JP2000340223A - アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金及びその製造方法 - Google Patents
アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金及びその製造方法Info
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Powder Metallurgy (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ニッケル・水素蓄電池に使用される、初期放
電容量及び充放電サイクル特性を向上させた、アルカリ
蓄電池用水素吸蔵合金電極に使用される水素吸蔵合金を
提供する。 【解決手段】 アルカリ蓄電池用の電極に使用する水素
吸蔵合金粒子の表面に形成された微細孔に、イットリウ
ム化合物を付着させる。
電容量及び充放電サイクル特性を向上させた、アルカリ
蓄電池用水素吸蔵合金電極に使用される水素吸蔵合金を
提供する。 【解決手段】 アルカリ蓄電池用の電極に使用する水素
吸蔵合金粒子の表面に形成された微細孔に、イットリウ
ム化合物を付着させる。
Description
【０００１】
【発明の対象とする技術分野】本発明は、アルカリ蓄電
池用の負極材料として使用される水素吸蔵合金に係わ
り、詳しくは初期放電容量が大きく、しかも充放電サイ
クル特性に優れる水素吸蔵合金電極を得ることを目的と
した電極材料たる水素吸蔵合金粉末の改良に関するもの
である。
池用の負極材料として使用される水素吸蔵合金に係わ
り、詳しくは初期放電容量が大きく、しかも充放電サイ
クル特性に優れる水素吸蔵合金電極を得ることを目的と
した電極材料たる水素吸蔵合金粉末の改良に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】近年、ニッケル・カドニウム蓄電池に比
べて２倍以上の高容量で、且つ、環境適合性にも優れた
ニッケル・水素蓄電池が、新しいアルカリ蓄電池として
注目されている。しかしながら、各種ポータブル機器の
普及を背景として、このニッケル・水素蓄電池は更なる
高性能化が期待されている。ここで、ニッケル・水素蓄
電池の負極に使用する水素吸蔵合金は、一般に自然酸化
等によってその表面に酸化物等の被膜が形成されてお
り、このような水素吸蔵合金を用いて水素吸蔵合金を作
製し、この水素吸蔵合金電極をニッケル・水素蓄電池の
負極に使用した場合には、その初期における水素吸蔵合
金の活性度が低く、初期における電池容量が低くなる等
の問題があった。
べて２倍以上の高容量で、且つ、環境適合性にも優れた
ニッケル・水素蓄電池が、新しいアルカリ蓄電池として
注目されている。しかしながら、各種ポータブル機器の
普及を背景として、このニッケル・水素蓄電池は更なる
高性能化が期待されている。ここで、ニッケル・水素蓄
電池の負極に使用する水素吸蔵合金は、一般に自然酸化
等によってその表面に酸化物等の被膜が形成されてお
り、このような水素吸蔵合金を用いて水素吸蔵合金を作
製し、この水素吸蔵合金電極をニッケル・水素蓄電池の
負極に使用した場合には、その初期における水素吸蔵合
金の活性度が低く、初期における電池容量が低くなる等
の問題があった。
【０００３】このため、近年において、例えば特開平5-
225975号公報に示されるように、水素吸蔵合金を塩酸等
の酸性溶液中に浸漬させて、水素吸蔵合金の表面におけ
る酸化被膜を除去する方法が提案されている。
225975号公報に示されるように、水素吸蔵合金を塩酸等
の酸性溶液中に浸漬させて、水素吸蔵合金の表面におけ
る酸化被膜を除去する方法が提案されている。
【０００４】ここで、水素吸蔵合金を酸性溶液中に浸漬
させて、この水素吸蔵合金の表面における酸化被膜等を
除去した場合、水素吸蔵合金の表面に活性な金属ニッケ
ル（Ni）、金属コバルト（Co）等の部位が出現する。と
ころが、この表面における活性な部位が再度酸化された
りして、水素吸蔵合金における初期の活性度が十分に向
上されず、依然として初期放電容量が低くなったりする
という問題がある。
させて、この水素吸蔵合金の表面における酸化被膜等を
除去した場合、水素吸蔵合金の表面に活性な金属ニッケ
ル（Ni）、金属コバルト（Co）等の部位が出現する。と
ころが、この表面における活性な部位が再度酸化された
りして、水素吸蔵合金における初期の活性度が十分に向
上されず、依然として初期放電容量が低くなったりする
という問題がある。
【０００５】また、上記の方法で酸化皮膜を除去するこ
とにより、表面に活性な金属Ni、Co等の部位が出現し、
合金粉末同士の電気化学的な接触抵抗が低減するため、
初期放電容量は向上するが、充放電アルカリ電解液中で
耐酸化性の改善には至っていない。
とにより、表面に活性な金属Ni、Co等の部位が出現し、
合金粉末同士の電気化学的な接触抵抗が低減するため、
初期放電容量は向上するが、充放電アルカリ電解液中で
耐酸化性の改善には至っていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の事情
に鑑みなされたものであって、その目的とするところ
は、ニッケル・水素蓄電池に使用される、初期放電容量
及び充放電サイクル特性の向上を両立させた、アルカリ
蓄電池用水素吸蔵合金電極に使用される水素吸蔵合金を
提供することにある。
に鑑みなされたものであって、その目的とするところ
は、ニッケル・水素蓄電池に使用される、初期放電容量
及び充放電サイクル特性の向上を両立させた、アルカリ
蓄電池用水素吸蔵合金電極に使用される水素吸蔵合金を
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、水素吸蔵合金
粒子の表面に形成された微細孔に、イットリウム化合物
を付着させたアルカリ蓄電池用水素吸蔵合金である。そ
して、この水素吸蔵合金粒子は、CaCu5型結晶構造を有
し、組成式MmNixCoyMnzM1-z［式中Ｍはアルミニウム（A
l）、銅（Cu）から選ばれた少なくとも一種の元素、ｘ
はニッケル（Ni）の存在比率であって3.0≦ｘ≦5.2、ｙ
はコバルト（Co）の存在比率であって0＜ｙ≦1.2、ｚは
マンガン（Mn）の存在比率であって0.1≦ｚ≦0.9であ
り、且つ前記ｘ、ｙ、ｚの合計値が4.4≦x＋y＋z≦5.
4］で表されるものが代表例として例示できる。この組
成範囲で水素吸蔵合金としてアルカリ蓄電池に使用する
と、アルカリ電解液中での腐食が抑えられ、水素吸蔵量
の増大が顕著に狙え、好適な組成範囲といえる。
粒子の表面に形成された微細孔に、イットリウム化合物
を付着させたアルカリ蓄電池用水素吸蔵合金である。そ
して、この水素吸蔵合金粒子は、CaCu5型結晶構造を有
し、組成式MmNixCoyMnzM1-z［式中Ｍはアルミニウム（A
l）、銅（Cu）から選ばれた少なくとも一種の元素、ｘ
はニッケル（Ni）の存在比率であって3.0≦ｘ≦5.2、ｙ
はコバルト（Co）の存在比率であって0＜ｙ≦1.2、ｚは
マンガン（Mn）の存在比率であって0.1≦ｚ≦0.9であ
り、且つ前記ｘ、ｙ、ｚの合計値が4.4≦x＋y＋z≦5.
4］で表されるものが代表例として例示できる。この組
成範囲で水素吸蔵合金としてアルカリ蓄電池に使用する
と、アルカリ電解液中での腐食が抑えられ、水素吸蔵量
の増大が顕著に狙え、好適な組成範囲といえる。
【０００８】この水素吸蔵合金を導電性芯体に充填する
ことにより、アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金電極が構成
される。この電極を用いて、アルカリ蓄電池が構成され
る。
ことにより、アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金電極が構成
される。この電極を用いて、アルカリ蓄電池が構成され
る。
【０００９】また、本発明は、可逆的に水素の吸蔵・放
出が可能な水素吸蔵合金粒子を準備する第１ステップ
と、前記第１ステップで準備された前記合金粒子を、イ
ットリウム化合物を添加した酸性溶液中に浸漬する第２
ステップと、前記第２ステップ後の合金粒子を、水洗、
乾燥することにより水素吸蔵合金が形成されるアルカリ
蓄電池用水素吸蔵合金の製造方法であって、前記合金粒
子は、その表面の微細孔に、イットリウム化合物が析出
されたものであることを特徴とするものである。
出が可能な水素吸蔵合金粒子を準備する第１ステップ
と、前記第１ステップで準備された前記合金粒子を、イ
ットリウム化合物を添加した酸性溶液中に浸漬する第２
ステップと、前記第２ステップ後の合金粒子を、水洗、
乾燥することにより水素吸蔵合金が形成されるアルカリ
蓄電池用水素吸蔵合金の製造方法であって、前記合金粒
子は、その表面の微細孔に、イットリウム化合物が析出
されたものであることを特徴とするものである。
【００１０】ここで、前記水素吸蔵合金の粒子は、CaCu
5型結晶構造を有し、組成式MmNixCo yMnzM1-z［式中Ｍは
アルミニウム（Al）、銅（Cu）から選ばれた少なくとも
一種の元素、ｘはニッケル（Ni）の存在比率であって3.
0≦ｘ≦5.2、ｙはコバルト（Co）の存在比率であって0
＜ｙ≦1.2、ｚはマンガン（Mn）の存在比率であって0.1
≦ｚ≦0.9であり、且つ前記ｘ、ｙ、ｚの合計値が4.4≦
x＋y＋z≦5.4］であることを特徴とする。
5型結晶構造を有し、組成式MmNixCo yMnzM1-z［式中Ｍは
アルミニウム（Al）、銅（Cu）から選ばれた少なくとも
一種の元素、ｘはニッケル（Ni）の存在比率であって3.
0≦ｘ≦5.2、ｙはコバルト（Co）の存在比率であって0
＜ｙ≦1.2、ｚはマンガン（Mn）の存在比率であって0.1
≦ｚ≦0.9であり、且つ前記ｘ、ｙ、ｚの合計値が4.4≦
x＋y＋z≦5.4］であることを特徴とする。
【００１１】また、前記第２ステップにおいて、イット
リウム化合物として、塩化イットリウム（YCl3）、水酸
化イットリウム（Y(OH)3）の少なくとも一種以上を、前
記合金粒子の重量に対して0.03〜1.0重量％添加するこ
とを特徴とする。
リウム化合物として、塩化イットリウム（YCl3）、水酸
化イットリウム（Y(OH)3）の少なくとも一種以上を、前
記合金粒子の重量に対して0.03〜1.0重量％添加するこ
とを特徴とする。
【００１２】更に、前記第２ステップにおいて、酸性溶
液がpH＝0.7〜2.0であることを特徴とする。
液がpH＝0.7〜2.0であることを特徴とする。
【００１３】一方、前記第１ステップをガスアトマイズ
法として水素吸蔵合金粒子を準備しても良い。
法として水素吸蔵合金粒子を準備しても良い。
【００１４】上記アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金の製造
方法により得られた水素吸蔵合金を、導電芯体に充填す
ることにより、アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金電極が提
供できる。
方法により得られた水素吸蔵合金を、導電芯体に充填す
ることにより、アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金電極が提
供できる。
【００１５】ところで、上記第２ステップでは、水素吸
蔵合金の粒子がイットリウム化合物を添加した酸性溶液
中に浸漬、処理されるので、粒子表面の酸化物が溶解し
除去され、更に、溶解で生じた微細孔にイットリウム化
合物が析出する。イットリウム化合物の析出は他の部位
に比べ、水素吸蔵合金表面上の微孔上で優先的に行われ
る。イットリウム化合物の添加量を合金粒子に対して0.
03〜1.0重量％とするのは、0.03重量％より少ないと析
出するイットリウム化合物が少なく、1.0重量％より多
いと析出するイットリウム化合物が過剰になり、合金表
面における電気化学的反応を阻害するからである。
蔵合金の粒子がイットリウム化合物を添加した酸性溶液
中に浸漬、処理されるので、粒子表面の酸化物が溶解し
除去され、更に、溶解で生じた微細孔にイットリウム化
合物が析出する。イットリウム化合物の析出は他の部位
に比べ、水素吸蔵合金表面上の微孔上で優先的に行われ
る。イットリウム化合物の添加量を合金粒子に対して0.
03〜1.0重量％とするのは、0.03重量％より少ないと析
出するイットリウム化合物が少なく、1.0重量％より多
いと析出するイットリウム化合物が過剰になり、合金表
面における電気化学的反応を阻害するからである。
【００１６】更に、第２ステップにおいて、酸性水溶液
の好適な初期pHは、0.7〜2.0の範囲である。pHが0.7よ
り低くなると、合金粒子の酸化が急激に生じ、水素吸蔵
合金の内部まで溶解されてしまうからであり、pHが2.0
より高くなると酸化物の被膜が十分に除去されないから
である。また、第２ステップで使用する酸性水溶液とし
ては、塩酸、硝酸、リン酸が例示される。
の好適な初期pHは、0.7〜2.0の範囲である。pHが0.7よ
り低くなると、合金粒子の酸化が急激に生じ、水素吸蔵
合金の内部まで溶解されてしまうからであり、pHが2.0
より高くなると酸化物の被膜が十分に除去されないから
である。また、第２ステップで使用する酸性水溶液とし
ては、塩酸、硝酸、リン酸が例示される。
【００１７】このようにして、図1に示すような構造と
なった本発明に係る水素吸蔵合金を得る。図１は、本発
明水素吸蔵合金の状態を模式的に表わした説明図であ
る。図１において、水素吸蔵合金１は微細孔２を有して
おり、この微細孔２にイットリウム化合物３が析出、付
着している。
なった本発明に係る水素吸蔵合金を得る。図１は、本発
明水素吸蔵合金の状態を模式的に表わした説明図であ
る。図１において、水素吸蔵合金１は微細孔２を有して
おり、この微細孔２にイットリウム化合物３が析出、付
着している。
【００１８】これらの効果は、アルゴン雰囲気のアーク
炉で作製、粉砕した合金粒子及びロール急冷法等により
作製した合金粒子は言うまでもなく、ガスアトマイズ法
により作製した合金粒子であっても同様に期待できる。
特に、ガスアトマイズ法で形成された水素吸蔵合金の粒
子は、表面が平滑で微細孔が少ないので、酸性水溶液に
よる浸漬処理を行うことにより、合金粒子の比表面積を
増大させ電池内での反応面積を増大させることができ好
適するといえる。
炉で作製、粉砕した合金粒子及びロール急冷法等により
作製した合金粒子は言うまでもなく、ガスアトマイズ法
により作製した合金粒子であっても同様に期待できる。
特に、ガスアトマイズ法で形成された水素吸蔵合金の粒
子は、表面が平滑で微細孔が少ないので、酸性水溶液に
よる浸漬処理を行うことにより、合金粒子の比表面積を
増大させ電池内での反応面積を増大させることができ好
適するといえる。
【００１９】
【実施の形態】以下、本発明の実施例を比較例と共に詳
細に説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定される
ものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜
変更して実施することが可能なものである。 （実験１）この実験1では、水素吸蔵合金粒子を酸性水
溶液中で処理する場合の、イットリウムの含有有無、そ
の含有量について、電池特性に及ぼす影響を調べた。こ
の結果を、以下に説明する。尚、合金粒子の作製、各試
料の準備、アルカリ蓄電池の組立、特性の評価条件、詳
細な結果という順序で、説明していく。 ［MmNi3.1Co0.9Mn0.6Al0.4合金粒子の作製］Mm（ミッシ
ュメタルMmは希土類元素の混合物であって、La：25重量
％、Ce：50重量％、Pr：７重量％、Nd：18重量％）、N
i、Co、Mn、Al（各元素材料は純度99.9％の金属単体を
使用）を、モル比1.0：3.1：0.9：0.6：0.4の割合で混
合し、アルゴン雰囲気でロール急冷法にて、組成式MmNi
3.1Co0.9Mn0.6Al0.4で表される合金を作製した。この合
金を空気中で機械的に粉砕し、平均粒径80μmに調整し
た合金粒子を得た。 ［試料A1〜A10］上記合金粒子を用い、イットリウム化
合物である塩化イットリウム（YCl3）をこの合金粒子に
対して０重量％（無添加）〜5.0重量％含有させ、pH＝
1.0に調製した塩酸水溶液中に30分間浸漬、攪拌処理し
た。その後、吸引濾過、水洗乾燥し、試料A1〜試料A10
とした。この結果、塩化イットリウムは、水酸化イット
リウム、酸化イットリウムが混在した、イットリウム化
合物として析出、付着することになる。
細に説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定される
ものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜
変更して実施することが可能なものである。 （実験１）この実験1では、水素吸蔵合金粒子を酸性水
溶液中で処理する場合の、イットリウムの含有有無、そ
の含有量について、電池特性に及ぼす影響を調べた。こ
の結果を、以下に説明する。尚、合金粒子の作製、各試
料の準備、アルカリ蓄電池の組立、特性の評価条件、詳
細な結果という順序で、説明していく。 ［MmNi3.1Co0.9Mn0.6Al0.4合金粒子の作製］Mm（ミッシ
ュメタルMmは希土類元素の混合物であって、La：25重量
％、Ce：50重量％、Pr：７重量％、Nd：18重量％）、N
i、Co、Mn、Al（各元素材料は純度99.9％の金属単体を
使用）を、モル比1.0：3.1：0.9：0.6：0.4の割合で混
合し、アルゴン雰囲気でロール急冷法にて、組成式MmNi
3.1Co0.9Mn0.6Al0.4で表される合金を作製した。この合
金を空気中で機械的に粉砕し、平均粒径80μmに調整し
た合金粒子を得た。 ［試料A1〜A10］上記合金粒子を用い、イットリウム化
合物である塩化イットリウム（YCl3）をこの合金粒子に
対して０重量％（無添加）〜5.0重量％含有させ、pH＝
1.0に調製した塩酸水溶液中に30分間浸漬、攪拌処理し
た。その後、吸引濾過、水洗乾燥し、試料A1〜試料A10
とした。この結果、塩化イットリウムは、水酸化イット
リウム、酸化イットリウムが混在した、イットリウム化
合物として析出、付着することになる。
【００２０】一方、比較例として、上記で作製した合金
粒子を特開平5-225975号公報に示されるように、0.5規
定（pH＝0.3）に調製した塩酸水溶液からなる25℃に保
った処理液中で、前記合金粒子を30分間浸漬攪拌した。
その後、吸引濾過、水洗乾燥して、比較試料Ｘとした。 ［アルカリ蓄電池の組立］上記で作製した各水素吸蔵合
金100重量部と、結着剤としてのPEO（ポリエチレンオキ
サイド）５重量％の水溶液20重量部とを混合して、ペー
ストを調整した。このペーストを、ニッケル鍍金を施し
たパンチングメタルからなる導電性芯体の両面に塗着
（充填）し、室温で乾燥した。その後、所定の寸法に切
断して、アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金電極を作製し
た。
粒子を特開平5-225975号公報に示されるように、0.5規
定（pH＝0.3）に調製した塩酸水溶液からなる25℃に保
った処理液中で、前記合金粒子を30分間浸漬攪拌した。
その後、吸引濾過、水洗乾燥して、比較試料Ｘとした。 ［アルカリ蓄電池の組立］上記で作製した各水素吸蔵合
金100重量部と、結着剤としてのPEO（ポリエチレンオキ
サイド）５重量％の水溶液20重量部とを混合して、ペー
ストを調整した。このペーストを、ニッケル鍍金を施し
たパンチングメタルからなる導電性芯体の両面に塗着
（充填）し、室温で乾燥した。その後、所定の寸法に切
断して、アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金電極を作製し
た。
【００２１】この水素吸蔵合金電極を負極に使用して、
AAサイズの正極支配型のアルカリ蓄電池（電池容量1000
mAh）を作製した。正極として、従来公知の焼結式ニッ
ケル極を、セパレータとして耐アルカリ性の不織布を、
また、電解液として30重量％水酸化カリウム水溶液をそ
れぞれ使用した。
AAサイズの正極支配型のアルカリ蓄電池（電池容量1000
mAh）を作製した。正極として、従来公知の焼結式ニッ
ケル極を、セパレータとして耐アルカリ性の不織布を、
また、電解液として30重量％水酸化カリウム水溶液をそ
れぞれ使用した。
【００２２】図２は、組み立てたアルカリ蓄電池の模式
断面図であり、正極11及び負極12、セパレータ13、正極
リード14、負極リード15、正極外部端子16、負極缶17、
封口蓋18などからなる。
断面図であり、正極11及び負極12、セパレータ13、正極
リード14、負極リード15、正極外部端子16、負極缶17、
封口蓋18などからなる。
【００２３】正極11及び負極12は、セパレータ13を介し
て渦巻き状に巻取られた状態で負極缶17内に収容されて
おり、正極11は正極リード14を介して封口蓋18に、又負
極12は負極リード15を介して、負極缶17に接続されてい
る。負極缶17と封口蓋18との接合部には絶縁性のパッキ
ング20が装着されて電池の密閉されている。正極外部端
子16と封口蓋18との間には、コイルスプリング19が設け
られ、電池内圧が異常に上昇した時に圧縮されて電池内
部のガスを大気中に放出し得るようになっている。 ［特性の評価条件］各電池の室温における初期放電容量
を求めた。この時の条件は、次のとおりである。即ち、
各電池を常温にて、電流値0.2Ｃで６時間充電した後、
電流0.2Ｃで1.0Ｖまで放電するサイクルを２回繰り返
し、電池の活性化を終了した。その後、1.0Ｃで1.2時間
充電後、電流1.0Ｃで1.0Ｖまで放電し、その容量を初期
放電容量（mAh）とした。
て渦巻き状に巻取られた状態で負極缶17内に収容されて
おり、正極11は正極リード14を介して封口蓋18に、又負
極12は負極リード15を介して、負極缶17に接続されてい
る。負極缶17と封口蓋18との接合部には絶縁性のパッキ
ング20が装着されて電池の密閉されている。正極外部端
子16と封口蓋18との間には、コイルスプリング19が設け
られ、電池内圧が異常に上昇した時に圧縮されて電池内
部のガスを大気中に放出し得るようになっている。 ［特性の評価条件］各電池の室温における初期放電容量
を求めた。この時の条件は、次のとおりである。即ち、
各電池を常温にて、電流値0.2Ｃで６時間充電した後、
電流0.2Ｃで1.0Ｖまで放電するサイクルを２回繰り返
し、電池の活性化を終了した。その後、1.0Ｃで1.2時間
充電後、電流1.0Ｃで1.0Ｖまで放電し、その容量を初期
放電容量（mAh）とした。
【００２４】また、各電池の充放電サイクル特性を求め
た。この時の条件は、電池活性化終了後、各電池を常温
にて、電流値1.5Ｃで0.8時間充電後、電流値1.5Ｃで1.0
Ｖまで放電するサイクルを繰り返し行い、放電容量が設
計容量（1000mAh）に対して75％になった時のサイクル
数を実測するというものである。 ［詳細な結果］上記試料A1〜試料A10及び比較資料Ｘを
使用した各電池の初期放電容量、及び高率放電容量を得
た。この結果を、表１に示す。
た。この時の条件は、電池活性化終了後、各電池を常温
にて、電流値1.5Ｃで0.8時間充電後、電流値1.5Ｃで1.0
Ｖまで放電するサイクルを繰り返し行い、放電容量が設
計容量（1000mAh）に対して75％になった時のサイクル
数を実測するというものである。 ［詳細な結果］上記試料A1〜試料A10及び比較資料Ｘを
使用した各電池の初期放電容量、及び高率放電容量を得
た。この結果を、表１に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】塩化イットリウム（YCl3）を無添加、若し
くは5.0重量％以下で添加した塩酸水溶液中で浸漬処理
を行った試料A1〜試料A10では、何れも初期放電容量、
充放電サイクル特性が、比較試料Ｘよりも大きい値とな
っている。
くは5.0重量％以下で添加した塩酸水溶液中で浸漬処理
を行った試料A1〜試料A10では、何れも初期放電容量、
充放電サイクル特性が、比較試料Ｘよりも大きい値とな
っている。
【００２７】特に、塩化イットリウム（YCl3）の含有量
が0.03重量％〜1.0重量％である試料A2〜試料A8を用い
た各電池では、初期放電容量が937mAhから965mAh、充放
電サイクル特性も789サイクルから829サイクルと高い値
を示した。従って、塩化イットリウム（YCl3）の添加量
としては、水素吸蔵合金の重量に対して特に0.03重量％
〜1.0重量％の範囲が好ましいことがわかる。
が0.03重量％〜1.0重量％である試料A2〜試料A8を用い
た各電池では、初期放電容量が937mAhから965mAh、充放
電サイクル特性も789サイクルから829サイクルと高い値
を示した。従って、塩化イットリウム（YCl3）の添加量
としては、水素吸蔵合金の重量に対して特に0.03重量％
〜1.0重量％の範囲が好ましいことがわかる。
【００２８】この実験１では、水素吸蔵合金の作製工程
であるステップ２において、酸性水溶液として塩酸水溶
液を使用したが、硝酸、リン酸であっても同様の傾向が
観察される。また、イットリウム化合物として塩化イッ
トリウム（YCl3）を用いたが、他のイットリウム化合物
である水酸化イットリウム（Y(OH)3）を用いても、同様
の傾向が観察される。 （実験２）この実験２では、水素吸蔵合金を作製する第
２ステップで使用する酸性溶液のpHを変化させ、電池特
性との関係について検討した。
であるステップ２において、酸性水溶液として塩酸水溶
液を使用したが、硝酸、リン酸であっても同様の傾向が
観察される。また、イットリウム化合物として塩化イッ
トリウム（YCl3）を用いたが、他のイットリウム化合物
である水酸化イットリウム（Y(OH)3）を用いても、同様
の傾向が観察される。 （実験２）この実験２では、水素吸蔵合金を作製する第
２ステップで使用する酸性溶液のpHを変化させ、電池特
性との関係について検討した。
【００２９】上記実験１で準備した合金粒子を用い、塩
化イットリウム（YCl3）を前記合金粒子重量に対して0.
5重量％含有させ且つpH＝0.3〜3.0に調製した塩酸水溶
液中で30分間浸漬攪拌し、吸引濾過後、水洗乾燥した。
その後、水洗、乾燥して水素吸蔵合金とし、試料B1〜B6
を準備した。そして、上記実験1と同様にして、試料B1
〜B6を用いて電池を作製した。
化イットリウム（YCl3）を前記合金粒子重量に対して0.
5重量％含有させ且つpH＝0.3〜3.0に調製した塩酸水溶
液中で30分間浸漬攪拌し、吸引濾過後、水洗乾燥した。
その後、水洗、乾燥して水素吸蔵合金とし、試料B1〜B6
を準備した。そして、上記実験1と同様にして、試料B1
〜B6を用いて電池を作製した。
【００３０】表２に、試料B1〜試料B6を使用した電池の
初期放電容量の測定結果、充放電サイクル特性の測定結
果を示す。尚、電池の作製条件、容量の測定条件は、上
述の実験１と同じである。
初期放電容量の測定結果、充放電サイクル特性の測定結
果を示す。尚、電池の作製条件、容量の測定条件は、上
述の実験１と同じである。
【００３１】
【表２】
【００３２】塩化イットリウム（YCl3）を0.5重量％添
加し、pH＝0.3〜3.0の塩酸水溶液で処理を行った後、水
洗、乾燥した本発明に係る試料B1〜試料B6を用いた電池
では、初期放電容量は920mAhから965mAh、充放電サイク
ル特性も759サイクルから829サイクルを示した。
加し、pH＝0.3〜3.0の塩酸水溶液で処理を行った後、水
洗、乾燥した本発明に係る試料B1〜試料B6を用いた電池
では、初期放電容量は920mAhから965mAh、充放電サイク
ル特性も759サイクルから829サイクルを示した。
【００３３】pH＝0.7〜2.0で処理した試料B3〜B5を使用
した電池では、初期放電容量は962mAhから965mAh、充放
電サイクル特性も817サイクルから829サイクルを示し、
充放電サイクル特性が優れていることがわかる。従っ
て、酸性溶液のpHとして、特に0.7〜2.0が好ましいこと
がわかる。
した電池では、初期放電容量は962mAhから965mAh、充放
電サイクル特性も817サイクルから829サイクルを示し、
充放電サイクル特性が優れていることがわかる。従っ
て、酸性溶液のpHとして、特に0.7〜2.0が好ましいこと
がわかる。
【００３４】この実験２では、水素吸蔵合金の作製工程
であるステップ２において、酸性水溶液として塩酸水溶
液を使用したが、硝酸、リン酸であっても同様の傾向が
観察される。また、イットリウム化合物として塩化イッ
トリウム（YCl3）を用いたが、他のイットリウム化合物
である水酸化イットリウム（Y(OH)3）も使用できる。
であるステップ２において、酸性水溶液として塩酸水溶
液を使用したが、硝酸、リン酸であっても同様の傾向が
観察される。また、イットリウム化合物として塩化イッ
トリウム（YCl3）を用いたが、他のイットリウム化合物
である水酸化イットリウム（Y(OH)3）も使用できる。
【００３５】尚、実施例では、ロール急冷法て準備した
合金粒子について示したが、ガスアトマイズ法により作
製した合金粒子でも同様の効果が得られた。
合金粒子について示したが、ガスアトマイズ法により作
製した合金粒子でも同様の効果が得られた。
【００３６】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る水素
吸蔵合金及びその作製方法によれば、合金の初期活性が
向上するとともに充放電サイクル特性も向上する。この
合金を用いて電極を構成し、ニッケル・水素蓄電池の負
極に用いることにより、初期放電容量の増大と充放電サ
イクル特性が向上するものであり、その工業的価値は極
めて大きい。
吸蔵合金及びその作製方法によれば、合金の初期活性が
向上するとともに充放電サイクル特性も向上する。この
合金を用いて電極を構成し、ニッケル・水素蓄電池の負
極に用いることにより、初期放電容量の増大と充放電サ
イクル特性が向上するものであり、その工業的価値は極
めて大きい。
【図１】本発明の水素吸蔵合金の説明図である。
【図２】アルカリ蓄電池の模式的断面図である。
１ 水素吸蔵合金粒子 ２ 微細孔 ３ イットリウム化合物 11 正極 12 負極 13 セパレータ 14 正極リード 15 負極リード 16 正極外部端子 17 負極缶 18封口蓋 19コイルスプリング 20パッキング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｍ 4/26 Ｈ０１Ｍ 4/26 Ｊ // Ｈ０１Ｍ 10/30 10/30 Ｚ (72)発明者 増田 喜裕 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 加藤 菊子 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 東山 信幸 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 木本 衛 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 伊藤 靖彦 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 4K017 AA04 BA03 BB07 BB12 CA07 DA09 EB08 4K018 BA05 BC24 BC28 BD07 KA38 5H003 AA02 AA04 BA01 BA02 BB02 BB04 BB07 BC01 BC05 BC06 BD04 BD06 5H016 AA05 BB09 EE01 5H028 AA02 EE01 FF04
Claims (10)
- 【請求項１】 可逆的に水素の吸蔵・放出が可能な水素
吸蔵合金粒子の表面に形成された微細孔に、イットリウ
ム化合物を付着させたアルカリ蓄電池用水素吸蔵合金。 - 【請求項２】 前記水素吸蔵合金粒子が、CaCu5型結晶
構造を有し、組成式MmNixCoyMnzM1-z［式中Ｍはアルミ
ニウム（Al）、銅（Cu）から選ばれた少なくとも一種の
元素、ｘはニッケル（Ni）の存在比率であって3.0≦ｘ
≦5.2、ｙはコバルト（Co）の存在比率であって0＜ｙ≦
1.2、ｚはマンガン（Mn）の存在比率であって0.1≦ｚ≦
0.9であり、且つ前記ｘ、ｙ、ｚの合計値が4.4≦x＋y＋
z≦5.4］で表されることを特徴とする請求項１記載のア
ルカリ蓄電池用水素吸蔵合金。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２記載のアルカリ
蓄電池用水素吸蔵合金を、導電性芯体に充填したことを
特徴とするアルカリ蓄電池用水素吸蔵合金電極。 - 【請求項４】 請求項３記載のアルカリ蓄電池用水素吸
蔵合金電極を用いたアルカリ蓄電池。 - 【請求項５】 可逆的に水素の吸蔵・放出が可能な水素
吸蔵合金粒子を準備する第１ステップと、 前記第１ステップで準備された前記合金粒子を、イット
リウム化合物を添加した酸性溶液中に浸漬する第２ステ
ップと、 前記第２ステップ後の合金粒子を、水洗、乾燥すること
により水素吸蔵合金が形成されるアルカリ蓄電池用水素
吸蔵合金の製造方法であって、 前記合金粒子は、その表面の微細孔に、イットリウム化
合物が析出されたものであることを特徴とするアルカリ
蓄電池用水素吸蔵合金の製造方法。 - 【請求項６】 前記水素吸蔵合金の粒子は、CaCu5型結
晶構造を有し、組成式MmNixCoyMnzM1-z［式中Ｍはアル
ミニウム（Al）、銅（Cu）から選ばれた少なくとも一種
の元素、ｘはニッケル（Ni）の存在比率であって3.0≦
ｘ≦5.2、ｙはコバルト（Co）の存在比率であって0＜ｙ
≦1.2、ｚはマンガン（Mn）の存在比率であって0.1≦ｚ
≦0.9であり、且つ前記ｘ、ｙ、ｚの合計値が4.4≦x＋y
＋z≦5.4］であることを特徴とする請求項５記載のアル
カリ蓄電池用水素吸蔵合金の製造方法。 - 【請求項７】 前記第２ステップにおいて、イットリウ
ム化合物として、塩化イットリウム（YCl3）、水酸化イ
ットリウム（Y(OH)3）の少なくとも一種以上を、前記合
金粒子の重量に対して0.03〜1.0重量％添加することを
特徴とする請求項５記載のアルカリ蓄電池用水素吸蔵合
金の製造方法。 - 【請求項８】 前記第２ステップにおいて、酸性溶液が
pH＝0.7〜2.0であることを特徴とする請求項５記載のア
ルカリ蓄電池用水素吸蔵合金の製造方法。 - 【請求項９】 前記第１ステップが、ガスアトマイズ法
であることを特徴とする請求項５記載のアルカリ蓄電池
用水素吸蔵合金の製造方法。 - 【請求項１０】 前記請求項５〜請求項９記載のアルカ
リ蓄電池用水素吸蔵合金の製造方法により得られた水素
吸蔵合金を、導電芯体に充填することを特徴とするアル
カリ蓄電池用水素吸蔵合金電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11152523A JP2000340223A (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11152523A JP2000340223A (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000340223A true JP2000340223A (ja) | 2000-12-08 |
Family
ID=15542309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11152523A Pending JP2000340223A (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000340223A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1727229A1 (fr) * | 2005-05-26 | 2006-11-29 | Saft | Composition de matière active et accumulateur à électrolyte alcalin |
| JP2007165277A (ja) * | 2005-11-16 | 2007-06-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルカリ蓄電池、電極用複合材料およびその製造法 |
-
1999
- 1999-05-31 JP JP11152523A patent/JP2000340223A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1727229A1 (fr) * | 2005-05-26 | 2006-11-29 | Saft | Composition de matière active et accumulateur à électrolyte alcalin |
| FR2886462A1 (fr) * | 2005-05-26 | 2006-12-01 | Accumulateurs Fixes | Composition de matiere active et accumulateur a electrolyte alcalin |
| US7820325B2 (en) | 2005-05-26 | 2010-10-26 | Saft | Alkaline electrolyte storage battery having an anode formed of an active material composition |
| JP2007165277A (ja) * | 2005-11-16 | 2007-06-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルカリ蓄電池、電極用複合材料およびその製造法 |
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