JPH06322401A - 高純度水素吸蔵合金粉末の製造法 - Google Patents
高純度水素吸蔵合金粉末の製造法Info
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- JPH06322401A JPH06322401A JP5110642A JP11064293A JPH06322401A JP H06322401 A JPH06322401 A JP H06322401A JP 5110642 A JP5110642 A JP 5110642A JP 11064293 A JP11064293 A JP 11064293A JP H06322401 A JPH06322401 A JP H06322401A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
- H01M4/383—Hydrogen absorbing alloys
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 合金溶製インゴットを水素化粉砕して次いで
脱水素処理した水素吸蔵合金粉末に０．１〜０．５重量
％の水素を残留させ、不活性ガスまたは真空中において
２００℃以上の温度で熱処理する。 【効果】 不純物の炭素、窒素および酸素の含有量を顕
著に低減させることができる。
脱水素処理した水素吸蔵合金粉末に０．１〜０．５重量
％の水素を残留させ、不活性ガスまたは真空中において
２００℃以上の温度で熱処理する。 【効果】 不純物の炭素、窒素および酸素の含有量を顕
著に低減させることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は水素吸蔵合金粉末の製
造法に関するものである。さらに詳しくは、電池用電極
材料等として有用な高純度水素吸蔵合金粉末の製造法に
関するものである。
造法に関するものである。さらに詳しくは、電池用電極
材料等として有用な高純度水素吸蔵合金粉末の製造法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】従来より、水素を可逆的に吸
蔵・放出する水素吸蔵合金が知られており、電気、電
子、化学工業等の諸分野においてその応用のための検討
が進められている。この水素吸蔵合金については、エネ
ルギー等として利用するための水素の貯蔵やその精製へ
の応用、さらには、近年、その粉末を電子・電気機器の
小型電源としての電池に用いることが提案され、注目を
集めている。後者の電池への応用は、水素吸蔵合金の粉
末から電池電極を製造し、電池の容量増加を図り、新し
い高容量小型電源として活用しようとするものである。
その使用態様はアルカリ二次電池の電極（負極）であ
る。
蔵・放出する水素吸蔵合金が知られており、電気、電
子、化学工業等の諸分野においてその応用のための検討
が進められている。この水素吸蔵合金については、エネ
ルギー等として利用するための水素の貯蔵やその精製へ
の応用、さらには、近年、その粉末を電子・電気機器の
小型電源としての電池に用いることが提案され、注目を
集めている。後者の電池への応用は、水素吸蔵合金の粉
末から電池電極を製造し、電池の容量増加を図り、新し
い高容量小型電源として活用しようとするものである。
その使用態様はアルカリ二次電池の電極（負極）であ
る。
【０００３】そして、このような水素吸蔵合金の粉末を
用いて電池電極等を製造するためには、水素吸蔵合金を
所定の粒度に揃えるための粉砕が必要であることから、
機械的に粉砕する方法とともに、水素吸蔵合金のインゴ
ットへの水素を吸収させ、放出させることにより粉砕す
る方法が開発されてきている。しかしながら、これまで
の方法によって製造された水素吸蔵合金粉末の場合に
は、合金中の不純物が悪影響を及ぼし、水素吸蔵特性を
低下させ、電池内部の圧力上昇に悪影響を及ぼすことが
避けられなかった。
用いて電池電極等を製造するためには、水素吸蔵合金を
所定の粒度に揃えるための粉砕が必要であることから、
機械的に粉砕する方法とともに、水素吸蔵合金のインゴ
ットへの水素を吸収させ、放出させることにより粉砕す
る方法が開発されてきている。しかしながら、これまで
の方法によって製造された水素吸蔵合金粉末の場合に
は、合金中の不純物が悪影響を及ぼし、水素吸蔵特性を
低下させ、電池内部の圧力上昇に悪影響を及ぼすことが
避けられなかった。
【０００４】特に、合金中の炭素は、水素と結合してメ
タン発生の原因となり、窒素は、酸素とともに合金の被
毒の原因となり、水素吸蔵量を低下させ、また、窒素ガ
スの発生源となり、そして酸素は、吸蔵量の低下のみな
らず、反応速度の低下の原因となるものであった。だ
が、これまでの水素吸蔵合金技術においては、合金中の
これらの不純物の含有量を低下させることは難しく、通
常は、インゴット状態での不純物濃度を低減することに
力点が置かれてきたが、実際には、不純物含有量は粉末
状態のものが多くなるため、特にこの粉末合金において
は、不純物としての炭素、窒素等を低減した新しい水素
吸蔵合金を実現することが不可欠となっていた。
タン発生の原因となり、窒素は、酸素とともに合金の被
毒の原因となり、水素吸蔵量を低下させ、また、窒素ガ
スの発生源となり、そして酸素は、吸蔵量の低下のみな
らず、反応速度の低下の原因となるものであった。だ
が、これまでの水素吸蔵合金技術においては、合金中の
これらの不純物の含有量を低下させることは難しく、通
常は、インゴット状態での不純物濃度を低減することに
力点が置かれてきたが、実際には、不純物含有量は粉末
状態のものが多くなるため、特にこの粉末合金において
は、不純物としての炭素、窒素等を低減した新しい水素
吸蔵合金を実現することが不可欠となっていた。
【０００５】この発明は、以上の通りの事情に鑑みてな
されたものであって、従来技術の欠点を解消し、炭素、
窒素および酸素からなる不純物含有量を効果的に低減さ
せて高純度の水素吸蔵合金粉末を製造することのできる
新しい製造方法を提供することを目的としている。
されたものであって、従来技術の欠点を解消し、炭素、
窒素および酸素からなる不純物含有量を効果的に低減さ
せて高純度の水素吸蔵合金粉末を製造することのできる
新しい製造方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の通り
の課題を解決するものとして、水素を可逆的に吸蔵・放
出する水素吸蔵合金の粉末を製造するにあたり、合金溶
製インゴットを水素化粉砕して次いで脱水素処理した合
金粉末中に０．１〜０．５重量％の水素を残留させ、不
活性ガスまたは真空中において２００℃以上の温度で熱
処理することを特徴とする高純度水素吸蔵合金粉末の製
造法を提供する。
の課題を解決するものとして、水素を可逆的に吸蔵・放
出する水素吸蔵合金の粉末を製造するにあたり、合金溶
製インゴットを水素化粉砕して次いで脱水素処理した合
金粉末中に０．１〜０．５重量％の水素を残留させ、不
活性ガスまたは真空中において２００℃以上の温度で熱
処理することを特徴とする高純度水素吸蔵合金粉末の製
造法を提供する。
【０００７】
【作用】すなわち、この発明においては、上記の通り、
溶製されたインゴットを水素化粉砕し、次いで脱水素処
理した水素吸蔵合金粉末について、この粉末への残留水
素量を０．１〜０．５重量％の範囲に制御する。つま
り、この発明では、０．１〜０．５重量％の範囲におい
て水素を適量残留させることが重要な要件となる。そし
て、この発明においては、０．１〜０．５重量％の水素
を残留させた水素吸蔵合金粉末を、２００℃以上の温度
において、不活性ガス雰囲気中または真空下で熱処理す
ることも欠かせない。
溶製されたインゴットを水素化粉砕し、次いで脱水素処
理した水素吸蔵合金粉末について、この粉末への残留水
素量を０．１〜０．５重量％の範囲に制御する。つま
り、この発明では、０．１〜０．５重量％の範囲におい
て水素を適量残留させることが重要な要件となる。そし
て、この発明においては、０．１〜０．５重量％の水素
を残留させた水素吸蔵合金粉末を、２００℃以上の温度
において、不活性ガス雰囲気中または真空下で熱処理す
ることも欠かせない。
【０００８】このような構成手段によって、この発明の
水素吸蔵合金粉末の製造法では、従来、その含有量の低
減が極めて困難であった炭素、窒素および酸素からなる
不純物の含有量を顕著に低減させ、高純度な高品質粉末
の提供を可能とする。そして、この発明では、水素化粉
砕後の脱水素処理工程において、残留水素量を通常より
も多くしておくことができるため、製造工程の時間的短
縮とコスト低減も図られる。
水素吸蔵合金粉末の製造法では、従来、その含有量の低
減が極めて困難であった炭素、窒素および酸素からなる
不純物の含有量を顕著に低減させ、高純度な高品質粉末
の提供を可能とする。そして、この発明では、水素化粉
砕後の脱水素処理工程において、残留水素量を通常より
も多くしておくことができるため、製造工程の時間的短
縮とコスト低減も図られる。
【０００９】このような特徴を有するこの発明の製造
法、つまり適量な水素の残留と、その後の熱処理が炭
素、窒素および酸素からなる不純物の低減において優れ
た作用を示すことは、従来の技術からは予期し得なかっ
たものである。水素化粉砕およびその後の脱水素処理
は、従来と同様に実施することができるが、その際の生
成合金粉末の水素残留量は、上記の通り０．１〜０．５
重量％の範囲とすることが必要である。
法、つまり適量な水素の残留と、その後の熱処理が炭
素、窒素および酸素からなる不純物の低減において優れ
た作用を示すことは、従来の技術からは予期し得なかっ
たものである。水素化粉砕およびその後の脱水素処理
は、従来と同様に実施することができるが、その際の生
成合金粉末の水素残留量は、上記の通り０．１〜０．５
重量％の範囲とすることが必要である。
【００１０】０．５重量％を越える場合には、大気に暴
露した時に着火する危険性が大きく、また大気中に放置
すると、徐々に吸蔵水素を放出する合金もあるため危険
である。また、残留水素濃度が０．１重量％未満の場合
には、熱処理による不純物の減少率は低く、あまり効果
がない。０．１〜０．５重量％の残留水素濃度への制御
は、水素化粉砕後の、加熱もしくは真空吸引によって脱
水素処理工程における加熱温度と真空吸引度、そして処
理時間等の条件選択によって容易に可能である。
露した時に着火する危険性が大きく、また大気中に放置
すると、徐々に吸蔵水素を放出する合金もあるため危険
である。また、残留水素濃度が０．１重量％未満の場合
には、熱処理による不純物の減少率は低く、あまり効果
がない。０．１〜０．５重量％の残留水素濃度への制御
は、水素化粉砕後の、加熱もしくは真空吸引によって脱
水素処理工程における加熱温度と真空吸引度、そして処
理時間等の条件選択によって容易に可能である。
【００１１】脱水素処理後の熱処理は、不活性ガス、た
とえばアルゴン、ヘリウム等の雰囲気下、または真空下
において行うが、この時の温度は２００℃以上とする。
より好ましくは３００〜９００℃程度の温度とする。２
００℃未満、さらには３００℃以下においては、残留水
素の脱水素と不純物脱去が効果的に行われない。また、
あまり高い温度、たとえば９００℃を超える場合には、
焼結が起こり、粉末合金微粒子が再び固着してしまうと
いう問題が生じる。
とえばアルゴン、ヘリウム等の雰囲気下、または真空下
において行うが、この時の温度は２００℃以上とする。
より好ましくは３００〜９００℃程度の温度とする。２
００℃未満、さらには３００℃以下においては、残留水
素の脱水素と不純物脱去が効果的に行われない。また、
あまり高い温度、たとえば９００℃を超える場合には、
焼結が起こり、粉末合金微粒子が再び固着してしまうと
いう問題が生じる。
【００１２】熱処理時間は、温度に応じて変更できる
が、通常は１５分〜２時間程度とする。また、熱処理
は、段階的に温度や処理時間を変えて実施してもよい。
残留水素０．１〜０．５重量％、そして２００℃以上、
より好ましくは３００〜９００℃の温度での熱処理によ
って、合金粉末中の炭素および酸素は水素と結合して除
去され、また窒素も、この炭素および酸素とともに粉末
合金組織より付随的に除去されるものと推定される。
が、通常は１５分〜２時間程度とする。また、熱処理
は、段階的に温度や処理時間を変えて実施してもよい。
残留水素０．１〜０．５重量％、そして２００℃以上、
より好ましくは３００〜９００℃の温度での熱処理によ
って、合金粉末中の炭素および酸素は水素と結合して除
去され、また窒素も、この炭素および酸素とともに粉末
合金組織より付随的に除去されるものと推定される。
【００１３】もちろん、実際の処理においては、目的と
する水素吸蔵合金粉末の組成、粒径、用途等に応じた処
理態様を決定することができる。合金組成についても特
に限定されないことは言うまでもない。Ｔｉ、Ｚｒ、
Ｖ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｓｎ等の元
素から構成される公知の組成をはじめとして任意のもの
が対象とされる。粉末粒径についても同様である。平均
粒径２０〜１００μｍ程度のものをはじめ、粒径は適宜
とすることができる。
する水素吸蔵合金粉末の組成、粒径、用途等に応じた処
理態様を決定することができる。合金組成についても特
に限定されないことは言うまでもない。Ｔｉ、Ｚｒ、
Ｖ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｓｎ等の元
素から構成される公知の組成をはじめとして任意のもの
が対象とされる。粉末粒径についても同様である。平均
粒径２０〜１００μｍ程度のものをはじめ、粒径は適宜
とすることができる。
【００１４】以下、実施例を示し、さらに詳しくこの発
明の製造法について説明する。
明の製造法について説明する。
【００１５】
【実施例】実施例１〜３ Ｔｉ14.5Ｚｒ25.2Ｎｉ25.0Ｖ14.2Ｃｏ8.0 Ｃｒ4.0 Ｍｎ
9.1 （重量比）のＺｒ系ラーベス相合金からなる溶製イ
ンゴットを水素化粉砕し、加熱下に脱水素処理して、表
１の残留水素濃度と不純物含有量を有する水素吸蔵合金
粉末（平均粒径４３μｍ）を製造した。
9.1 （重量比）のＺｒ系ラーベス相合金からなる溶製イ
ンゴットを水素化粉砕し、加熱下に脱水素処理して、表
１の残留水素濃度と不純物含有量を有する水素吸蔵合金
粉末（平均粒径４３μｍ）を製造した。
【００１６】この粉末について、アルゴン気液中にて熱
処理した。３００℃の温度での熱処理の結果として水素
および不純物含有量を比較例とともに示したものが表２
である。この表１および表２に見られるように、初期の
残留水素濃度が０．１重量％よりも低い比較例１の場合
には、熱処理後の不純物（炭素、窒素および酸素）濃度
は高く、その含有量はほとんど低下していないが、この
発明の実施例１〜３のように、初期の残留水素濃度が
０．１重量％以上の場合には、熱処理後の不純物濃度は
顕著に減少していることがわかる。
処理した。３００℃の温度での熱処理の結果として水素
および不純物含有量を比較例とともに示したものが表２
である。この表１および表２に見られるように、初期の
残留水素濃度が０．１重量％よりも低い比較例１の場合
には、熱処理後の不純物（炭素、窒素および酸素）濃度
は高く、その含有量はほとんど低下していないが、この
発明の実施例１〜３のように、初期の残留水素濃度が
０．１重量％以上の場合には、熱処理後の不純物濃度は
顕著に減少していることがわかる。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】実施例４ 実施例１〜３と同様のＺｒ系ラーベス相合金からなるイ
ンゴットを水素化粉砕し、脱水素処理して残留水素濃度
０．５重量％の合金粉末（平均粒径４０μｍ）を製造し
た。この粉末を、真空下に熱処理した。熱処理温度・時
間と残存水素及び不純物（窒素および酸素）の濃度との
関係を示したものが図１である。
ンゴットを水素化粉砕し、脱水素処理して残留水素濃度
０．５重量％の合金粉末（平均粒径４０μｍ）を製造し
た。この粉末を、真空下に熱処理した。熱処理温度・時
間と残存水素及び不純物（窒素および酸素）の濃度との
関係を示したものが図１である。
【００２０】この図１より、２００℃以上、特に３００
℃以上の熱処理において不純物濃度の低減が顕著である
ことがわかる。
℃以上の熱処理において不純物濃度の低減が顕著である
ことがわかる。
【００２１】
【発明の効果】この発明によって、以上詳しく説明した
通り、不純物の炭素、窒素および酸素の含有量を顕著に
低減することができ、これら不純物による影響の少ない
高純度な水素吸蔵合金が製造される。
通り、不純物の炭素、窒素および酸素の含有量を顕著に
低減することができ、これら不純物による影響の少ない
高純度な水素吸蔵合金が製造される。
【図１】実施例としての熱処理温度（時間）と残存水素
および不純物の窒素および酸素の濃度との関係を示した
相関図である。
および不純物の窒素および酸素の濃度との関係を示した
相関図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 水素を可逆的に吸蔵・放出する水素吸蔵
合金の粉末を製造するにあたり、合金溶製インゴットを
水素化粉砕して次いで脱水素処理した合金粉末中に０．
１〜０．５重量％の水素を残留させ、不活性ガスまたは
真空中において２００℃以上の温度で熱処理することを
特徴とする高純度水素吸蔵合金粉末の製造法。 - 【請求項２】 ３００〜９００℃の温度で熱処理する請
求項１の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5110642A JPH06322401A (ja) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | 高純度水素吸蔵合金粉末の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5110642A JPH06322401A (ja) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | 高純度水素吸蔵合金粉末の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06322401A true JPH06322401A (ja) | 1994-11-22 |
Family
ID=14540888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5110642A Pending JPH06322401A (ja) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | 高純度水素吸蔵合金粉末の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06322401A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997009144A1 (fr) * | 1995-09-07 | 1997-03-13 | Shanghai Shen-Jian Metallurgical & Machinery-Electrical Technology Engineering Corp. | Procede et installations de production d'un alliage pulverulent de stockage de l'hydrogene a condensation rapide |
-
1993
- 1993-05-12 JP JP5110642A patent/JPH06322401A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997009144A1 (fr) * | 1995-09-07 | 1997-03-13 | Shanghai Shen-Jian Metallurgical & Machinery-Electrical Technology Engineering Corp. | Procede et installations de production d'un alliage pulverulent de stockage de l'hydrogene a condensation rapide |
| US6174345B1 (en) | 1995-09-07 | 2001-01-16 | Yu Chen | Method and an equipment for producing rapid condensation hydrogen storage alloy powder |
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