JPH08329941A - 水素吸蔵合金及びそれを用いた水素吸蔵合金電極 - Google Patents
水素吸蔵合金及びそれを用いた水素吸蔵合金電極Info
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- JPH08329941A JPH08329941A JP7158374A JP15837495A JPH08329941A JP H08329941 A JPH08329941 A JP H08329941A JP 7158374 A JP7158374 A JP 7158374A JP 15837495 A JP15837495 A JP 15837495A JP H08329941 A JPH08329941 A JP H08329941A
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
(57)【要約】
【目的】急速充電特性及び高率放電特性に優れるのみな
らず、高温容量維持率にも優れたニッケル−水素蓄電池
を製造するための、ニッケル−水素蓄電池用水素吸蔵合
金、及びこれらの電池を実現するための水素吸蔵合金電
極を提供すること。 【構成】一般式、ＲＮｉa Ｍb Ｖc で表される水素吸蔵
合金であって、前記水素吸蔵合金の組織内に、希土類系
水素吸蔵合金相からなる母相、及びＶ化合物相を有する
ことを特徴とする水素吸蔵合金；但し、上式中のＲはラ
ンタノイドから選択される少なくとも１種の元素、Ｍは
Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ及びＭｎの群から選択される少
なくとも１種であり、ａ、ｂ及びｃは、３．５＜ａ＜
５．９、５．０＜ａ＋ｂ≦５．９、０＜ｃ＜０．３を満
足する数である。
らず、高温容量維持率にも優れたニッケル−水素蓄電池
を製造するための、ニッケル−水素蓄電池用水素吸蔵合
金、及びこれらの電池を実現するための水素吸蔵合金電
極を提供すること。 【構成】一般式、ＲＮｉa Ｍb Ｖc で表される水素吸蔵
合金であって、前記水素吸蔵合金の組織内に、希土類系
水素吸蔵合金相からなる母相、及びＶ化合物相を有する
ことを特徴とする水素吸蔵合金；但し、上式中のＲはラ
ンタノイドから選択される少なくとも１種の元素、Ｍは
Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ及びＭｎの群から選択される少
なくとも１種であり、ａ、ｂ及びｃは、３．５＜ａ＜
５．９、５．０＜ａ＋ｂ≦５．９、０＜ｃ＜０．３を満
足する数である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ニッケル−水素蓄電池
用水素吸蔵合金及びそれを用いた水素吸蔵合金電極に関
し、特に、高率放電特性及び急速充電特性に優れる上、
高温での容量維持率を向上させたニッケル−水素蓄電池
用電極に好適な、ニッケル−水素蓄電池用水素吸蔵合金
及びそれを用いた水素吸蔵合金電極に関する。
用水素吸蔵合金及びそれを用いた水素吸蔵合金電極に関
し、特に、高率放電特性及び急速充電特性に優れる上、
高温での容量維持率を向上させたニッケル−水素蓄電池
用電極に好適な、ニッケル−水素蓄電池用水素吸蔵合金
及びそれを用いた水素吸蔵合金電極に関する。
【０００２】
【従来技術】水素を吸蔵したり、放出することのできる
水素吸蔵合金が発見されて以来、その応用は、単なる水
素貯蔵手段にとどまらず、ヒートポンプや電池へと展開
が図られてきた。このような水素吸蔵合金としては、Ｌ
ａＮｉ5 合金のＬａをＭｍ（ミッシュメタル）で置換
し、Ｎｉの一部をＡ成分（Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎ）及びＢ成
分（Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｓｉ）で置換した、一般
式ＭｍＮｉ5-X Ａx-Y ＢY で表されるＭｍＮｉ系水素吸
蔵合金が開発されている（特公昭５８−３９２１７号公
報）。このような水素吸蔵合金は、電気化学的反応によ
って可逆的に水素を吸蔵及び放出するので、ニッケル−
水素蓄電池の負電極用合金として盛んに利用されるよう
になった。
水素吸蔵合金が発見されて以来、その応用は、単なる水
素貯蔵手段にとどまらず、ヒートポンプや電池へと展開
が図られてきた。このような水素吸蔵合金としては、Ｌ
ａＮｉ5 合金のＬａをＭｍ（ミッシュメタル）で置換
し、Ｎｉの一部をＡ成分（Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎ）及びＢ成
分（Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｓｉ）で置換した、一般
式ＭｍＮｉ5-X Ａx-Y ＢY で表されるＭｍＮｉ系水素吸
蔵合金が開発されている（特公昭５８−３９２１７号公
報）。このような水素吸蔵合金は、電気化学的反応によ
って可逆的に水素を吸蔵及び放出するので、ニッケル−
水素蓄電池の負電極用合金として盛んに利用されるよう
になった。
【０００３】しかしながら、上記の水素吸蔵合金を負電
極として用いた密閉型ニッケル−水素蓄電池は、初期活
性が十分でなく、電池内圧が上昇する欠点があった。そ
こで、かかる欠点を改善する水素吸蔵合金電極として、
ＭｍＮｉx ＣｏY Ｍz の組成式（式中のｘ、ｙ及びｚ
は、４＜ｘ＋ｙ＋ｚ＜５．５である）で表される水素吸
蔵合金を用いた負電極が開発されている（特開昭６０−
２５０５５８号公報）。
極として用いた密閉型ニッケル−水素蓄電池は、初期活
性が十分でなく、電池内圧が上昇する欠点があった。そ
こで、かかる欠点を改善する水素吸蔵合金電極として、
ＭｍＮｉx ＣｏY Ｍz の組成式（式中のｘ、ｙ及びｚ
は、４＜ｘ＋ｙ＋ｚ＜５．５である）で表される水素吸
蔵合金を用いた負電極が開発されている（特開昭６０−
２５０５５８号公報）。
【０００４】しかしながら、上記の電極を用いた密閉型
ニッケル−水素蓄電池は、その性能が未だ十分でなく、
特に、該電池を利用する機器の範囲が電気自動車（Ｅ
Ｖ）等にまで拡大するに伴い、高電流密度における充放
電特性（高率放電特性及び急速充電特性）のみならず高
温における容量維持率（高温容量維持率という）が重要
となり、その改善が求められるに至った。
ニッケル−水素蓄電池は、その性能が未だ十分でなく、
特に、該電池を利用する機器の範囲が電気自動車（Ｅ
Ｖ）等にまで拡大するに伴い、高電流密度における充放
電特性（高率放電特性及び急速充電特性）のみならず高
温における容量維持率（高温容量維持率という）が重要
となり、その改善が求められるに至った。
【０００５】かかる要求に対して、ＣａＣｕ5 型金属間
化合物を主体とする金属相中に、ＣａＣｕ5 型以外の結
晶構造を有する金属間化合物を分散させた多相構造から
なる水素吸蔵合金電極（特開平３−９３１５８号公
報）、急冷凝固させたＣａＣｕ5型水素吸蔵合金を主た
る構成材料とした負電極（特開平５−１３５７６３号公
報）、及びＣａＣｕ5 型結晶構造を主体とするＭｍＮｉ
系のアルカリ蓄電池用水素吸蔵合金の組成中に、ＣａＣ
ｕ5 型結晶構造とは異なる結晶構造を有する化合物相の
特定の大きさの粒塊を存在させた水素吸蔵合金（特開平
６−２３１７６３号公報）等が提案されている。
化合物を主体とする金属相中に、ＣａＣｕ5 型以外の結
晶構造を有する金属間化合物を分散させた多相構造から
なる水素吸蔵合金電極（特開平３−９３１５８号公
報）、急冷凝固させたＣａＣｕ5型水素吸蔵合金を主た
る構成材料とした負電極（特開平５−１３５７６３号公
報）、及びＣａＣｕ5 型結晶構造を主体とするＭｍＮｉ
系のアルカリ蓄電池用水素吸蔵合金の組成中に、ＣａＣ
ｕ5 型結晶構造とは異なる結晶構造を有する化合物相の
特定の大きさの粒塊を存在させた水素吸蔵合金（特開平
６−２３１７６３号公報）等が提案されている。
【０００６】しかしながら、特開平３−９３１５８号に
開示された電極の場合には、急速充電特性を向上させる
ことができるものの、高率放電特性については十分でな
く、特開平６−２３７６３号公報に記載された発明の場
合には、高率放電特性を改善することができるものの、
急速充電特性については十分でないのみならず、高温容
量維持率については全く考慮されていない。
開示された電極の場合には、急速充電特性を向上させる
ことができるものの、高率放電特性については十分でな
く、特開平６−２３７６３号公報に記載された発明の場
合には、高率放電特性を改善することができるものの、
急速充電特性については十分でないのみならず、高温容
量維持率については全く考慮されていない。
【０００７】同様に、特開平５−１３５７６３号公報に
開示された、一般式ＡＢx ＶY （但し、式中のＡは希土
類金属の混合物、Ｂは、Ｎｉを主体とすると共にＣｏ、
Ｍｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒの一種以上を含有する混
合物）で表されるＣａＣｕ5型水素吸蔵合金を急冷凝固
させたものを主たる構成材料とした負電極の場合には、
急速充電特性は改善されるものの、高率放電特性につい
ては十分でない。このように、急速充電特性及び高率放
電特性の双方を改善することができるのみならず、高温
容量維持率も改善することができる水素吸蔵合金又は水
素吸蔵合金電極は未だ知られていない。
開示された、一般式ＡＢx ＶY （但し、式中のＡは希土
類金属の混合物、Ｂは、Ｎｉを主体とすると共にＣｏ、
Ｍｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒの一種以上を含有する混
合物）で表されるＣａＣｕ5型水素吸蔵合金を急冷凝固
させたものを主たる構成材料とした負電極の場合には、
急速充電特性は改善されるものの、高率放電特性につい
ては十分でない。このように、急速充電特性及び高率放
電特性の双方を改善することができるのみならず、高温
容量維持率も改善することができる水素吸蔵合金又は水
素吸蔵合金電極は未だ知られていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者等
は、水素吸蔵合金電極の充放電特性並びに高温容量維持
率について鋭意検討した結果、一般式、ＲＮｉa Ｍb Ｖ
c で表される一定組成の水素吸蔵合金の組織内に、希土
類系水素吸蔵合金相からなる母相及び、Ｖ化合物相を存
在させた場合には、電池の急速充電特性及び高率放電特
性の双方をともに改善することができるのみならず、高
温容量維持率も改善することができるということを見い
だし、本発明に到達した。
は、水素吸蔵合金電極の充放電特性並びに高温容量維持
率について鋭意検討した結果、一般式、ＲＮｉa Ｍb Ｖ
c で表される一定組成の水素吸蔵合金の組織内に、希土
類系水素吸蔵合金相からなる母相及び、Ｖ化合物相を存
在させた場合には、電池の急速充電特性及び高率放電特
性の双方をともに改善することができるのみならず、高
温容量維持率も改善することができるということを見い
だし、本発明に到達した。
【０００９】従って、本発明の第１の目的は、急速充電
特性及び高率放電特性に優れるのみならず、高温容量維
持率にも優れたニッケル−水素蓄電池を製造するため
の、ニッケル−水素蓄電池用水素吸蔵合金を提供するこ
とにある。本発明の第２の目的は、急速充電特性及び高
率放電特性に優れるのみならず、高温容量維持率にも優
れたニッケル−水素蓄電池を実現するための水素吸蔵合
金電極を提供することにある。
特性及び高率放電特性に優れるのみならず、高温容量維
持率にも優れたニッケル−水素蓄電池を製造するため
の、ニッケル−水素蓄電池用水素吸蔵合金を提供するこ
とにある。本発明の第２の目的は、急速充電特性及び高
率放電特性に優れるのみならず、高温容量維持率にも優
れたニッケル−水素蓄電池を実現するための水素吸蔵合
金電極を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の上記の諸目的
は、一般式、ＲＮｉa Ｍb Ｖc で表される水素吸蔵合金
であって、前記水素吸蔵合金の組織内に、希土類系水素
吸蔵合金相からなる母相、及びＶ化合物相を有すること
を特徴とするニッケル−水素蓄電池用水素吸蔵合金、及
びそれを用いた水素吸蔵合金電極によって達成された。
は、一般式、ＲＮｉa Ｍb Ｖc で表される水素吸蔵合金
であって、前記水素吸蔵合金の組織内に、希土類系水素
吸蔵合金相からなる母相、及びＶ化合物相を有すること
を特徴とするニッケル−水素蓄電池用水素吸蔵合金、及
びそれを用いた水素吸蔵合金電極によって達成された。
【００１１】本発明における母相とは、合金の切断面に
おける、他と区別される均一な部分の占める割合が７０
面積％以上の部分である。尚、母相の面積％は、電子顕
微鏡を用いて容易に求めることができる。上記母相は、
水素吸蔵能を有する水素吸蔵合金からなり、その結晶構
造はＣａＣｕ5 型であることが好ましい。本発明の合金
組織内には、上記母相と共にＶ化合物相が含まれる。上
記、Ｖ化合物とはＶＮｉ及びＶＮｉ中のＮｉの一部が後
記するＭによって置換された化合物を意味する。
おける、他と区別される均一な部分の占める割合が７０
面積％以上の部分である。尚、母相の面積％は、電子顕
微鏡を用いて容易に求めることができる。上記母相は、
水素吸蔵能を有する水素吸蔵合金からなり、その結晶構
造はＣａＣｕ5 型であることが好ましい。本発明の合金
組織内には、上記母相と共にＶ化合物相が含まれる。上
記、Ｖ化合物とはＶＮｉ及びＶＮｉ中のＮｉの一部が後
記するＭによって置換された化合物を意味する。
【００１２】前記一般式ＲＮｉa Ｍb Ｖc 中のＲは、ラ
ンタノイドの中から選択される少なくとも１種の元素で
あるが、本発明においては特にミッシュメタルであるこ
とが好ましい。ミッシュメタルは、希土類元素の混合物
であり、例えば、Ｃｅ４５重量％、Ｌａ３０重量％、Ｎ
ｄ５重量％、及びその他の希土類元素２０重量％からな
る。
ンタノイドの中から選択される少なくとも１種の元素で
あるが、本発明においては特にミッシュメタルであるこ
とが好ましい。ミッシュメタルは、希土類元素の混合物
であり、例えば、Ｃｅ４５重量％、Ｌａ３０重量％、Ｎ
ｄ５重量％、及びその他の希土類元素２０重量％からな
る。
【００１３】一般式中のａは、３．５＜ａ＜５．９を満
足する数である。ａが３．５未満であると、Ｎｉによる
電極反応の触媒作用が不十分となり急速充放電特性が低
下する。一方、ａが５．９以上では、母相の水素吸蔵合
金相の合金中に占める割合が減少し、合金全体として、
可逆的に吸蔵・放出する水素量が減少する。
足する数である。ａが３．５未満であると、Ｎｉによる
電極反応の触媒作用が不十分となり急速充放電特性が低
下する。一方、ａが５．９以上では、母相の水素吸蔵合
金相の合金中に占める割合が減少し、合金全体として、
可逆的に吸蔵・放出する水素量が減少する。
【００１４】前記一般式中のＭはＡｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆ
ｅ及びＭｎの群から選択される少なくとも１種であり、
ＲＮｉ5 合金におけるＮｉの一部を置換して、水素吸蔵
合金の水素吸蔵特性を調整する作用を有する金属であ
る。ＭとしてＡｌ又はＭｎを使用する場合には、単独で
使用せず他の元素と併用することが好ましい。２種以上
の元素を使用する場合には、これらの元素の合計が上記
の範囲内であれば良い。この場合におけるＭ中の元素の
割合は特に限定されるものではなく、水素吸蔵合金の用
途に合わせて適宜決定することができる。
ｅ及びＭｎの群から選択される少なくとも１種であり、
ＲＮｉ5 合金におけるＮｉの一部を置換して、水素吸蔵
合金の水素吸蔵特性を調整する作用を有する金属であ
る。ＭとしてＡｌ又はＭｎを使用する場合には、単独で
使用せず他の元素と併用することが好ましい。２種以上
の元素を使用する場合には、これらの元素の合計が上記
の範囲内であれば良い。この場合におけるＭ中の元素の
割合は特に限定されるものではなく、水素吸蔵合金の用
途に合わせて適宜決定することができる。
【００１５】Ｍの化学量論係数であるｂは、５．０＜ａ
＋ｂ≦５．９を満足する数であり、得られる水素吸蔵合
金の使用条件に合わせて適宜決定することができる。ａ
＋ｂが、５．０以下であると、合金中に占める母相であ
る希土類系水素吸蔵合金相の割合が減少すると共に、Ｒ
Ｎｉ5 に比較してＲ成分の多いＲ−Ｎｉ化合物が著しく
増加し、耐蝕性が低下する。また、ａ＋ｂが５．９を越
えても、合金中に占める母相である希土類系水素吸蔵合
金相の割合が減少し、合金全体として可逆的に吸蔵・放
出する水素量が減少する。
＋ｂ≦５．９を満足する数であり、得られる水素吸蔵合
金の使用条件に合わせて適宜決定することができる。ａ
＋ｂが、５．０以下であると、合金中に占める母相であ
る希土類系水素吸蔵合金相の割合が減少すると共に、Ｒ
Ｎｉ5 に比較してＲ成分の多いＲ−Ｎｉ化合物が著しく
増加し、耐蝕性が低下する。また、ａ＋ｂが５．９を越
えても、合金中に占める母相である希土類系水素吸蔵合
金相の割合が減少し、合金全体として可逆的に吸蔵・放
出する水素量が減少する。
【００１６】このようなＭを有する水素吸蔵合金を、ニ
ッケル−水素蓄電池の水素吸蔵合金電極用として用いた
場合には、Ｒ−Ｎｉ水素吸蔵合金相の平衡解離圧等が調
整される上、電池の高率放電特性を大きく向上させると
共に、急速充電時の充電特性が向上する。前記一般式中
のＶの化学量論係数であるｃは、０＜ｃ＜０．３を満足
する数である。ｃが０．３以上であると、母相の水素吸
蔵合金相が減少するために、単位体積又は重量当たりの
水素吸蔵能が低下する。一方、ｃが０、即ち、Ｖを含有
しない場合には、高率放電特性が低下する。
ッケル−水素蓄電池の水素吸蔵合金電極用として用いた
場合には、Ｒ−Ｎｉ水素吸蔵合金相の平衡解離圧等が調
整される上、電池の高率放電特性を大きく向上させると
共に、急速充電時の充電特性が向上する。前記一般式中
のＶの化学量論係数であるｃは、０＜ｃ＜０．３を満足
する数である。ｃが０．３以上であると、母相の水素吸
蔵合金相が減少するために、単位体積又は重量当たりの
水素吸蔵能が低下する。一方、ｃが０、即ち、Ｖを含有
しない場合には、高率放電特性が低下する。
【００１７】このような、Ｖを添加した発明の水素吸蔵
合金をニッケル−水素蓄電池の水素吸蔵合金電極用とし
て用いた場合には、電池の放電容量は減少するものの、
高率放電特性及び急速充電特性が向上するのみならず、
高温容量維持率も向上する。この理由は明らかではない
が、Ｖ化合物相が合金の微粉末化を引き起こし、水素吸
蔵合金の表面積を増加させる上、Ｖが溶出し、水素吸蔵
合金の表面に触媒作用を有する層を形成するためである
と推定される。
合金をニッケル−水素蓄電池の水素吸蔵合金電極用とし
て用いた場合には、電池の放電容量は減少するものの、
高率放電特性及び急速充電特性が向上するのみならず、
高温容量維持率も向上する。この理由は明らかではない
が、Ｖ化合物相が合金の微粉末化を引き起こし、水素吸
蔵合金の表面積を増加させる上、Ｖが溶出し、水素吸蔵
合金の表面に触媒作用を有する層を形成するためである
と推定される。
【００１８】本発明の水素吸蔵合金は、所定量の各金属
成分を混合し、公知の方法に従って溶融・固化させるこ
とによって容易に得ることができる。また、本発明のニ
ッケル−水素蓄電池用水素吸蔵合金電極は、本発明の水
素吸蔵合金を粉末化し、該粉末を少量のバインダーによ
って結着してなる層を導電性支持体の表面に設けること
によって製造することが好ましいが、前記粉末を少量の
バインダーによって結着したペーストから成形したシー
トを導電性支持体表面に圧着し、固定することによって
製造することもできる。
成分を混合し、公知の方法に従って溶融・固化させるこ
とによって容易に得ることができる。また、本発明のニ
ッケル−水素蓄電池用水素吸蔵合金電極は、本発明の水
素吸蔵合金を粉末化し、該粉末を少量のバインダーによ
って結着してなる層を導電性支持体の表面に設けること
によって製造することが好ましいが、前記粉末を少量の
バインダーによって結着したペーストから成形したシー
トを導電性支持体表面に圧着し、固定することによって
製造することもできる。
【００１９】上記のバインダーは、特に限定されるもの
ではなく、水素吸蔵合金電極に使用される公知の結着剤
の中から適宜選択することができる。上記の結着剤とし
ては、例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセ
ルロース等のセルロース類、ポリビニルアルコール、ポ
リエチレンオキサイド、ポリテトラフルオロエチレン、
高分子ラテックス等を挙げることができる。これらは２
種類以上を併用しても良い。バインダーの使用量は、通
常、水素吸蔵合金粉末に対して０．１〜６重量％であ
る。
ではなく、水素吸蔵合金電極に使用される公知の結着剤
の中から適宜選択することができる。上記の結着剤とし
ては、例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセ
ルロース等のセルロース類、ポリビニルアルコール、ポ
リエチレンオキサイド、ポリテトラフルオロエチレン、
高分子ラテックス等を挙げることができる。これらは２
種類以上を併用しても良い。バインダーの使用量は、通
常、水素吸蔵合金粉末に対して０．１〜６重量％であ
る。
【００２０】前記導電性支持体は、特に限定されるもの
ではなく、アルカリ電池用の負電極に使用される、繊維
ニッケル、発泡ニッケル等の三次元導電性支持体、パン
チングメタル等の二次元導電性支持体等の、公知の導電
性支持体の中から適宜選択して用いることができる。
ではなく、アルカリ電池用の負電極に使用される、繊維
ニッケル、発泡ニッケル等の三次元導電性支持体、パン
チングメタル等の二次元導電性支持体等の、公知の導電
性支持体の中から適宜選択して用いることができる。
【００２１】
【発明の効果】本発明の水素吸蔵合金を使用した本発明
の水素吸蔵合金電極を、ニッケル−水素蓄電池に用いる
と、急速充電特性及び高率放電特性に優れる上、高温容
量維持率にも優れた電池が得られる。
の水素吸蔵合金電極を、ニッケル−水素蓄電池に用いる
と、急速充電特性及び高率放電特性に優れる上、高温容
量維持率にも優れた電池が得られる。
【００２２】
【実施例】以下、実施例によって本発明を更に詳述する
が、本発明はこれによって限定されるものではない。
尚、％は、特に記載のない限り重量％を表す。
が、本発明はこれによって限定されるものではない。
尚、％は、特に記載のない限り重量％を表す。
【００２３】実施例１〜４．表１に示した各金属元素
を、表１に示すような配合組成になるように秤量して混
合した。次いで、この混合物をアーク溶解法によってア
ルゴン雰囲気下で溶解し、表１に示すような組成を有す
る水素吸蔵合金（実施例１〜４）を製造した。ここで、
ＲはＬａ３２％、Ｃｅ５１％、Ｐｒ６％、及びＮｄ１１
％の混合希土であるが、本発明はこれに限定されるもの
ではない。
を、表１に示すような配合組成になるように秤量して混
合した。次いで、この混合物をアーク溶解法によってア
ルゴン雰囲気下で溶解し、表１に示すような組成を有す
る水素吸蔵合金（実施例１〜４）を製造した。ここで、
ＲはＬａ３２％、Ｃｅ５１％、Ｐｒ６％、及びＮｄ１１
％の混合希土であるが、本発明はこれに限定されるもの
ではない。
【００２４】
【表１】
【００２５】得られた各合金について、ＳＥＭ（電子顕
微鏡）を用いて金属微細組織を観察し、ＥＰＭＡ（電子
線マイクロアナライザー）を用いて元素分析を行い、及
びＸ線解析によって合金中に存在する各相の同定を行っ
たところ、得られた合金組織は、ＣａＣｕ5 型の結晶構
造を有するＲ（ＮｉＭ）5 希土類系水素吸蔵合金相とＶ
（ＮｉＭ）化合物相からなることが確認された。尚、実
施例１で得られた合金の切断面のＳＥＭ写真を図１に示
した。
微鏡）を用いて金属微細組織を観察し、ＥＰＭＡ（電子
線マイクロアナライザー）を用いて元素分析を行い、及
びＸ線解析によって合金中に存在する各相の同定を行っ
たところ、得られた合金組織は、ＣａＣｕ5 型の結晶構
造を有するＲ（ＮｉＭ）5 希土類系水素吸蔵合金相とＶ
（ＮｉＭ）化合物相からなることが確認された。尚、実
施例１で得られた合金の切断面のＳＥＭ写真を図１に示
した。
【００２６】得られた各合金を、不活性雰囲気下で、＃
１００メッシュの篩を通過する粒子径に粉砕し、粉末と
した。この各粉末２ｇに対し、ポリビニルアルコール３
重量％の水溶液を０．５ｇの割合で混合して、ぺースト
状にした。得られたぺーストを、発泡Ｎｉ多孔体内に充
填・乾燥した後、加圧成形して各負電極を作製した。
１００メッシュの篩を通過する粒子径に粉砕し、粉末と
した。この各粉末２ｇに対し、ポリビニルアルコール３
重量％の水溶液を０．５ｇの割合で混合して、ぺースト
状にした。得られたぺーストを、発泡Ｎｉ多孔体内に充
填・乾燥した後、加圧成形して各負電極を作製した。
【００２７】正電極としては、多孔質のＮｉ焼結体に硝
酸ニッケルを含浸させ、これを化成処理した水酸化ニッ
ケル電極を使用し、セパレーターとしてはポリオレフィ
ン製の不織布を使用した。このようにして作製した各負
電極、正電極、セパレーター及び６モル／リットルのＫ
ＯＨ水溶液を電解液として用い、負極規制の開放型ニッ
ケル−水素蓄電池を４種類作製し、下記のようにして急
速充電性能、高率放電性能及び高温容量維持率の評価を
各行った。
酸ニッケルを含浸させ、これを化成処理した水酸化ニッ
ケル電極を使用し、セパレーターとしてはポリオレフィ
ン製の不織布を使用した。このようにして作製した各負
電極、正電極、セパレーター及び６モル／リットルのＫ
ＯＨ水溶液を電解液として用い、負極規制の開放型ニッ
ケル−水素蓄電池を４種類作製し、下記のようにして急
速充電性能、高率放電性能及び高温容量維持率の評価を
各行った。
【００２８】急速充電性能評価 ２０℃の一定条件下で、充電レートが０．２Ｃ率で５時
間、放電レートは０．２Ｃ率で電池電圧が１Ｖになるま
で続けるサイクルを繰り返したときの、電池容量を測定
して、これに対する１Ｃ率で１時間充電し、０．２Ｃ率
で１Ｖまで放電した時の容量で急速充電性能の評価を行
った。これらの結果は表２に示した通りである。尚、１
Ｃ率とは、電池を１時間で充放電する電流量を表す規格
値である。
間、放電レートは０．２Ｃ率で電池電圧が１Ｖになるま
で続けるサイクルを繰り返したときの、電池容量を測定
して、これに対する１Ｃ率で１時間充電し、０．２Ｃ率
で１Ｖまで放電した時の容量で急速充電性能の評価を行
った。これらの結果は表２に示した通りである。尚、１
Ｃ率とは、電池を１時間で充放電する電流量を表す規格
値である。
【００２９】高率放電性能評価 ０．２Ｃ率で５時間充電した後、１Ｃ率で１Ｖまで放電
を行い、次いで０．２Ｃ率で電池電圧が１Ｖになるまで
放電し、合計の放電容量に対する１Ｃ率の放電容量、及
び、同様にして、２Ｃ率で放電を行った場合の２Ｃ率の
放電容量の割合を測定して高率放電性能の評価を行っ
た。これらの結果は表２に示した通りである。高温容量維持率の評価 ５０℃における１Ｃ率の放電容量（０．２Ｃ率で５時間
充電した後、１Ｃ率で電池電圧が１Ｖになるまで放電し
たときの放電容量）、及び２０℃における１Ｃ率の放電
容量を測定し、その割合で高温容量維持率の評価を行っ
た。
を行い、次いで０．２Ｃ率で電池電圧が１Ｖになるまで
放電し、合計の放電容量に対する１Ｃ率の放電容量、及
び、同様にして、２Ｃ率で放電を行った場合の２Ｃ率の
放電容量の割合を測定して高率放電性能の評価を行っ
た。これらの結果は表２に示した通りである。高温容量維持率の評価 ５０℃における１Ｃ率の放電容量（０．２Ｃ率で５時間
充電した後、１Ｃ率で電池電圧が１Ｖになるまで放電し
たときの放電容量）、及び２０℃における１Ｃ率の放電
容量を測定し、その割合で高温容量維持率の評価を行っ
た。
【００３０】
【表２】
【００３１】比較例１〜６．実施例１で使用した水素吸
蔵合金の配合成分に代えて、表１に示した各配合成分を
使用し、実施例１の場合と全く同様にして水素吸蔵合金
を製造し、実施例１の場合と全く同様にして、ニッケル
−水素蓄電池６種類（比較例１〜６）を作製し、急速充
電性能、高率放電性能及び高温容量維持率の各評価を行
った。結果は表２に示した通りである。尚、比較例１は
Ｎｉ＜３．５、比較例２はＮｉ＞５．９、比較例３はａ
＋ｂ＜５、比較例４はａ＋ｂ＞５．９、比較例５はＣ＞
０．３、及び比較例６はＣ＝０の場合である。
蔵合金の配合成分に代えて、表１に示した各配合成分を
使用し、実施例１の場合と全く同様にして水素吸蔵合金
を製造し、実施例１の場合と全く同様にして、ニッケル
−水素蓄電池６種類（比較例１〜６）を作製し、急速充
電性能、高率放電性能及び高温容量維持率の各評価を行
った。結果は表２に示した通りである。尚、比較例１は
Ｎｉ＜３．５、比較例２はＮｉ＞５．９、比較例３はａ
＋ｂ＜５、比較例４はａ＋ｂ＞５．９、比較例５はＣ＞
０．３、及び比較例６はＣ＝０の場合である。
【図１】実施例１で製造した本発明の水素吸蔵合金の切
断表面のＳＥＭ写真である。
断表面のＳＥＭ写真である。
Claims (3)
- 【請求項１】一般式、ＲＮｉa Ｍb Ｖc で表される水素
吸蔵合金であって、前記水素吸蔵合金の組織内に、希土
類系水素吸蔵合金相からなる母相、及びＶ化合物相を有
することを特徴とする水素吸蔵合金；但し、上式中のＲ
はランタノイドから選択される少なくとも１種の元素、
ＭはＡｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ及びＭｎの群から選択され
る少なくとも１種であり、ａ、ｂ及びｃは、３．５＜ａ
＜５．９、５．０＜ａ＋ｂ≦５．９、０＜ｃ＜０．３を
満足する数である。 - 【請求項２】母相の希土類系水素吸蔵合金相がＣａＣｕ
5 型結晶構造を有する、請求項１に記載されたニッケル
−水素蓄電池用水素吸蔵合金。 - 【請求項３】請求項１又は２に記載された水素吸蔵合金
粉末を用いた水素吸蔵合金電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7158374A JPH08329941A (ja) | 1995-06-01 | 1995-06-01 | 水素吸蔵合金及びそれを用いた水素吸蔵合金電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7158374A JPH08329941A (ja) | 1995-06-01 | 1995-06-01 | 水素吸蔵合金及びそれを用いた水素吸蔵合金電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08329941A true JPH08329941A (ja) | 1996-12-13 |
Family
ID=15670314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7158374A Pending JPH08329941A (ja) | 1995-06-01 | 1995-06-01 | 水素吸蔵合金及びそれを用いた水素吸蔵合金電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08329941A (ja) |
-
1995
- 1995-06-01 JP JP7158374A patent/JPH08329941A/ja active Pending
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