕微鏡を用い、主相の(1,0,0)面を倍率2万倍に
て10視野撮影した。なお、撮影箇所は、各視野毎に異
ならせた。次いで、各視野において任意の十箇所につい
て100nm当たりの面欠陥の数を測定し、その結果を
下記表27,28に併記する。(2) Using a transmission electron microscope, the (1,0,0) plane of the main phase was photographed with a magnification of 20,000 times in 10 visual fields for each hydrogen storage alloy. In addition, the imaging location was different for each visual field. Next, the number of plane defects per 100 nm was measured at any ten locations in each field of view, and the results are shown in Tables 27 and 28 below.
【0477】(3)各水素吸蔵合金粉末について、水素
吸蔵特性として、ジーベルツ法(JIS H7201)
により、60℃で10気圧未満の水素圧下で圧力−組成
等温線を測定し、有効水素吸蔵量(JIS H7003
水素吸蔵合金用語)を求め、その結果を下記表29,
30に併記する。(3) The hydrogen storage properties of each hydrogen storage alloy powder were determined by the Sievertz method (JIS H7201).
The pressure-composition isotherm was measured at 60 ° C. under a hydrogen pressure of less than 10 atm, and the effective hydrogen storage amount (JIS H7003) was measured.
Hydrogen storage alloy term) and the results are shown in Table 29 below.
Also described in 30.
【0478】また、実施例177の水素吸蔵合金の主相
を構成する結晶粒の(1,0,0)面を透過型電子顕微鏡に
て2万倍で撮影し、得られた電子顕微鏡写真を図4に示
す。The (1,0,0) plane of the crystal grains constituting the main phase of the hydrogen storage alloy of Example 177 was photographed at a magnification of 20,000 with a transmission electron microscope, and the obtained electron micrograph was taken. As shown in FIG.
【0479】また、実施例176〜195及び比較例4
4〜48の水素吸蔵合金粉末から以下に説明する方法に
よって水素吸蔵電極(負極)をそれぞれ製造した。すな
わち、各水素吸蔵合金粉末と電解銅粉末とを重量比で
1:3になるように混合し、各混合体1gを10トン/
cm2 の圧力で5分間加圧することにより直径10mm
のペレットを作製した。各ペレットをニッケル製金網の
間に挟み込み、前記金網の周辺をスポット溶接して圧接
し、さらにニッケル製リードを前記金網にスポット溶接
することにより水素吸蔵電極(負極)を製造した。Also, Examples 176 to 195 and Comparative Example 4
Hydrogen storage electrodes (negative electrodes) were manufactured from the hydrogen storage alloy powders Nos. 4 to 48 by the method described below. That is, each of the hydrogen storage alloy powder and the electrolytic copper powder were mixed at a weight ratio of 1: 3, and 1 g of each mixture was added at 10 tons / ton.
10 mm in diameter by pressing for 5 minutes at a pressure of cm 2
Was prepared. Each pellet was sandwiched between nickel metal meshes, the periphery of the metal mesh was spot-welded and pressed, and a nickel lead was spot-welded to the metal mesh to produce a hydrogen storage electrode (negative electrode).
【0480】得られた各負極を対極である焼結式ニッケ
ル電極と共に容器内の8N−KOH水溶液(電解液)に
浸漬し、20℃の温度下にて充放電サイクル試験を行っ
た。充放電条件は、水素吸蔵合金1g当り100mAの
電流で5時間充電し、10分間休止した後、水素吸蔵合
金1g当り100mAの電流で酸化水銀電極に対して−
0.7Vになるまで放電を行うサイクルを繰り返し、最
大放電容量及びサイクル寿命(放電容量が最大放電容量
の70%まで低下した際のサイクル数)を測定した。そ
の結果を下記表29,30に示す。Each of the obtained negative electrodes was immersed in an 8N-KOH aqueous solution (electrolyte solution) in a container together with a sintered nickel electrode as a counter electrode, and a charge / discharge cycle test was performed at a temperature of 20 ° C. The charge and discharge conditions were as follows: the battery was charged at a current of 100 mA per 1 g of the hydrogen storage alloy for 5 hours, paused for 10 minutes, and then with a current of 100 mA per 1 g of the hydrogen storage alloy with respect to the mercury oxide electrode.
The cycle of discharging until the voltage reached 0.7 V was repeated, and the maximum discharge capacity and the cycle life (the number of cycles when the discharge capacity decreased to 70% of the maximum discharge capacity) were measured. The results are shown in Tables 29 and 30 below.
【0481】[0481]
【表25】 [Table 25]
【0482】[0482]
【表26】 [Table 26]
【0483】[0483]
【表27】 [Table 27]
【0484】[0484]
【表28】 [Table 28]
【0485】[0485]
【表29】 [Table 29]
【0486】[0486]
【表30】 [Table 30]
【0487】前記表25〜30から明らかなように、前
述した一般式(12)で表される組成を有し、前記一般
式(12)におけるa及びzが前述した式(II)を満足
する組成の結晶相が主相であり、かつ前記主相中の面欠
陥が100nm当たり20本以下である実施例176〜
195の水素吸蔵合金は、比較例44〜48の水素吸蔵
合金に比べて有効水素吸蔵量(H/M)が高いことがわ
かる。また、このような特定の組成を有する結晶相を主
相とし、前記主相中の面欠陥が前記範囲に規制された水
素吸蔵合金を含む負極を備えた実施例176〜195の
二次電池は、放電容量及びサイクル寿命の双方が比較例
44〜48の二次電池に比べて優れていることがわか
る。As is clear from Tables 25 to 30, the composition has the composition represented by the general formula (12), and a and z in the general formula (12) satisfy the above-mentioned formula (II). Examples 176 to 176 in which the crystal phase of the composition is the main phase, and the number of plane defects in the main phase is 20 or less per 100 nm.
It can be seen that the hydrogen storage alloy of 195 has a higher effective hydrogen storage amount (H / M) than the hydrogen storage alloys of Comparative Examples 44 to 48. In addition, the secondary batteries of Examples 176 to 195 each including a negative electrode including a hydrogen storage alloy in which the crystal phase having such a specific composition is a main phase and the surface defects in the main phase are restricted to the above range are provided. It can be seen that both the discharge capacity and the cycle life are superior to the secondary batteries of Comparative Examples 44 to 48.
【0488】(実施例196〜215及び比較例49〜
50)各元素を下記表31,32に示す組成になるよう
に秤量し、アルゴンの雰囲気中で高周波誘導炉にて溶解
し、水冷銅鋳型に注湯・固化することにより合金インゴ
ットを作製した。つづいて、これら合金インゴットに8
90℃で12時間の熱処理をアルゴン雰囲気下で施し
た。得られた各合金インゴットを粒径125μm以下と
なるように粉砕して水素吸蔵合金粉末を作製した。な
お、表31,32中のミッシュメタル(Lm)は、94
wt%のLa、2wt%のCe、2wt%のPr及び2
wt%のNdからなるものである。一方、ミッシュメタ
ル(Mm)は、35wt%のLa、50.3wt%のC
e、5.5wt%のPr、9wt%のNd及び0.2w
t%のSmからなるものである。(Examples 196-215 and Comparative Examples 49-
50) Each element was weighed so as to have the composition shown in Tables 31 and 32 below, melted in a high-frequency induction furnace in an atmosphere of argon, poured into a water-cooled copper mold, and solidified to prepare an alloy ingot. Next, 8 of these alloy ingots
Heat treatment at 90 ° C. for 12 hours was performed under an argon atmosphere. Each of the obtained alloy ingots was pulverized so as to have a particle size of 125 μm or less to prepare a hydrogen storage alloy powder. The misch metal (Lm) in Tables 31 and 32 is 94
wt% La, 2 wt% Ce, 2 wt% Pr and 2
It is composed of wt% Nd. On the other hand, misch metal (Mm) contains 35 wt% La and 50.3 wt% C
e, 5.5 wt% Pr, 9 wt% Nd and 0.2 w
It consists of t% of Sm.
【0489】(比較例51〜53)各元素を下記表32
に示す組成になるように秤量し、アルゴンの雰囲気下で
高周波溶解にて合金インゴットを作製した。つづいて、
これら合金インゴットを溶融し、得られた溶湯をアルゴ
ン雰囲気中、5m/secの周速度で回転する銅製単ロ
ールの表面に滴下して急冷し、薄片状の水素吸蔵合金を
作製した。ひきつづき、各薄片状水素吸蔵合金に890
℃で12時間の熱処理をアルゴン雰囲気下で施した後、
粒径125μm以下となるように粉砕して水素吸蔵合金
粉末を作製した。(Comparative Examples 51 to 53)
Was weighed so as to have the composition shown in Table 2, and an alloy ingot was produced by high frequency melting under an atmosphere of argon. Then,
These alloy ingots were melted, and the obtained molten metal was dropped and quenched on the surface of a copper single roll rotating at a peripheral speed of 5 m / sec in an argon atmosphere to produce a flaky hydrogen storage alloy. Next, 890 was added to each flaky hydrogen storage alloy.
C. for 12 hours under argon atmosphere
The powder was pulverized so as to have a particle size of 125 μm or less to prepare a hydrogen storage alloy powder.
【0490】得られた実施例196〜215及び比較例
49〜53の水素吸蔵合金について、下記(1)〜
(3)に説明する特性を測定した。With respect to the obtained hydrogen storage alloys of Examples 196 to 215 and Comparative Examples 49 to 53,
The characteristics described in (3) were measured.
【0491】(1) 各水素吸蔵合金について、透過型
電子顕微鏡のEDX分析装置を用い、ビーム径4nmで
主相の組成分析を行い、得られた組成式におけるa及び
zを下記表33,34に示す。また、得られたa及びz
の値から前述した(II)式;z=−6×a+δにおける
δを算出し、その結果を下記表33,34に示す。(1) The composition of the main phase of each hydrogen-absorbing alloy was analyzed using a transmission electron microscope EDX analyzer at a beam diameter of 4 nm, and a and z in the obtained composition formulas were expressed in Tables 33 and 34 below. Shown in Also, the obtained a and z
Is calculated from the above formula (II); z = −6 × a + δ, and the results are shown in Tables 33 and 34 below.
【0492】(2) 各水素吸蔵合金について、透過型
電子顕微鏡を用い、任意の結晶粒を倍率3万倍にて10
視野撮影した。なお、撮影対象となる結晶粒は各視野毎
に異ならせた。次いで、各視野(各結晶粒)において任
意の十箇所で面欠陥数を測定し、各結晶粒における10
0nm当たりの平均的な面欠陥数を算出し、その結果を
下記表33,34に示す。また、100nm当たりの平
均的な面欠陥数が20本以下である結晶粒の面積比率を
計測し、その結果を下記表33,34に示す。(2) Using a transmission electron microscope, an arbitrary crystal grain of each hydrogen storage alloy was magnified by a factor of 30,000 at a magnification of 30,000.
Field of view was taken. The crystal grains to be photographed were different for each visual field. Next, the number of plane defects was measured at any ten locations in each field of view (each crystal grain), and 10
The average number of plane defects per 0 nm was calculated, and the results are shown in Tables 33 and 34 below. The area ratio of crystal grains having an average number of plane defects of 20 or less per 100 nm was measured, and the results are shown in Tables 33 and 34 below.
【0493】(3)各水素吸蔵合金粉末について、水素
吸蔵特性として、ジーベルツ法(JIS H7201)
により、60℃で10気圧未満の水素圧下で圧力−組成
等温線を測定し、有効水素吸蔵量(JIS H7003
水素吸蔵合金用語)を求め、その結果を下記表35,
36に示す。(3) The hydrogen storage properties of each hydrogen storage alloy powder were determined by the Siebelz method (JIS H7201).
The pressure-composition isotherm was measured at 60 ° C. under a hydrogen pressure of less than 10 atm, and the effective hydrogen storage amount (JIS H7003)
Hydrogen storage alloy term), and the results are shown in Table 35 below.
36.
【0494】また、実施例196〜215及び比較例4
9〜53の水素吸蔵合金粉末から前述した実施例176
〜195で説明したのと同様な方法により水素吸蔵電極
(負極)をそれぞれ製造した。Also, Examples 196 to 215 and Comparative Example 4
Example 176 described above from the hydrogen storage alloy powders of Nos. 9 to 53
To 195, a hydrogen storage electrode (negative electrode) was manufactured in the same manner as described above.
【0495】得られた各負極を対極である焼結式ニッケ
ル電極と共に容器内の8N−KOH水溶液(電解液)に
浸漬し、20℃の温度下にて充放電サイクル試験を行っ
た。充放電条件は、水素吸蔵合金1g当り100mAの
電流で5時間充電し、10分間休止した後、水素吸蔵合
金1g当り150mAの電流で酸化水銀電極に対して−
0.7Vになるまで放電を行うサイクルを繰り返し、最
大放電容量及びサイクル寿命(放電容量が最大放電容量
の70%まで低下した際のサイクル数)を測定した。そ
の結果を下記表35,36に示す。Each of the obtained negative electrodes was immersed in an 8N-KOH aqueous solution (electrolyte solution) in a container together with a sintered nickel electrode as a counter electrode, and a charge / discharge cycle test was performed at a temperature of 20 ° C. The charge and discharge conditions were as follows: the battery was charged at a current of 100 mA per 1 g of the hydrogen storage alloy for 5 hours, paused for 10 minutes, and then with a current of 150 mA per 1 g of the hydrogen storage alloy with respect to the mercury oxide electrode.
The cycle of discharging until the voltage reached 0.7 V was repeated, and the maximum discharge capacity and the cycle life (the number of cycles when the discharge capacity decreased to 70% of the maximum discharge capacity) were measured. The results are shown in Tables 35 and 36 below.
【0496】[0496]
【表31】 [Table 31]
【0497】[0497]
【表32】 [Table 32]
【0498】[0498]
【表33】 [Table 33]
【0499】[0499]
【表34】 [Table 34]
【0500】[0500]
【表35】 [Table 35]
【0501】[0501]
【表36】 [Table 36]
【0502】前記表31〜36から明らかなように、前
述した一般式(13)で表される組成を有し、前記一般
式(13)におけるa及びzが前述した式(II)を満足
する組成の結晶相が主相であり、結晶粒中の面欠陥が1
00nm当たり20本以下である結晶相を70容積%を
越えて含有する実施例196〜215の水素吸蔵合金
は、比較例49〜53の水素吸蔵合金に比べて有効水素
吸蔵量(H/M)が高いことがわかる。また、このよう
な特定の組成を有する結晶相を主相とし、かつ結晶粒中
の面欠陥が前記範囲である結晶相を特定量含有する水素
吸蔵合金を含む負極を備えた実施例196〜215の二
次電池は、放電容量及びサイクル寿命の双方が比較例4
9〜53の二次電池に比べて優れていることがわかる。As is clear from Tables 31 to 36, it has the composition represented by the general formula (13), and a and z in the general formula (13) satisfy the aforementioned formula (II). The crystal phase of the composition is the main phase, and the number of plane defects in the crystal grains is 1
The hydrogen storage alloys of Examples 196 to 215 containing more than 70% by volume of a crystal phase of not more than 20 per 00 nm were more effective hydrogen storage amounts (H / M) than the hydrogen storage alloys of Comparative Examples 49 to 53. Is high. Examples 196 to 215 each including a negative electrode containing a hydrogen storage alloy containing a crystal phase having such a specific composition as a main phase and a specific amount of a crystal phase having a surface defect in a crystal grain in the above range are included. The secondary battery of Comparative Example 4 has both the discharge capacity and the cycle life.
It turns out that it is superior to the secondary batteries of Nos. 9 to 53.
【0503】(実施例216〜235及び比較例54〜
55)各元素を下記表37,38に示す組成になるよう
に秤量し、アルゴンの雰囲気中で高周波誘導炉にて溶解
し、水冷銅鋳型に注湯・固化することにより合金インゴ
ットを作製した。つづいて、これら合金インゴットに8
90℃で12時間の熱処理をアルゴン雰囲気下で施し
た。得られた各合金インゴットを粒径100μm以下と
なるように粉砕して水素吸蔵合金粉末を作製した。な
お、表37,38中のミッシュメタル(Lm)は、85
wt%のLa、3wt%のCe、10wt%のPr及び
2wt%のNdからなるものである。一方、ミッシュメ
タル(Mm)は、38wt%のLa、50.3wt%の
Ce、5.5wt%のPr、6wt%のNd及び0.2
wt%のSmからなるものである。(Examples 216 to 235 and Comparative Examples 54 to
55) Each element was weighed so as to have the composition shown in Tables 37 and 38 below, melted in a high-frequency induction furnace in an atmosphere of argon, poured into a water-cooled copper mold, and solidified to prepare an alloy ingot. Next, 8 of these alloy ingots
Heat treatment at 90 ° C. for 12 hours was performed under an argon atmosphere. Each of the obtained alloy ingots was pulverized so as to have a particle diameter of 100 μm or less to prepare a hydrogen storage alloy powder. The misch metal (Lm) in Tables 37 and 38 is 85
It is composed of wt% La, 3 wt% Ce, 10 wt% Pr, and 2 wt% Nd. On the other hand, misch metal (Mm) contains 38 wt% La, 50.3 wt% Ce, 5.5 wt% Pr, 6 wt% Nd and 0.2 wt%.
It consists of wt% of Sm.
【0504】(比較例56〜59)各元素を下記表38
に示す組成になるように秤量し、アルゴンの雰囲気下で
高周波溶解にて合金インゴットを作製した。つづいて、
これら合金インゴットを溶融し、得られた溶湯をアルゴ
ン雰囲気中、5m/secの周速度で回転する銅製単ロ
ールの表面に滴下して急冷し、薄片状の水素吸蔵合金を
作製した。ひきつづき、各薄片状水素吸蔵合金に890
℃で12時間の熱処理をアルゴン雰囲気下で施した後、
粒径100μm以下となるように粉砕して水素吸蔵合金
粉末を作製した。(Comparative Examples 56 to 59) Table 38 below shows each element.
Was weighed so as to have the composition shown in Table 2, and an alloy ingot was produced by high frequency melting under an atmosphere of argon. Then,
These alloy ingots were melted, and the obtained molten metal was dropped and quenched on the surface of a copper single roll rotating at a peripheral speed of 5 m / sec in an argon atmosphere to produce a flaky hydrogen storage alloy. Next, 890 was added to each flaky hydrogen storage alloy.
C. for 12 hours under argon atmosphere
The powder was pulverized so as to have a particle size of 100 μm or less to prepare a hydrogen storage alloy powder.
【0505】得られた実施例216〜235及び比較例
54〜59の水素吸蔵合金について、下記(1)〜
(2)に説明する特性を測定した。With respect to the obtained hydrogen storage alloys of Examples 216 to 235 and Comparative Examples 54 to 59, the following (1) to
The characteristics described in (2) were measured.
【0506】(1) 各水素吸蔵合金について、走査型
電子顕微鏡(SEM)を用い、二次電子像及び反射電子
像を撮影し、走査型電子顕微鏡のEDX分析装置を用い
て各相の組成分析を行い、主相の組成のa及びz、Ca
Cu5 型結晶構造を有する結晶相の面積比率及びMgC
u2 型結晶構造を有する結晶相の面積比率を計測し、そ
の結果を下記表39,40に示す。また、得られたa及
びzの値から前述した(II)式;z=−6×a+δにお
けるδを算出し、その結果を下記表39,40に示す。(1) For each hydrogen storage alloy, a secondary electron image and a reflected electron image were taken using a scanning electron microscope (SEM), and the composition of each phase was analyzed using an EDX analyzer of the scanning electron microscope. And a and z of the composition of the main phase, Ca
Area ratio of crystal phase having Cu 5 type crystal structure and MgC
The area ratio of the crystal phase having the u 2 type crystal structure was measured, and the results are shown in Tables 39 and 40 below. Further, δ at the above-mentioned equation (II); z = −6 × a + δ was calculated from the obtained values of a and z, and the results are shown in Tables 39 and 40 below.
【0507】(2)各水素吸蔵合金粉末について、水素
吸蔵特性として、ジーベルツ法(JIS H7201)
により、60℃で10気圧未満の水素圧下で圧力−組成
等温線を測定し、有効水素吸蔵量(JIS H7003
水素吸蔵合金用語)を求め、その結果を下記表41,
42に示す。(2) The hydrogen storage properties of each hydrogen storage alloy powder were determined by the Sievertz method (JIS H7201).
The pressure-composition isotherm was measured at 60 ° C. under a hydrogen pressure of less than 10 atm, and the effective hydrogen storage amount (JIS H7003) was measured.
Hydrogen storage alloy term) and the results are shown in Table 41 below.
42.
【0508】また、実施例216〜235及び比較例5
4〜59の水素吸蔵合金粉末から前述した実施例176
〜195で説明したのと同様な方法により水素吸蔵電極
(負極)をそれぞれ製造した。Also, Examples 216 to 235 and Comparative Example 5
Example 176 described above from the hydrogen storage alloy powders of Nos. 4 to 59
To 195, a hydrogen storage electrode (negative electrode) was manufactured in the same manner as described above.
【0509】得られた各負極を対極である焼結式ニッケ
ル電極と共に容器内の8N−KOH水溶液(電解液)に
浸漬し、20℃の温度下にて充放電サイクル試験を行っ
た。充放電条件は、水素吸蔵合金1g当り100mAの
電流で5時間充電し、10分間休止した後、水素吸蔵合
金1g当り200mAの電流で酸化水銀電極に対して−
0.7Vになるまで放電を行うサイクルを繰り返し、最
大放電容量及びサイクル寿命(放電容量が最大放電容量
の70%まで低下した際のサイクル数)を測定した。そ
の結果を下記表41,42に示す。Each of the obtained negative electrodes was immersed in an 8N-KOH aqueous solution (electrolyte solution) in a container together with a sintered nickel electrode as a counter electrode, and a charge / discharge cycle test was performed at a temperature of 20 ° C. The charge and discharge conditions were as follows: the battery was charged at a current of 100 mA per 1 g of the hydrogen storage alloy for 5 hours, paused for 10 minutes, and then with a current of 200 mA per 1 g of the hydrogen storage alloy with respect to the mercury oxide electrode.
The cycle of discharging until the voltage reached 0.7 V was repeated, and the maximum discharge capacity and the cycle life (the number of cycles when the discharge capacity decreased to 70% of the maximum discharge capacity) were measured. The results are shown in Tables 41 and 42 below.
【0510】[0510]
【表37】 [Table 37]
【0511】[0511]
【表38】 [Table 38]
【0512】[0512]
【表39】 [Table 39]
【0513】[0513]
【表40】 [Table 40]
【0514】[0514]
【表41】 [Table 41]
【0515】[0515]
【表42】 [Table 42]
【0516】前記表37〜42から明らかなように、前
述した一般式(14)で表される組成を有し、前記一般
式(14)におけるa及びzが前記(II)式を満たす組
成の結晶相が主相であり、CaCu5 型結晶構造を有す
る結晶相が20容量%以下で、かつMgCu2 型結晶構
造を有する結晶相が10容量%以下である実施例216
〜235の水素吸蔵合金は、比較例54〜59の水素吸
蔵合金に比べて有効水素吸蔵量(H/M)が高いことが
わかる。また、このような特定の結晶相の存在比率が特
定量である水素吸蔵合金を含む負極を備えた実施例21
6〜235の二次電池は、放電容量及びサイクル寿命の
双方が比較例54〜59の二次電池に比べて優れている
ことがわかる。As is clear from the above Tables 37 to 42, it has the composition represented by the aforementioned general formula (14), and a and z in the aforementioned general formula (14) satisfy the aforementioned formula (II). Example 216 in which a crystal phase is a main phase, a crystal phase having a CaCu 5 type crystal structure is 20% by volume or less, and a crystal phase having a MgCu 2 type crystal structure is 10% by volume or less.
It can be understood that the hydrogen storage alloys Nos. 235 to 235 have higher effective hydrogen storage amounts (H / M) than the hydrogen storage alloys of Comparative Examples 54 to 59. Example 21 including the negative electrode containing the hydrogen storage alloy having the specific crystal phase in which the content ratio of the specific crystal phase was a specific amount was used.
It can be seen that the secondary batteries of Nos. 6 to 235 are superior in both the discharge capacity and the cycle life to the secondary batteries of Comparative Examples 54 to 59.
【0517】(実施例236〜249および比較例60
〜61)下記表43および表44の組成となるように各
元素を秤量し、アルゴン雰囲気下で高周波誘導炉で溶解
し合金インゴットを作製した。これらの合金インゴット
をアルゴン雰囲気中、970℃で6時間の熱処理を施し
た。なお、表43、表44中のLmはLa=94原子
%,Ce=2原子%,Pr=1原子%,Nd=3原子%
なる組成からなり、MmはLa=35原子%,Ce=5
0.3原子%,Pr=5.5原子%,Nd=9原子%,
Sm=0.2原子%なる組成からなる。(Examples 236 to 249 and Comparative Example 60)
61) Each element was weighed so as to have the composition shown in Tables 43 and 44 below and melted in a high-frequency induction furnace under an argon atmosphere to produce an alloy ingot. These alloy ingots were subjected to a heat treatment at 970 ° C. for 6 hours in an argon atmosphere. In Tables 43 and 44, Lm is La = 94 at%, Ce = 2 at%, Pr = 1 at%, Nd = 3 at%.
Mm is La = 35 at%, Ce = 5
0.3 at%, Pr = 5.5 at%, Nd = 9 at%,
It has a composition of Sm = 0.2 atomic%.
【0518】得られた各水素吸蔵合金について、下記
(a)〜(c)に説明する特性を測定した。With respect to each of the obtained hydrogen storage alloys, characteristics described in the following (a) to (c) were measured.
【0519】(a)各水素吸蔵合金粉末について、Cu
−Kα線をX線源とするX線回折パターンから結晶構造
を観察して主相の結晶型を求めた。(A) For each hydrogen storage alloy powder, Cu
The crystal structure of the main phase was determined by observing the crystal structure from an X-ray diffraction pattern using -Kα radiation as an X-ray source.
【0520】(b)各水素吸蔵合金について、主相の面
積比率を走査電子顕微鏡(SEM)を用いて測定した。
なお、面積比率は5視野のSEM写真を使用し、視野内
の合金全体に対する主相の面積比率を平均化した。(B) For each hydrogen storage alloy, the area ratio of the main phase was measured using a scanning electron microscope (SEM).
The area ratio was obtained by averaging the area ratio of the main phase to the entire alloy in the field of view using SEM photographs of five visual fields.
【0521】(c)各水素吸蔵合金粉末について、水素
吸蔵特性として、ジーベルツ法(JIS H7201)
により、60℃で10気圧未満の水素圧下で、圧力−組
成等温線を測定し、有効水素吸蔵量(JIS H700
3 水素吸蔵合金用語)を求めた。(C) The hydrogen storage properties of each hydrogen storage alloy powder were determined by the Sievertz method (JIS H7201).
, A pressure-composition isotherm was measured at 60 ° C. under a hydrogen pressure of less than 10 atm, and the effective hydrogen storage amount (JIS H700
3 Hydrogen storage alloy terminology).
【0522】これらの結果を下記表43、表44に併記
する。The results are shown in Tables 43 and 44 below.
【0523】得られた合金インゴットを150μm以下
となるように粉砕し、14種の水素吸蔵合金粉末を作製
した。これらの水素吸蔵合金粉末と電解銅粉とを重量比
が1:2の割合となるようにそれぞれ混合し、これらの
混合体1gを10000kg/cm2 の圧力で5分間加
圧することにより、直径12mmのペレットを作製し
た。これらのペレットをニッケルの金網で挟み込み、周
辺部をスポット溶接して圧接し、さらにニッケルのリー
ド線をスポット溶接することにより14種の水素吸蔵合
金電極(負極)を作製した。The obtained alloy ingot was pulverized to a size of 150 μm or less to produce 14 kinds of hydrogen storage alloy powders. The hydrogen storage alloy powder and the electrolytic copper powder were mixed at a weight ratio of 1: 2, and 1 g of the mixture was pressed at a pressure of 10,000 kg / cm 2 for 5 minutes to obtain a 12 mm diameter. Was prepared. These pellets were sandwiched between nickel metal meshes, the peripheral portions were spot-welded and pressed, and the nickel lead wires were spot-welded to produce 14 kinds of hydrogen storage alloy electrodes (negative electrodes).
【0524】次いで、前記各負極を対極である焼結式ニ
ッケル電極とともに8規定の水酸化カリウム水溶液に浸
漬してセルを組み立てた。Next, each of the negative electrodes was immersed in an 8 N aqueous potassium hydroxide solution together with a sintered nickel electrode as a counter electrode to assemble cells.
【0525】得られた各セルについて、20℃の温度下
にて充放電サイクル試験を行った。充放電条件は、水素
吸蔵合金1g当たり100mAの電流で5時間充電した
後、10分間休止し、水素吸蔵合金1g当たり100m
Aの電流で酸化水銀電極に対して−0.6Vになるまで
放電を行うサイクルを繰り返し、最大放電容量およびサ
イクル寿命(放電容量が最大放電容量の80%まで低下
した際のサイクル数)を測定した。その結果を下記表4
3、表44に示す。The obtained cells were subjected to a charge / discharge cycle test at a temperature of 20 ° C. The charge and discharge conditions were as follows: after charging for 5 hours at a current of 100 mA per 1 g of hydrogen storage alloy, resting for 10 minutes, and then charging for 100 m per 1 g of hydrogen storage alloy.
Repeat the cycle of discharging with the current of A to -0.6 V with respect to the mercury oxide electrode, and measure the maximum discharge capacity and cycle life (the number of cycles when the discharge capacity decreases to 80% of the maximum discharge capacity). did. The results are shown in Table 4 below.
3, shown in Table 44.
【0526】[0526]
【表43】 [Table 43]
【0527】[0527]
【表44】 [Table 44]
【0528】前記表43および表44から明らかなよう
に、R11-a-b Mga T2b (Ni1-x M7x )z で表
され、主相がCe2 Ni7 型,CeNi3 型、Gd2 C
o7型,PuNi3 型のいずれかの結晶構造を有する相
から選ばれる少なくとも1つの相である水素吸蔵合金を
含む負極を備えた実施例236〜249の金属酸化物・
水素二次電池は、主相がCaCu5 型のようなAB5 型
の水素吸蔵合金を含む負極を備えた比較例60の二次電
池および主相がMgCu2 型のようなAB2 型の水素吸
蔵合金を含む負極を備えた比較例61の二次電池に比べ
て前記負極中の水素吸蔵合金の有効水素吸蔵量が大きい
ことから、放電容量およびサイクル寿命の双方が優れて
いることがわかる。[0528] As is apparent from Table 43 and Table 44, represented by R1 1-ab Mg a T2 b (Ni 1-x M7 x) z, main phase Ce 2 Ni 7 type, CeNi 3 type, Gd 2 C
The metal oxides of Examples 236 to 249 each including a negative electrode containing a hydrogen storage alloy, which is at least one phase selected from phases having any one of o 7 type and PuNi 3 type crystal structures.
The hydrogen secondary battery was a secondary battery of Comparative Example 60 including a negative electrode having a main phase containing an AB 5 type hydrogen storage alloy such as a CaCu 5 type and an AB 2 type hydrogen such as a MgCu 2 type as a main phase. Since the effective hydrogen storage amount of the hydrogen storage alloy in the negative electrode is larger than that of the secondary battery of Comparative Example 61 including the negative electrode including the storage alloy, it can be seen that both the discharge capacity and the cycle life are excellent.
【0529】(実施例250〜270および比較例62
〜66)以下に説明する高周波誘導溶解か、あるいは溶
湯急冷法で水素吸蔵合金インゴットもしくはフレーク状
の水素吸蔵合金を得た。(Examples 250 to 270 and Comparative Example 62)
-66) A hydrogen storage alloy ingot or a flake-shaped hydrogen storage alloy was obtained by high-frequency induction melting or molten metal quenching described below.
【0530】(高周波誘導溶解)下記表45、表47の
組成となるように各元素を秤量し、アルゴン雰囲気中で
高周波誘導炉で溶解することにより水素吸蔵合金のイン
ゴットを作製した。(High Frequency Induction Melting) Each element was weighed so as to have the compositions shown in Tables 45 and 47 below, and melted in a high frequency induction furnace in an argon atmosphere to produce a hydrogen storage alloy ingot.
【0531】(溶湯急冷法)各元素を下記表45,47
に示す組成になるように秤量し、アルゴンの雰囲気下で
高周波溶解にて合金インゴットを作製した。つづいて、
これら合金インゴットを溶融し、得られた溶湯をアルゴ
ン雰囲気中、15m/secの周速度で回転する銅製単
ロールの表面に滴下して急冷し、フレーク状の水素吸蔵
合金を作製した。(Molten metal quenching method) Each element is shown in Tables 45 and 47 below.
Was weighed so as to have the composition shown in Table 2, and an alloy ingot was produced by high frequency melting under an atmosphere of argon. Then,
These alloy ingots were melted, and the obtained molten metal was dropped on a surface of a copper single roll rotating at a peripheral speed of 15 m / sec in an argon atmosphere and rapidly cooled to produce a flake-shaped hydrogen storage alloy.
【0532】得られた各水素吸蔵合金インゴット及び各
水素吸蔵合金フレークをAr雰囲気下で、下記表46、
表48に示す条件(温度・時間)の下で熱処理を施し
た。なお、表45、表47中のLmはLa=94原子
%,Ce=2原子%,Pr=1原子%,Nd=3原子%
なる組成からなり、MmはLa=35原子%,Ce=5
0.3原子%,Pr=5.5原子%,Nd=9原子%,
Sm=0.2原子%なる組成からなる。Each of the obtained hydrogen storage alloy ingots and each hydrogen storage alloy flake was subjected to the following Table 46 in an Ar atmosphere.
The heat treatment was performed under the conditions (temperature and time) shown in Table 48. In Tables 45 and 47, Lm is La = 94 at%, Ce = 2 at%, Pr = 1 at%, Nd = 3 at%.
Mm is La = 35 at%, Ce = 5
0.3 at%, Pr = 5.5 at%, Nd = 9 at%,
It has a composition of Sm = 0.2 atomic%.
【0533】得られた各水素吸蔵合金について、前述し
た(a)〜(b)に説明する特性を測定し、これらの結
果を下記表45、表47に併記する。The characteristics described in (a) and (b) above were measured for each of the obtained hydrogen storage alloys, and the results are shown in Tables 45 and 47 below.
【0534】得られた各インゴット及び各フレークを機
械的に粉砕し、篩分けすることにより、20μm〜15
0μmの水素吸蔵合金粉末を作製した。これらの水素吸
蔵合金粉末と電解銅粉を重量比が1:3の割合で混合
し、この混合体1gを1000kg/cm2 の圧力で5
分間加圧することにより、直径12mmのペレットをそ
れぞれ作製した。これらのペレットをニッケルの金網で
挟み込み、周辺部をスポット溶接して圧接し、更にニッ
ケルのリード線をスポット溶接することにより、26種
の水素吸蔵合金電極(負極)を作製した。Each of the obtained ingots and flakes was mechanically pulverized and sieved to give 20 μm to 15 μm.
A 0 μm hydrogen storage alloy powder was produced. The hydrogen storage alloy powder and the electrolytic copper powder were mixed at a weight ratio of 1: 3, and 1 g of the mixture was mixed at a pressure of 1000 kg / cm 2 with a pressure of 5 kg.
By pressing for minutes, pellets having a diameter of 12 mm were produced. 26 kinds of hydrogen storage alloy electrodes (negative electrodes) were produced by sandwiching these pellets with a nickel metal mesh, spot-welding the peripheral portion by pressure welding, and spot-welding a nickel lead wire.
【0535】次いで、前記各負極を対極である焼結式ニ
ッケル電極とともに8規定の水酸化カリウム水溶液に浸
漬することによりセルを組み立てた。Next, each of the negative electrodes was immersed in an 8 N aqueous potassium hydroxide solution together with a sintered nickel electrode as a counter electrode to assemble a cell.
【0536】得られた各セルについて、25℃の下、充
放電サイクル試験を行った。水素吸蔵合金1g当たり1
00mAの電流で5時間充電した後、10分間休止し、
水素吸蔵合金1g当たり50mAの電流で酸化水銀電極
に対して−0.6Vになるまで放電を行うサイクルを繰
り返し、その最大放電容量を測定した。また、3サイク
ル目の放電中点における電位を測定した。さらに、サイ
クル寿命を測定した。それらの結果を表46、表48に
併記する。The obtained cells were subjected to a charge / discharge cycle test at 25 ° C. 1 per g of hydrogen storage alloy
After charging for 5 hours with a current of 00 mA, rest for 10 minutes,
A cycle of discharging at a current of 50 mA per 1 g of the hydrogen storage alloy to the mercury oxide electrode until -0.6 V was repeated, and the maximum discharge capacity was measured. Further, the potential at the discharge midpoint in the third cycle was measured. Further, the cycle life was measured. The results are shown in Tables 46 and 48.
【0537】[0537]
【表45】 [Table 45]
【0538】[0538]
【表46】 [Table 46]
【0539】[0539]
【表47】 [Table 47]
【0540】[0540]
【表48】 [Table 48]
【0541】前記表45〜表48から明らかなように、
R11-a-b Mga T2b (Ni1-xM7x )z で表さ
れ、かつ主相がCe2 Ni7 型か、あるいはPuNi3
型の結晶構造を有する水素吸蔵合金を含む負極を備えた
実施例250〜270の金属酸化物−水素二次電池は、
比較例62〜66の二次電池に比べて優れた放電容量及
びサイクル寿命を示すことがわかる。As is clear from Tables 45 to 48,
R1 1-ab Mg a T2 b (Ni 1-x M7 x) is represented by z, and main phase Ce 2 Ni 7 type or, alternatively PuNi 3
The metal oxide-hydrogen secondary batteries of Examples 250 to 270 each including a negative electrode including a hydrogen storage alloy having a
It can be seen that the secondary batteries of Comparative Examples 62 to 66 exhibit superior discharge capacity and cycle life.
【0542】(実施例271〜288及び比較例67〜
72)各元素を所定の組成比になるように秤量し、アル
ゴンの雰囲気中で高周波溶解することにより実施例21
7〜278及び比較例67〜69の水素吸蔵合金インゴ
ットを得た。また、比較的融点の高いRNi5 系、R2
Ni7 系、RNi3 系、RNi2 系およびMgNi系の
合金を高周波溶解法により作製し、その後所定量混合
し、さらに溶解することにより実施例279〜288及
び比較例70〜72の水素吸蔵合金を作製した。(Examples 271 to 288 and Comparative Examples 67 to
72) Example 21 was prepared by weighing each element so as to have a predetermined composition ratio and performing high frequency melting in an argon atmosphere.
Hydrogen storage alloy ingots of Nos. 7 to 278 and Comparative Examples 67 to 69 were obtained. In addition, RNi 5 series having a relatively high melting point, R 2
Ni 7 -based, RNi 3 -based, RNi 2 -based and MgNi-based alloys were prepared by a high frequency melting method, and then mixed in a predetermined amount and further melted to obtain hydrogen absorbing alloys of Examples 279 to 288 and Comparative Examples 70 to 72. Was prepared.
【0543】得られた合金のうち、比較例69,70,
72は鋳造のみ、比較例67,68,71および実施例
の全ては900℃で7時間熱処理後、更に700℃で4
0時間熱処理を施した後、粉砕し、粒径125μm以下
の合金粉末を調製した。Among the obtained alloys, Comparative Examples 69, 70,
Reference numeral 72 denotes only casting, and all of Comparative Examples 67, 68, 71 and Examples were heat-treated at 900 ° C. for 7 hours,
After heat treatment for 0 hour, the powder was pulverized to prepare an alloy powder having a particle size of 125 μm or less.
【0544】<水素吸蔵速度の評価>前記各水素吸蔵合
金を前述した図3の試料容器33(雰囲気温度25℃)
内に収納した。第1バルブ371 を閉じ、第2、第3の
バルブ372 、373 を開き、真空ポンプ35を作動し
て前記配管32および分岐配管34、蓄圧容器38およ
び試料容器33内の空気を排気した。前記第2、第3の
バルブ372 、373を閉じた後、第1バルブ371 を
開いて水素ボンベ31から水素を供給して前記配管32
および分岐配管34、蓄圧容器38および試料容器33
内を水素置換した。つづいて、第1バルブ371 を閉
じ、この時点で圧力計36が示す系内の圧力から導入し
た水素量を算出した。ひきつづき、第2バルブ372 を
開き、水素を前記試料容器3内に供給し、温度を熱電対
40でモニターした。その後、前記試料容器33内の温
度が一定の速度で昇温するようにコンピュータ41およ
び温度コントローラ42で制御し、その制御信号を受け
たヒータ39を用いて温度をスキャンさせた。この時の
前記容器33内の圧力変化を圧力計36により検出して
それをレコーダ43で記録した。<Evaluation of Hydrogen Storage Rate> Each of the above hydrogen storage alloys was used for the sample container 33 shown in FIG.
Housed inside. Closing the first valve 37 1, No. 2, opens the third valve 37 2, 37 3, and operating the vacuum pump 35 exhausts the air in the pipe 32 and the branch pipe 34, the pressure accumulator 38 and the sample container 33 did. After closing the second and third valves 37 2 and 37 3 , the first valve 37 1 is opened to supply hydrogen from the hydrogen cylinder 31 and supply the hydrogen to the pipe 32.
And branch pipe 34, pressure accumulator 38 and sample container 33
Was replaced with hydrogen. Subsequently, closing the first valve 37 1 was calculated amount of hydrogen was introduced from the pressure in the system indicated by the pressure gauge 36 at this time. Subsequently, the second opening the valve 37 2, hydrogen was supplied into the sample container 3, and monitor the temperature at the thermocouple 40. Thereafter, the computer 41 and the temperature controller 42 controlled the temperature in the sample container 33 to increase at a constant rate, and the temperature was scanned using the heater 39 receiving the control signal. At this time, the pressure change in the container 33 was detected by the pressure gauge 36 and recorded by the recorder 43.
【0545】以上、前記試料容器33内に80℃の温度
下で一定量の水素を導入し、導入開始してから5時間後
までの各水素吸蔵合金中に吸蔵された水素量を前記容器
33内の圧力変化から検出し、時間当たりの水素吸蔵量
(H/M・h-1)を算出することにより水素吸蔵速度を
測定した。これらの結果を、下記表49,50に示す。As described above, a fixed amount of hydrogen was introduced into the sample container 33 at a temperature of 80 ° C., and the amount of hydrogen occluded in each hydrogen storage alloy up to 5 hours after the start of the introduction was measured. The hydrogen storage rate was measured by detecting the change in the internal pressure and calculating the hydrogen storage amount per hour (H / M · h −1 ). The results are shown in Tables 49 and 50 below.
【0546】また、下記表49,50は各水素吸蔵合金
の組成と、CuKα線を用いたX線回折パターンにおけ
る2θ=8〜13゜の範囲に現れる最強ピークの強度
(I1)と、全ピークの最強線ピークの強度(I2 )と
の強度比(I1 /I2 )とを併記する。Tables 49 and 50 below show the composition of each hydrogen storage alloy, the intensity (I 1 ) of the strongest peak appearing in the range of 2θ = 8 to 13 ° in the X-ray diffraction pattern using CuKα ray, also shown the intensity of the strongest line peak of (I 2) and the intensity ratio of (I 1 / I 2).
【0547】<水素吸蔵合金を含む負極を備えた二次電
池の評価>前記各水素吸蔵合金を75μm以下に粉砕し
た粉末と電解銅粉末を重量比で1:1の割合で混合し、
この混合体1gを錠剤成形機(内径10mm)を用いて
圧力10000kgの条件にて5分間加圧することによ
りペレットを作製した。このペレットをニッケル製網体
で挾み込み、周辺をスポット溶接し、ニッケルのリード
線をスポット溶接することにより24種の合金電極(負
極)を作製した。<Evaluation of Secondary Battery with Negative Electrode Containing Hydrogen Storage Alloy> The powder obtained by pulverizing each of the above hydrogen storage alloys to 75 μm or less and electrolytic copper powder were mixed at a weight ratio of 1: 1.
1 g of this mixture was pressed for 5 minutes at a pressure of 10,000 kg using a tableting machine (inner diameter 10 mm) to produce pellets. The pellets were sandwiched between nickel nets, the periphery was spot-welded, and nickel lead wires were spot-welded to produce 24 kinds of alloy electrodes (negative electrodes).
【0548】前記各負極を対極である焼結式ニッケル電
極とともに8規定の水酸化カリウム水溶液にそれぞれ浸
漬し、25℃の温度下にて充放電サイクル試験を行い、
最大放電容量を測定した。なお、充放電条件は水素吸蔵
合金1g当たり100mAの電流で10時間充電した
後、10分間休止し、水素吸蔵合金1g当たり20mA
の電流で酸化水銀電極に対して−0.5Vになるまで放
電を行うサイクルを繰り返した。このような充放電サイ
クル時の最大放電容量を調べた。また、サイクル寿命を
測定した。これらの結果を下記表49,50に併記す
る。Each of the negative electrodes was immersed in an 8 N aqueous potassium hydroxide solution together with a sintered nickel electrode as a counter electrode, and subjected to a charge / discharge cycle test at a temperature of 25 ° C.
The maximum discharge capacity was measured. The charge and discharge conditions were as follows: after charging for 10 hours at a current of 100 mA per 1 g of hydrogen storage alloy, resting for 10 minutes, and then charging at 20 mA per 1 g of hydrogen storage alloy.
The discharge cycle was repeated until the current reached −0.5 V with respect to the mercury oxide electrode. The maximum discharge capacity during such a charge / discharge cycle was examined. In addition, the cycle life was measured. The results are shown in Tables 49 and 50 below.
【0549】[0549]
【表49】 [Table 49]
【0550】[0550]
【表50】 [Table 50]
【0551】前記表49、表50から明らかなように前
記一般式(16)で現され、2θ=8〜13゜の範囲に
現れる最強ピークの強度(I1 )と、全ピークの最強線
ピークの強度(I2 )との強度比(I1 /I2 )が0.
15未満である実施例271〜288の水素吸蔵合金
は、比較例67〜72の水素吸蔵合金に比べて優れた水
素吸蔵特性を有することが分かる。また、異種金属で置
換することによって、一層優れた水素吸蔵特性を示すこ
とがわかる。As is clear from Tables 49 and 50, the intensity (I 1 ) of the strongest peak expressed by the general formula (16) and appearing in the range of 2θ = 8 to 13 ° and the strongest line peak of all peaks And the intensity ratio (I 1 / I 2 ) to the intensity (I 2 ) of the sample is 0.
It can be seen that the hydrogen storage alloys of Examples 271 to 288 having a value of less than 15 have better hydrogen storage properties than the hydrogen storage alloys of Comparative Examples 67 to 72. In addition, it can be seen that substitution with a dissimilar metal exhibits more excellent hydrogen storage characteristics.
【0552】また、前記水素吸蔵合金を含む負極を備え
た実施例271〜288の電池は、比較例67〜72の
電池に比べて放電容量が著しく高く、かつ充放電特性も
優れていることがわかる。Also, the batteries of Examples 271 to 288 provided with the negative electrode containing the above-mentioned hydrogen storage alloy have significantly higher discharge capacities and better charge / discharge characteristics than the batteries of Comparative Examples 67 to 72. Recognize.
【0553】(実施例289〜295及び比較例73〜
77)各元素が最終的に表51に示す組成比になるよう
に歩留まりを見込んで母合金であるLaNi5、LaN
i2、MgNi2、LaNi3Co2、LaNi4M(M=
Cr,Mn,Cu,Fe,Zn,Sn,Si,P,B)
を秤量し、アルゴン雰囲気中で高周波溶解炉にて溶解さ
せることにより合金インゴットを作製した。得られた各
インゴットを950℃で5時間熱処理を施すことにより
下記表51に示す組成の水素吸蔵合金インゴットを得
た。(Examples 289 to 295 and Comparative Examples 73 to
77) In consideration of the yield so that each element finally has the composition ratio shown in Table 51, the mother alloys LaNi 5 and LaN
i 2 , MgNi 2 , LaNi 3 Co 2 , LaNi 4 M (M =
(Cr, Mn, Cu, Fe, Zn, Sn, Si, P, B)
Was weighed and melted in a high-frequency melting furnace in an argon atmosphere to prepare an alloy ingot. Each of the obtained ingots was heat-treated at 950 ° C. for 5 hours to obtain a hydrogen storage alloy ingot having a composition shown in Table 51 below.
【0554】得られた水素吸蔵合金の結晶構造を明らか
にするため、水素吸蔵合金インゴットを任意の方向に切
り出したサンプルと、その切り出した面に対して垂直に
切り出したサンプルとを作製し、それぞれのサンプルに
ついて任意に10箇所を選択し、TEMによる電子線回
折像及び格子像の測定をそれぞれ行った。In order to clarify the crystal structure of the obtained hydrogen storage alloy, a sample was prepared by cutting the hydrogen storage alloy ingot in an arbitrary direction and a sample was prepared by cutting the hydrogen storage alloy ingot perpendicularly to the cut surface. 10 samples were arbitrarily selected for each sample, and an electron diffraction image and a lattice image were measured by a TEM.
【0555】その結果、実施例289〜295の水素吸
蔵合金は、AB5サブセルをCとし、A2B4サブセルを
Lとした際にn[LCLCC](nは1)で表されるパ
ターンでAB5サブセルとA2B4サブセルが積層された
ユニットセルからなる結晶相を含むことを確認した。前
記ユニットセルにおけるAB5サブセル数に対するA2B
4サブセル数の比X(L/C)は0.67であった。[0555] As a result, hydrogen absorbing alloys of Examples 289 to 295 are the AB 5 subcell is C, the A 2 B 4 subcells in a pattern (the n 1) n [LCLCC] upon the L represented by AB 5 subcell and a 2 B 4 subcell was confirmed to contain the crystalline phase consisting of stacked unit cells. A 2 B for the number of AB 5 subcells in the unit cell
The ratio X (L / C) of the number of four subcells was 0.67.
【0556】図5に、実施例289のLa10Mg4Ni
46で表される組成の水素吸蔵合金において最も多くの測
定点で観察された格子像の顕微鏡写真を示す。また、図
6に図5の顕微鏡写真の格子像を説明するための特性図
を示す。図6の説明図から明らかなように、図5の写真
中の白い部分はC、つまりAB5サブセルを示し、黒い
部分はL、つまりA2B4サブセルを示す。図5から、実
施例289の水素吸蔵合金は、前述した[LCLCC]
で表される積層パターンを有するユニットセルからなる
結晶相を含むことがわかる。FIG. 5 shows that La 10 Mg 4 Ni of Example 289
16 shows a micrograph of a lattice image observed at the most measurement points in the hydrogen storage alloy having a composition represented by 46 . FIG. 6 is a characteristic diagram for explaining a lattice image of the micrograph of FIG. As apparent from the illustration of FIG. 6, white portions in the photograph of Figure 5 C, i.e. shows the AB 5 subcells, the black portion denotes L, i.e. the A 2 B 4 subcells. From FIG. 5, the hydrogen storage alloy of Example 289 is the same as that of [LCLCC] described above.
It can be seen that it includes a crystal phase composed of unit cells having a lamination pattern represented by.
【0557】一方、比較例73〜77の水素吸蔵合金に
ついては、前述したTEMによる電子線回折像及び格子
像の観察結果から、実施例289〜295で説明したの
と同様な結晶相が存在しないことを確認した。また、比
較例73,74の水素吸蔵合金は、[LC]で表される
パターンでAB5サブセルとA2B4サブセルが積層され
たユニットセルからなる結晶相を含んでいた。前記ユニ
ットセルにおけるAB5サブセル数に対するA2B4サブ
セル数の比X(L/C)は1.0であった。比較例75
の水素吸蔵合金は、[LCC]で表されるパターンでA
B5サブセルとA2B4サブセルが積層されたユニットセ
ルからなる結晶相を含んでいた。前記ユニットセルにお
けるAB5サブセル数に対するA2B4サブセル数の比X
(L/C)は0.5であった。表51に、実施例289
〜295及び比較例73〜75の合金のユニットセルに
おけるAB5サブセル数に対するA2B4サブセル数の比
X(L/C)を併記する。On the other hand, the hydrogen storage alloys of Comparative Examples 73 to 77 do not have the same crystal phase as that described in Examples 289 to 295 from the results of the observation of the electron diffraction image and the lattice image by the TEM described above. It was confirmed. Further, the hydrogen storage alloys of Comparative Examples 73 and 74 each contained a crystal phase composed of unit cells in which AB 5 and A 2 B 4 subcells were stacked in a pattern represented by [LC]. The ratio X (L / C) of the number of A 2 B 4 subcells to the number of AB 5 subcells in the unit cell was 1.0. Comparative Example 75
The hydrogen storage alloy of A has a pattern represented by [LCC]
B 5 subcell and A 2 B 4 subcell contained the crystalline phase consisting of stacked unit cells. The ratio X of the number of A 2 B 4 subcells to the number of AB 5 subcells in the unit cell
(L / C) was 0.5. In Table 51, Example 289 was added.
295 and the ratio X (L / C) of the number of A 2 B 4 subcells to the number of AB 5 subcells in the unit cells of the alloys of Comparative Examples 73 to 75.
【0558】さらに、実施例289〜295の水素吸蔵
合金について、n[LCLCC](nは1)で表される
積層パターンを有するユニットセルが観察された測定点
を数え、格子像の測定点の総数(20箇所)を1とした
際の前記ユニットセルが観察された測定点の数から前記
ユニットセルの測定率を算出し、その結果を下記表51
に併記する。Further, with respect to the hydrogen storage alloys of Examples 289 to 295, the measurement points at which the unit cell having the laminated pattern represented by n [LCLCC] (n is 1) were counted, and the measurement points of the lattice image were measured. The measurement rate of the unit cell was calculated from the number of measurement points where the unit cell was observed when the total number (20 places) was set to 1, and the result was shown in Table 51 below.
It is described together.
【0559】<水素吸蔵速度の評価>前記各水素吸蔵合
金を前述した図3の試料容器33(雰囲気温度25℃)
内に収納した。第1バルブ371 を閉じ、第2、第3の
バルブ372 、373 を開き、真空ポンプ35を作動し
て前記配管32および分岐配管34、蓄圧容器38およ
び試料容器33内の空気を排気した。前記第2、第3の
バルブ372 、373を閉じた後、第1バルブ371 を
開いて水素ボンベ31から水素を供給して前記配管32
および分岐配管34、蓄圧容器38および試料容器33
内を水素置換した。つづいて、第1バルブ371 を閉
じ、この時点で圧力計36が示す系内の圧力から導入し
た水素量を算出した。ひきつづき、第2バルブ372 を
開き、水素を前記試料容器3内に供給し、温度を熱電対
40でモニターした。その後、前記試料容器33内の温
度が一定の速度で昇温するようにコンピュータ41およ
び温度コントローラ42で制御し、その制御信号を受け
たヒータ39を用いて温度をスキャンさせた。この時の
前記容器33内の圧力変化を圧力計36により検出して
それをレコーダ43で記録した。<Evaluation of hydrogen storage rate> Each of the above-mentioned hydrogen storage alloys was used for the sample container 33 shown in FIG. 3 (atmospheric temperature 25 ° C.).
Housed inside. Closing the first valve 37 1, No. 2, opens the third valve 37 2, 37 3, and operating the vacuum pump 35 exhausts the air in the pipe 32 and the branch pipe 34, the pressure accumulator 38 and the sample container 33 did. After closing the second and third valves 37 2 and 37 3 , the first valve 37 1 is opened to supply hydrogen from the hydrogen cylinder 31 and supply the hydrogen to the pipe 32.
And branch pipe 34, pressure accumulator 38 and sample container 33
Was replaced with hydrogen. Subsequently, closing the first valve 37 1 was calculated amount of hydrogen was introduced from the pressure in the system indicated by the pressure gauge 36 at this time. Subsequently, the second opening the valve 37 2, hydrogen was supplied into the sample container 3, and monitor the temperature at the thermocouple 40. Thereafter, the computer 41 and the temperature controller 42 controlled the temperature in the sample container 33 to increase at a constant rate, and the temperature was scanned using the heater 39 receiving the control signal. At this time, the pressure change in the container 33 was detected by the pressure gauge 36 and recorded by the recorder 43.
【0560】以上、前記試料容器33内に60℃の温度
下で一定量の水素を導入し、導入開始してから5時間後
までの各水素吸蔵合金中に吸蔵された水素量を前記容器
33内の圧力変化から検出し、時間当たりの水素吸蔵量
(H/M・h-1)を算出することにより水素吸蔵速度を
測定した。これらの結果を、下記表52に示す。As described above, a fixed amount of hydrogen was introduced into the sample container 33 at a temperature of 60 ° C., and the amount of hydrogen occluded in each hydrogen storage alloy up to 5 hours after the start of introduction was measured. The hydrogen storage rate was measured by detecting the change in the internal pressure and calculating the hydrogen storage amount per hour (H / M · h −1 ). The results are shown in Table 52 below.
【0561】また、実施例289〜295及び比較例7
3〜77の水素吸蔵合金を粉砕し、粒径75μm以下に
ふるい分けた後、以下に説明する手順で電極を作製し
た。まず、各合金粉末と電解銅粉末を重量比で1:1の
割合で混合し、この混合体1gを錠剤成形機(内径10
mm)を用いて圧力5tonで3分間加圧することによ
りペレットを作製した。このペレットをニッケルの金網
で挾み込み、周辺をスポット溶接して圧接し、ニッケル
のリード線をスポット溶接することにより合金電極(負
極)を作製した。Examples 289 to 295 and Comparative Example 7
After crushing the hydrogen storage alloys No. 3 to No. 77 and sieving the particles to a particle diameter of 75 μm or less, an electrode was produced according to the procedure described below. First, each alloy powder and electrolytic copper powder were mixed at a weight ratio of 1: 1.
mm) for 3 minutes at a pressure of 5 tons to produce pellets. An alloy electrode (negative electrode) was produced by sandwiching the pellets with a nickel wire net, spot-welding the periphery and press-welding, and spot-welding a nickel lead wire.
【0562】得られた負極を、それぞれ対極である焼結
式ニッケル電極とともに8規定の水酸化カリウム水溶液
にそれぞれ浸漬し、充放電試験を行った。充放電試験
は、20℃において水素吸蔵合金1g当たり100mA
の電流で10時間かけて充電した後、5時間の休止の間
に0℃、―18℃または―23℃まで冷却した後、水素
吸蔵合金1g当たり100mAの電流で酸化水銀電極に
対して−0.6Vになるまで放電を行うという条件で行
った。0℃における放電容量を1とした際の各温度(―
18℃、−23℃)における放電容量を−18℃及び−
23℃における容量低下率とし、その結果を下記表52
に併記する。The obtained negative electrode was immersed in an 8 N aqueous potassium hydroxide solution together with a sintered nickel electrode as a counter electrode, and a charge / discharge test was performed. The charge / discharge test was conducted at 20 ° C. at 100 mA / g of hydrogen storage alloy.
And then cooled to 0 ° C., −18 ° C. or −23 ° C. during a 5-hour rest, and then charged at −100 with respect to the mercury oxide electrode at a current of 100 mA per 1 g of the hydrogen storage alloy. The discharge was performed until the voltage reached 0.6V. Each temperature when the discharge capacity at 0 ° C is 1 (-
18 ° C., −23 ° C.) at −18 ° C. and −
The capacity reduction rate at 23 ° C. was defined as
It is described together.
【0563】[0563]
【表51】 [Table 51]
【0564】[0564]
【表52】 [Table 52]
【0565】表51、52から明らかなように、実施例
289〜295の水素吸蔵合金は、比較例73〜77の
二次電池に比較して水素吸蔵速度が高いことがわかる。
また、実施例289〜295の二次電池は、比較例73
〜77の二次電池に比較して低温での容量低下率が小さ
いことがわかる。As is apparent from Tables 51 and 52, the hydrogen storage alloys of Examples 289 to 295 have a higher hydrogen storage rate than the secondary batteries of Comparative Examples 73 to 77.
In addition, the secondary batteries of Examples 289 to 295 were manufactured in Comparative Example 73.
It can be seen that the rate of decrease in capacity at low temperatures is smaller than that of the secondary batteries of Nos. To 77.
【0566】[0566]
【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る水素吸
蔵合金によれば、高い水素吸蔵容量を維持しつつ、従来
のMg系水素吸蔵合金や希土類系水素吸蔵合金に比べて
放出特性を著しく向上させることができる等の顕著な効
果を奏する。したがって、本発明の水素吸蔵合金はこれ
まで他の合金系を用いてきた各種応用分野、例えば水素
の貯蔵・輸送、熱の貯蔵・輸送、熱−機械エネルギー変
換、水素の分離・精製、水素同位体の分離、水素を活物
質とする電池、合成化学における触媒、温度センサな
ど、がより拡大され、さらに水素吸蔵合金利用の新しい
分野の開拓を図ることができる等顕著な効果を奏する。As described above in detail, according to the hydrogen storage alloy of the present invention, while maintaining a high hydrogen storage capacity, the hydrogen storage alloy has a higher release characteristic than conventional Mg-based hydrogen storage alloys and rare earth-based hydrogen storage alloys. A remarkable effect such as remarkable improvement can be obtained. Therefore, the hydrogen storage alloy of the present invention can be used in various application fields in which other alloy systems have been used so far, such as storage and transport of hydrogen, storage and transport of heat, thermo-mechanical energy conversion, separation and purification of hydrogen, and hydrogen isotope. It has remarkable effects such as the separation of the body, the battery using hydrogen as an active material, the catalyst in synthetic chemistry, the temperature sensor, and the like, and the development of a new field of utilizing a hydrogen storage alloy can be achieved.
【0567】また、本発明に係わる二次電池によれば、
高容量と長寿命を実現することができる等顕著な効果を
奏する。According to the secondary battery of the present invention,
A remarkable effect is achieved, such as a high capacity and a long life.
【0568】また、本発明によれば、AサイトをAB3
組成よりも多量に含む組成において、大きな水素吸蔵量
を有し、かつ水素との安定性が高すぎて水素を放出し難
いという問題点を改善した水素の吸蔵・放出特性が優れ
た水素吸蔵合金、並びにこの水素吸蔵合金を含む負極を
備え、高容量で充放電サイクル特性が優れ、かつ低価格
化および軽量化が図られた二次電池を提供できる。According to the present invention, the A site is changed to AB 3
A hydrogen storage alloy that has a large hydrogen storage capacity in a composition containing a larger amount than the composition and has improved hydrogen storage and desorption characteristics that has improved the problem that hydrogen stability is too high and hydrogen is hardly released. In addition, a secondary battery having a negative electrode containing the hydrogen storage alloy, a high capacity, excellent charge / discharge cycle characteristics, low cost and light weight can be provided.
【0569】さらに、本発明によれば、高い水素吸蔵容
量を維持しつつ、従来のマグネシウム−希土類系水素吸
蔵合金に比べて常温付近での水素吸蔵速度が向上された
水素吸蔵合金を提供できる。したがって、本発明の水素
吸蔵合金はこれまで他の合金系を用いてきた各種応用分
野(水素の貯蔵・輸送、熱の貯蔵・輸送、熱−機械エネ
ルギー変換、水素の分離・精製、水素同位体の分離、水
素を活物質とする電池、合成化学における触媒、温度セ
ンサなど)がより拡大され、さらに水素吸蔵合金利用の
新しい分野の開拓を図ることができる等顕著な効果を奏
する。Further, according to the present invention, it is possible to provide a hydrogen storage alloy having an improved hydrogen storage rate near ordinary temperature as compared with a conventional magnesium-rare earth hydrogen storage alloy while maintaining a high hydrogen storage capacity. Therefore, the hydrogen storage alloy of the present invention is used in various application fields (storage and transport of hydrogen, storage and transport of heat, thermo-mechanical energy conversion, separation and purification of hydrogen, hydrogen isotope) in which other alloy systems have been used. Separation, a battery using hydrogen as an active material, a catalyst in synthetic chemistry, a temperature sensor, etc.) are further expanded, and further, a remarkable effect is exhibited such that a new field of utilizing a hydrogen storage alloy can be developed.
【0570】また、本発明に係わる二次電池は、従来困
難とされていたマグネシウム含有水素吸蔵合金の充放電
反応への応用を可能とすることによって、高容量で優れ
た充放電サイクル特性を有する等顕著な効果を奏する。Further, the secondary battery according to the present invention has high capacity and excellent charge / discharge cycle characteristics by enabling application of the magnesium-containing hydrogen storage alloy to the charge / discharge reaction, which has been conventionally difficult. And so on.
【図1】本発明に係る水素吸蔵合金におけるR3中のC
e含有量とCo量(y)との関係を示す特性図。FIG. 1 shows C in R3 in a hydrogen storage alloy according to the present invention.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between an e content and a Co amount (y).
【図2】本発明に係る二次電池の一例である円筒形金属
酸化物・水素二次電池を示す部分切欠斜視図。FIG. 2 is a partially cutaway perspective view showing a cylindrical metal oxide / hydrogen secondary battery as an example of the secondary battery according to the present invention.
【図3】本発明の実施例に用いられる温度スキャンニン
グ式水素吸蔵放出特性評価装置を示す概略図。FIG. 3 is a schematic diagram showing a temperature scanning type hydrogen storage / release characteristic evaluation apparatus used in an embodiment of the present invention.
【図4】実施例177の水素吸蔵合金の主相の透過型電
子顕微鏡像を示す顕微鏡写真。FIG. 4 is a micrograph showing a transmission electron microscope image of a main phase of the hydrogen storage alloy of Example 177.
【図5】実施例289の水素吸蔵合金の格子像を示す透
過型電子顕微鏡写真。FIG. 5 is a transmission electron micrograph showing a lattice image of the hydrogen storage alloy of Example 289.
【図6】図5の顕微鏡写真を説明するための特性図。FIG. 6 is a characteristic diagram for explaining the micrograph of FIG. 5;
1…容器、 2…正極、 4…負極、 5…電極群、 7…封口板、 31…水素ボンベ、 33…試料容器、 35…真空ポンプ、 36…圧力計、 39…ヒータ、 41…コンピュータ、 42…温度コントローラ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... container, 2 ... positive electrode, 4 ... negative electrode, 5 ... electrode group, 7 ... sealing plate, 31 ... hydrogen cylinder, 33 ... sample container, 35 ... vacuum pump, 36 ... pressure gauge, 39 ... heater, 41 ... computer, 42 ... temperature controller.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平9−344266 (32)優先日 平9(1997)11月28日 (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平9−344436 (32)優先日 平9(1997)11月28日 (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平10−2994 (32)優先日 平10(1998)1月9日 (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平10−65349 (32)優先日 平10(1998)3月16日 (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平10−70564 (32)優先日 平10(1998)3月19日 (33)優先権主張国 日本(JP) (72)発明者 神田 基 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝川崎事業所内 (72)発明者 吉田 秀紀 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝川崎事業所内 (72)発明者 川島 史行 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 沢 孝雄 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 稲葉 隆道 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝川崎事業所内 (72)発明者 稲田 周介 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝川崎事業所内 (72)発明者 林田 浩孝 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝川崎事業所内 (72)発明者 北山 浩 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝川崎事業所内 (72)発明者 竹野 史郎 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 9-344266 (32) Priority date Heisei 9 (1997) November 28 (33) Priority claim country Japan (JP) (31) Priority Claim No. Hei 9-344436 (32) Priority date Hei 9 (1997) November 28 (33) Priority claiming country Japan (JP) (31) Priority claim number Patent application Hei 10-2994 (32) Priority Japan 10 (1998) March 9 (33) Priority claim country Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 10-65349 (32) Priority day March 10 (1998) March 16 (33) ) Priority claiming country Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 10-70564 (32) Priority date Hei 10 (1998) March 19 (33) Priority claiming country Japan (JP) (72) Inventor Motoi Kanda 72 Horikawa-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Toshiba Kawasaki Plant (72) Inventor Hideki Yoshida 72 Horikawa-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Inside the Toshiba Kawasaki Plant (72) Inventor Fumiyuki Kawashima 1 at Komukai Toshiba-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Toshiba Research & Development Center (72) Inventor Takao Sawa Komukai, Sai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa No. 1, Toshiba-cho, Toshiba R & D Center (72) Inventor Takamichi Inaba 72, Horikawa-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture In-house Toshiba Kawasaki Office (72) Inventor Shusuke Inada, Horikawa, Sai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa 72, Tochiba, Kawasaki, Toshiba Corporation (72) Inventor Hirotaka Hayashida 72, Horikawa-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Hiroshi Kitayama 72, Horikawa-cho, Sakai-ku, Kawasaki, Kanagawa, Japan Address Toshiba Kawasaki Office (72) Inventor Shiro Takeno 8 Shinsugitacho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Toshiba Yokohama Office
Claims (27)
つ下記一般式(1)で表される組成を有する合金インゴ
ットか、あるいは前記合金インゴットの粉砕物を含むこ
とを特徴とする水素吸蔵合金。 (Mg1-a-b R1a M1b )Niz …(1) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1つの元素、M1はMgよりも電気陰性度の大き
な元素(ただし、前記R1の元素、Cr、Mn、Fe、
Co、Cu、Zn及びNiを除く)から選ばれる少なく
とも1つの元素、a、b及びzはそれぞれ0.1≦a≦
0.8、0<b≦0.9、1−a−b>0、3≦z≦
3.8として規定される。An alloy ingot produced by a casting method or a sintering method and having a composition represented by the following general formula (1), or a hydrogen storage alloy containing a crushed product of the alloy ingot. . (Mg 1-ab R1 a M1 b ) Ni z (1) where R1 is at least one element selected from rare earth elements including Y, and M1 is an element having a higher electronegativity than Mg (provided that R1 is , Cr, Mn, Fe,
At least one element selected from the group consisting of Co, Cu, Zn and Ni), a, b and z are each 0.1 ≦ a ≦
0.8, 0 <b ≦ 0.9, 1−ab> 0, 3 ≦ z ≦
Defined as 3.8.
つ下記一般式(2)で表される組成を有する合金インゴ
ットか、あるいは前記合金インゴットの粉砕物を含むこ
とを特徴とする水素吸蔵合金。 Mg1-a R1a(Ni1-x M2x )z …(2) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1つの元素、M2はCr、Mn、Fe、Co、C
u及びZnから選ばれる少なくとも1つの元素、a、x
及びzはそれぞれ0.1≦a≦0.8、0<x≦0.
9、3≦z≦3.8として規定される。2. A hydrogen storage alloy produced by a casting method or a sintering method and having a composition represented by the following general formula (2) or a pulverized product of the alloy ingot: . Mg 1-a R1 a (Ni 1-x M2 x ) z (2) where R1 is at least one element selected from rare earth elements including Y, and M2 is Cr, Mn, Fe, Co, C
at least one element selected from u and Zn, a, x
And z are respectively 0.1 ≦ a ≦ 0.8 and 0 <x ≦ 0.
9, 3 ≦ z ≦ 3.8.
つ下記一般式(3)で表される組成を有する合金インゴ
ットか、あるいは前記合金インゴットの粉砕物を含むこ
とを特徴とする水素吸蔵合金。 Mg1-a-b R1a M1b(Ni1-x M2x )z …(3) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1つの元素、M2はCr、Mn、Fe、Co、C
u及びZnから選ばれる少なくとも1つの元素、M1は
Mgよりも電気陰性度の大きな元素(ただし、前記R1
の元素、前記M2の元素及びNiを除く)から選ばれる
少なくとも1つの元素、a、b、x及びzはそれぞれ
0.1≦a≦0.8、0<b≦0.9、1−a−b>
0、0<x≦0.9、3≦z≦3.8として規定され
る。3. A hydrogen storage alloy produced by a casting method or a sintering method and containing a pulverized product of an alloy ingot having a composition represented by the following general formula (3): . Mg 1 -ab R 1 a M 1 b (Ni 1 -x M 2 x ) z (3) where R 1 is at least one element selected from rare earth elements including Y, and M 2 is Cr, Mn, Fe, Co, C
at least one element selected from u and Zn, M1 is an element having a higher electronegativity than Mg (provided that the R1
, A, b, x, and z are at least 0.1 ≦ a ≦ 0.8, 0 <b ≦ 0.9, 1-a -B>
0, 0 <x ≦ 0.9 and 3 ≦ z ≦ 3.8.
a、In、Ge、Pb、Mo、Sn、Si、Re、A
g、B、C、P、Ir、Rh、Ru、Os、Pt、A
u、Se及びSから選ばれる少なくとも1種の元素であ
ることを特徴とする請求項1または3いずれか1項記載
の水素吸蔵合金。4. The method according to claim 1, wherein M1 is Al, Ta, V, Nb, G
a, In, Ge, Pb, Mo, Sn, Si, Re, A
g, B, C, P, Ir, Rh, Ru, Os, Pt, A
4. The hydrogen storage alloy according to claim 1, wherein the hydrogen storage alloy is at least one element selected from u, Se, and S. 5.
つ下記一般式(4)で表される組成を有する合金インゴ
ットか、あるいは前記合金インゴットの粉砕物を含むこ
とを特徴とする水素吸蔵合金。 Mg1-a R1a (Ni1-x M3x )z (4) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1種の元素、M3はCo、Mn、Fe、Al、G
a、Zn、Sn、Cu、Si及びBから選ばれる少なく
とも1種の元素であり、a、x及びzはそれぞれ0.6
5≦a≦0.8、0<x≦0.6、3≦z≦3.8とし
て規定される。5. An alloy ingot produced by a casting method or a sintering method and having a composition represented by the following general formula (4), or a hydrogen storage alloy containing a crushed product of the alloy ingot. . Mg 1-a R1 a (Ni 1-x M3 x ) z (4) where R1 is at least one element selected from rare earth elements including Y, and M3 is Co, Mn, Fe, Al, G
a, at least one element selected from Zn, Sn, Cu, Si and B, wherein a, x and z are each 0.6
It is defined as 5 ≦ a ≦ 0.8, 0 <x ≦ 0.6, and 3 ≦ z ≦ 3.8.
つ下記一般式(5)で表される組成を有する合金インゴ
ットか、あるいは前記合金インゴットの粉砕物を含むこ
とを特徴とする水素吸蔵合金。 Mg1-a-b R1a T1b (Ni1-x M3x )z (5) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1種の元素、T1はCa、Ti、Zr及びHfか
ら選ばれる少なくとも1種の元素、M3はCo、Mn、
Fe、Al、Ga、Zn、Sn、Cu、Si及びBから
選ばれる少なくとも1種の元素であり、a、b、x及び
zはそれぞれ0.65≦a<0.8、0<b≦0.3、
0.65<(a+b)≦0.8、0<x≦0.6、3≦
z≦3.8として規定される。6. A hydrogen storage alloy produced by a casting method or a sintering method and having a composition represented by the following general formula (5) or containing a crushed product of the alloy ingot. . Mg 1 -ab R 1 a T 1 b (Ni 1 -x M 3 x ) z (5) wherein R 1 is at least one element selected from rare earth elements including Y, and T 1 is selected from Ca, Ti, Zr and Hf. At least one element, M3 is Co, Mn,
Fe, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si and B are at least one element selected from the group consisting of a, b, x, and z of 0.65 ≦ a <0.8 and 0 <b ≦ 0, respectively. .3,
0.65 <(a + b) ≦ 0.8, 0 <x ≦ 0.6, 3 ≦
It is defined as z ≦ 3.8.
つ下記一般式(6)で表される組成を有する合金インゴ
ットか、あるいは前記合金インゴットの粉砕物を含むこ
とを特徴とする水素吸蔵合金。 Mga R11-a (Ni1-x-y Cox M4y )z (6) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1種の元素、M4はMn、Fe、V、Cr、N
b、Al、Ga、Zn、Sn、Cu、Si、P及びBか
ら選ばれる少なくとも1種の元素であり、a、x、y及
びzはそれぞれ0.2≦a≦0.35、0<x≦0.
5、0≦y≦0.2、3≦z≦3.8として規定され
る。7. A hydrogen storage alloy produced by a casting method or a sintering method and containing a pulverized product of an alloy ingot having a composition represented by the following general formula (6) or a crushed product of the alloy ingot. . Mg a R1 1-a (Ni 1-xy Co x M4 y) z (6) however, R1, at least one element selected from rare earth elements including Y, M4 is Mn, Fe, V, Cr, N
b, at least one element selected from Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si, P and B, wherein a, x, y and z are respectively 0.2 ≦ a ≦ 0.35, 0 <x ≦ 0.
5, 0 ≦ y ≦ 0.2, 3 ≦ z ≦ 3.8.
つ下記一般式(7)で表される組成を有する合金インゴ
ットか、あるいは前記合金インゴットの粉砕物を含むこ
とを特徴とする水素吸蔵合金。 Mga R11-a-b T2b (Ni1-x-y Cox M4y )z (7) ただし、R1はYを含む希土類元素から選ばれる少なく
とも1種の元素、T2はCa、Ti及びZrから選ばれ
る少なくとも1種の元素、M4はMn、Fe、V、C
r、Nb、Al、Ga、Zn、Sn、Cu、Si、P及
びBから選ばれる少なくとも1種の元素であり、a、
b、x、y及びzはそれぞれ0.2≦a≦0.35、0
<b≦0.3、0<x≦0.5、0≦y≦0.2、3≦
z≦3.8として規定される。8. An alloy ingot produced by a casting method or a sintering method and having a composition represented by the following general formula (7), or a hydrogen storage alloy containing a crushed product of the alloy ingot. . Mg a R1 1-ab T2 b (Ni 1-xy Co x M4 y) z (7) wherein at least one element R1 is selected from rare earth elements including Y, T2 is selected from Ca, Ti and Zr At least one element, M4 is Mn, Fe, V, C
r, Nb, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si, P and B are at least one element selected from the group consisting of a,
b, x, y and z are respectively 0.2 ≦ a ≦ 0.35, 0
<B ≦ 0.3, 0 <x ≦ 0.5, 0 ≦ y ≦ 0.2, 3 ≦
It is defined as z ≦ 3.8.
つ下記一般式(8)で表される組成を有する合金インゴ
ットか、あるいは前記合金インゴットの粉砕物を含むこ
とを特徴とする水素吸蔵合金。 Mga (La1-b R1b )1-a Niz (8) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1種の元素であり、かつLaではなく、a、b及
びzはそれぞれ0.2≦a≦0.35、0.01≦b<
0.5、3≦z≦3.8として規定される。9. A hydrogen storage alloy produced by a casting method or a sintering method and having a composition represented by the following general formula (8) or a pulverized product of the alloy ingot: . Mg a (La 1−b R1 b ) 1−a Ni z (8) where R1 is at least one element selected from rare earth elements including Y, and a, b and z are not La but a 0.2 ≦ a ≦ 0.35, 0.01 ≦ b <
0.5, 3 ≦ z ≦ 3.8.
かつ下記一般式(9)で表される組成を有する合金イン
ゴットか、あるいは前記合金インゴットの粉砕物を含む
ことを特徴とする水素吸蔵合金。 Mga (La1-b R1b )1-a (Ni1-x M3x )z (9) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1種の元素であり、かつLaではなく、M3はC
o、Mn、Fe、Al、Ga、Zn、Sn、Cu、Si
及びBから選ばれる少なくとも1種の元素であり、a、
b、x及びzはそれぞれ0.2≦a≦0.35、0.0
1≦b<0.5、0.1≦x≦0.6、3≦z≦3.8
として規定される。10. It is produced by a casting method or a sintering method,
A hydrogen storage alloy comprising an alloy ingot having a composition represented by the following general formula (9) or a crushed product of the alloy ingot. Mg a (La 1−b R1 b ) 1−a (Ni 1−x M3 x ) z (9) where R1 is at least one element selected from rare earth elements including Y, and is not La. , M3 is C
o, Mn, Fe, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si
And at least one element selected from B and a,
b, x and z are 0.2 ≦ a ≦ 0.35 and 0.0, respectively.
1 ≦ b <0.5, 0.1 ≦ x ≦ 0.6, 3 ≦ z ≦ 3.8
Is defined as
度は700Hv(kgf/mm2 )未満であることを特
徴とする請求項9ないし10いずれか1項記載の水素吸
蔵合金。11. The hydrogen storage alloy according to claim 9, wherein the alloy ingot has a Vickers hardness of less than 700 Hv (kgf / mm 2 ).
有する合金を含むことを特徴とする水素吸蔵合金。 MgaR21-a-bT1b(Ni1-xM3x)z (10) ただし、R2は、Yを含む希土類元素から選ばれる2種
以上の元素であり、前記R2のCe含有量は20重量%
未満で、T1はCa,Ti,Zr及びHfから選ばれる
少なくとも1種の元素であり、M3はMn,Fe,C
o,Al,Ga,Zn,Sn,Cu,Si及びBから選
ばれる少なくとも1種の元素であり、a,b,x及びz
はそれぞれ、0<a≦0.5、0≦b≦0.3、0≦x
≦0.9、3≦z<4を示す。12. A hydrogen storage alloy comprising an alloy having a composition represented by the following general formula (10). Mg a R 2 1-ab T1 b (Ni 1-x M 3 x ) z (10) where R 2 is at least two elements selected from rare earth elements including Y, and the Ce content of R 2 is 20 wt. %
T1 is at least one element selected from Ca, Ti, Zr and Hf, and M3 is Mn, Fe, C
at least one element selected from the group consisting of o, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si and B, a, b, x and z
Are respectively 0 <a ≦ 0.5, 0 ≦ b ≦ 0.3, 0 ≦ x
≦ 0.9 and 3 ≦ z <4.
ひとつはLaであり、前記R2のLa含有量は70重量
%を越えることを特徴とする請求項12記載の水素吸蔵
合金。13. The hydrogen storage alloy according to claim 12, wherein one of the rare earth elements constituting the R2 is La, and the La content of the R2 exceeds 70% by weight.
有する合金を含むことを特徴とする水素吸蔵合金。 MgaR31-a-bT1b(Ni1-x-yM5xCoy)z (11) ただし、R3は、Yを含む希土類元素から選ばれる2種
以上の元素であり、前記R3のCe含有量はm重量%未
満で、mは、m=125y+20(yは前記(11)式
のCo量である)で表され、T1はCa,Ti,Zr及
びHfから選ばれる少なくとも1種の元素であり、M5
はMn,Fe,Al,Ga,Zn,Sn,Cu,Si及
びBから選ばれる少なくとも1種の元素であり、a,
b,x,y及びzはそれぞれ、0<a≦0.5、0≦b
≦0.3、0≦x≦0.9、0<y≦0.4、x+y≦
0.9、3≦z<4を示す。14. A hydrogen storage alloy comprising an alloy having a composition represented by the following general formula (11). Mg a R 3 1-ab T1 b (Ni 1-xy M5 x Co y ) z (11) where R3 is at least two elements selected from rare earth elements containing Y, and the Ce content of R3 is When m is less than m wt%, m is represented by m = 125y + 20 (y is the amount of Co in the formula (11)), and T1 is at least one element selected from Ca, Ti, Zr and Hf; M5
Is at least one element selected from Mn, Fe, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si and B;
b, x, y and z are respectively 0 <a ≦ 0.5, 0 ≦ b
≦ 0.3, 0 ≦ x ≦ 0.9, 0 <y ≦ 0.4, x + y ≦
0.9, 3 ≦ z <4.
有し、前記一般式(12)におけるa及びzがz=−6
×a+δ(δは、5−0.2≦δ≦5+0.2である)
を満足する相を主相とし、かつ前記主相中の面欠陥が1
00nm当たり20本以下である合金を含むことを特徴
とする水素吸蔵合金。 Mga R11-a-b T1b (Ni1-x M6x )z (12) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1種の元素、T1はCa、Ti、Zr及びHfか
ら選ばれる少なくとも1種の元素、M6はCo、Mn、
Fe、Al、Ga、Zn、Sn、Cu、Si、B、N
b、W、Mo,V,Cr,Ta,P及びSから選ばれる
少なくとも1種の元素であり、a、b、x及びzはそれ
ぞれ0.2≦a≦0.35、0≦b≦0.3、0<x≦
0.6、3≦z≦3.8として規定される。15. A composition represented by the following general formula (12), wherein a and z in the general formula (12) are z = −6.
× a + δ (δ is 5−0.2 ≦ δ ≦ 5 + 0.2)
And a plane defect in the main phase is 1%.
A hydrogen storage alloy comprising 20 or less alloys per 00 nm. Mg a R1 1-ab T1 b (Ni 1-x M6 x) z (12) however, R1, at least one element selected from rare earth elements including Y, T1 is selected Ca, Ti, from Zr and Hf At least one element, M6 is Co, Mn,
Fe, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si, B, N
b, W, Mo, V, Cr, Ta, P, and S are at least one element selected from the group consisting of a, b, x, and z, each of 0.2 ≦ a ≦ 0.35 and 0 ≦ b ≦ 0. 0.3, 0 <x ≦
0.6, 3 ≦ z ≦ 3.8.
たり10本以下であることを特徴とする請求項15記載
の水素吸蔵合金。16. The hydrogen storage alloy according to claim 15, wherein the number of plane defects in the main phase is 10 or less per 100 nm.
有し、前記一般式(13)におけるa及びzがz=−6
×a+δ(δは、5−0.2≦δ≦5+0.2である)
を満足する相を主相とし、かつ面欠陥が100nm当た
り20本以下である結晶粒を70容積%を越えて含有す
る合金を含むことを特徴とする水素吸蔵合金。 Mga R11-a-b T1b (Ni1-x M6x )z (13) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1種の元素、T1はCa、Ti、Zr及びHfか
ら選ばれる少なくとも1種の元素、M6はCo、Mn、
Fe、Al、Ga、Zn、Sn、Cu、Si、B、N
b、W、Mo,V,Cr,Ta,P及びSから選ばれる
少なくとも1種の元素であり、a、b、x及びzはそれ
ぞれ0.2≦a≦0.35、0≦b≦0.3、0<x≦
0.6、3≦z≦3.8として規定される。17. A composition represented by the following general formula (13), wherein a and z in the general formula (13) are z = −6.
× a + δ (δ is 5−0.2 ≦ δ ≦ 5 + 0.2)
A hydrogen storage alloy comprising an alloy containing, as a main phase, a phase satisfying the following condition, and containing more than 70% by volume of crystal grains having 20 or less plane defects per 100 nm. Mg a R1 1-ab T1 b (Ni 1-x M6 x) z (13) however, R1, at least one element selected from rare earth elements including Y, T1 is selected Ca, Ti, from Zr and Hf At least one element, M6 is Co, Mn,
Fe, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si, B, N
b, W, Mo, V, Cr, Ta, P, and S are at least one element selected from the group consisting of a, b, x, and z, each of 0.2 ≦ a ≦ 0.35 and 0 ≦ b ≦ 0. 0.3, 0 <x ≦
0.6, 3 ≦ z ≦ 3.8.
当たり10本以下であることを特徴とする請求項17記
載の水素吸蔵合金。18. A plane defect in the crystal grain is 100 nm.
18. The hydrogen storage alloy according to claim 17, wherein the number of the hydrogen storage alloys is 10 or less.
有し、前記一般式(14)におけるa及びzがz=−6
×a+δ(δは、5−0.2≦δ≦5+0.2である)
を満足する相を主相とし、かつCaCu5 型結晶構造を
有する結晶相が20容積%以下で、MgCu2 型結晶構
造を有する結晶相が10容積%以下である合金を含むこ
とを特徴とする水素吸蔵合金。 Mga R11-a-b T1b (Ni1-x M6x )z (14) ただし、R1は、Yを含む希土類元素から選ばれる少な
くとも1種の元素、T1はCa、Ti、Zr及びHfか
ら選ばれる少なくとも1種の元素、M6はCo、Mn、
Fe、Al、Ga、Zn、Sn、Cu、Si、B、N
b、W、Mo,V,Cr,Ta,P及びSから選ばれる
少なくとも1種の元素であり、a、b、x及びzはそれ
ぞれ0.2≦a≦0.35、0≦b≦0.3、0<x≦
0.6、3≦z≦3.8として規定される。19. It has a composition represented by the following general formula (14), wherein a and z in the general formula (14) are z = −6.
× a + δ (δ is 5−0.2 ≦ δ ≦ 5 + 0.2)
Characterized by containing an alloy in which a phase satisfying the following condition is a main phase, a crystal phase having a CaCu 5 type crystal structure is 20% by volume or less, and a crystal phase having a MgCu 2 type crystal structure is 10% by volume or less. Hydrogen storage alloy. Mg a R1 1-ab T1 b (Ni 1-x M6 x) z (14) however, R1, at least one element selected from rare earth elements including Y, T1 is selected Ca, Ti, from Zr and Hf At least one element, M6 is Co, Mn,
Fe, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si, B, N
b, W, Mo, V, Cr, Ta, P, and S are at least one element selected from the group consisting of a, b, x, and z, each of 0.2 ≦ a ≦ 0.35 and 0 ≦ b ≦ 0. 0.3, 0 <x ≦
0.6, 3 ≦ z ≦ 3.8.
類元素からなり、前記R1中のCe含有量は20重量%
未満であることを特徴とする請求項15,17または1
9いずれか1項記載の水素吸蔵合金。20. The R1 is composed of two or more kinds of rare earth elements including Ce, and the content of Ce in the R1 is 20% by weight.
18. The method of claim 15, 17 or 1
9. The hydrogen storage alloy according to any one of 9 above.
相がCe2 Ni7 型、CeNi3 型、Gd2 Co7 型、
PuNi3 型のいずれかの結晶構造もしくは類似の結晶
構造を有する相から選ばれる少なくとも1つの相である
合金を含むことを特徴とする水素吸蔵合金。 R11-a-b Mga T2b (Ni1-x M7x )z …(15) ただし、R1はイットリウムを含む希土類元素から選ば
れる少なくとも1種の元素、T2はCa,Ti,Zrか
ら選ばれた少なくとも1つの元素、M7はCo,Mn,
Fe,V,Cr,Nb,Al,Ga,Zn,Sn,C
u,Si,P,Bから選ばれる少なくとも1つの元素で
あり、a,b,x,zはそれぞれ0<a≦0.6,0≦
b≦0.5,0≦x≦0.9,2.5≦z<4.5とし
て規定される。21. A compound represented by the following general formula (15), wherein the main phase is Ce 2 Ni 7 type, CeNi 3 type, Gd 2 Co 7 type,
A hydrogen storage alloy comprising an alloy that is at least one phase selected from phases having any of the PuNi 3 type crystal structures or a similar crystal structure. R1 1-ab Mg a T2 b (Ni 1-x M7 x ) z (15) where R1 is at least one element selected from rare earth elements including yttrium, and T2 is selected from Ca, Ti, Zr. At least one element, M7 is Co, Mn,
Fe, V, Cr, Nb, Al, Ga, Zn, Sn, C
at least one element selected from u, Si, P, and B, and a, b, x, and z are each 0 <a ≦ 0.6, 0 ≦
It is defined as b ≦ 0.5, 0 ≦ x ≦ 0.9, 2.5 ≦ z <4.5.
uKα線を用いたX線回折パターンにおける2θ=8〜
13゜の範囲に現れる最強ピークの強度(I1 )と、全
ピークの最強線ピークの強度(I2 )との強度比(I1
/I2 )が0.15未満である合金を含むことを特徴と
する水素吸蔵合金。 R41-a-b Mga M8b (Ni1-x M9x )z …(16) ただし、R4はイットリウムを含む希土類元素およびC
aから選ばれる少なくとも1つの元素、M8はMgより
電気陰性度の大きな元素(ただし、R4、Ni、M9を
除く)、M9はCo,Mn,Fe,V,Cr,Nb,A
l,Ga,Zn,Sn,Cu,Si,P,Bから選ばれ
る少なくとも1つの元素であり、a、b、x、zはそれ
ぞれ0<a≦0.6、0≦b≦0.5,0≦x≦0.
9,2.5≦z<4.5を示す。22. A compound represented by the following general formula (16),
2θ = 8- in X-ray diffraction pattern using uKα ray
The intensity ratio (I 1 ) between the intensity of the strongest peak (I 1 ) appearing in the range of 13 ° and the intensity of the strongest peak (I 2 ) of all the peaks.
/ I 2 ) containing an alloy having a value of less than 0.15. R4 1-ab Mg a M8 b (Ni 1-x M9 x ) z (16) where R4 is a rare earth element containing yttrium and C
at least one element selected from a, M8 is an element having a higher electronegativity than Mg (except for R4, Ni and M9), and M9 is Co, Mn, Fe, V, Cr, Nb, A
1, at least one element selected from Ga, Zn, Sn, Cu, Si, P, and B, where a, b, x, and z are respectively 0 <a ≦ 0.6, 0 ≦ b ≦ 0.5, 0 ≦ x ≦ 0.
9, 2.5 ≦ z <4.5.
積層構造からなり(但し、Aは25℃における水素1モ
ルに対する水素化物の生成熱ΔH(kJ/mol)が2
0kJ/molより小さい1種類以上の元素、Bは前記
生成熱ΔH(kJ/mol)が20kJ/mol以上の
1種類以上の元素を示す)、かつ前記AB5サブセル数
に対する前記A2B4サブセル数の比Xが0.5<X<1
であるユニットセルからなる結晶相を含むことを特徴と
する水素吸蔵合金。23. A 2 B 4 subcell and AB 5 a laminated structure of the subcell (where, A is the heat of formation ΔH hydride for 1 mole of hydrogen at 25 ℃ (kJ / mol) is 2
One or more elements smaller than 0 kJ / mol, B represents one or more elements having a heat of formation ΔH (kJ / mol) of 20 kJ / mol or more), and the A 2 B 4 subcell with respect to the AB 5 subcell number Number ratio X is 0.5 <X <1
A hydrogen storage alloy comprising a crystal phase consisting of a unit cell.
を有し、前記AB5サブセルはCaCu5型であることを
特徴とする請求項23記載の水素吸蔵合金。24. The hydrogen storage alloy according to claim 23, wherein said A 2 B 4 subcell has a Loves structure, and said AB 5 subcell is of a CaCu 5 type.
C](但し、LはA2B4サブセル、CはAB5サブセ
ル、nは整数を示す)で表される積層構造を有すること
を特徴とする請求項23ないし24いずれか1項記載の
水素吸蔵合金。25. The unit cell comprises n [LCLC
C] (where, L is A 2 B 4 subcell, C is AB 5 subcell, n represents an integer) hydrogen claims 23 to 24 any one of claims characterized by having a layered structure represented by Storage alloy.
れる少なくとも1つの元素及びMgを含み、前記BはN
iを含むことを特徴とする請求項23〜25いずれか1
項記載の水素吸蔵合金。26. A wherein at least one element selected from the group consisting of rare earth elements including Y and Mg, and B is N
27. The method according to claim 23, wherein i is included.
The hydrogen storage alloy according to the item.
記載の水素吸蔵合金を含有する負極を備えたことを特徴
とする二次電池。27. A secondary battery comprising a negative electrode containing the hydrogen storage alloy according to claim 1. Description:
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