镍氢二次电池用的负极、该负极的制造方法、以及使用该负极的镍氢二次电池技术

镍氢二次电池(2)中使用的负极(26)具备负极芯体、和承载于该负极芯体的负极合剂，负极合剂包含作为储氢合金粒子(50)的集合体的储氢合金粉末、粘结剂以及增粘剂，上述的储氢合金粒子(50)的体积平均粒径为40μm以下，氯的浓度为180ppm以上、780ppm以下。

【技术实现步骤摘要】
镍氢二次电池用的负极、该负极的制造方法、以及使用该负极的镍氢二次电池
本专利技术涉及镍氢二次电池用的负极、该负极的制造方法、以及使用该负极的镍氢二次电池。
技术介绍
镍氢二次电池由于与镍镉二次电池相比为高容量、且环境安全性也优良，因此被用于各种电子设备、电气设备、混合动力电动汽车等各种用途。该镍氢二次电池的负极所使用的储氢合金是包藏以及释放氢的材料，是镍氢二次电池中的重要构成材料之一。作为这样的储氢合金，例如，通常使用作为以CaCu5型的结晶为主相的稀土类-Ni系储氢合金的LaNi5系储氢合金、以包含Ti、Zr、V以及Ni的拉弗斯相系的结晶为主相的储氢合金等。此外，近年来，为了提高储氢合金的氢包藏能力，提出了具有用Mg置换稀土类-Ni系储氢合金的稀土类元素的一部分的组成的稀土类-Mg-Ni系储氢合金。与以往的稀土类-Ni系储氢合金相比，该稀土类-Mg-Ni系储氢合金能够包藏大量的氢气(参照日本专利特开平11-323469号公报)。近年，由于镍氢二次电池的用途日益扩大，因此希望镍氢二次电池进一步高性能化。充放电特性是镍氢二次电池所要求的希望提高的性能之一。如果提高充放电特性，则有可能高效率放电或急速充电。此外，由于用途的扩大，镍氢二次电池的使用环境变得比以往严苛，假定镍氢二次电池在低温环境中使用。因此，希望即使在低温环境下也能够高效率放电或急速充电的镍氢二次电池。于是，为了实现镍氢二次电池的高效率放电或急速充电，在负极中添加导电材料，提高负极的导电性(例如，参照日本专利特开平11-007948号公报、日本专利特开平11-354124号公报等)。此外，作为储氢合金粉末，例如，使用包含体积平均粒径(MV)在40μm以下的低粒度的储氢合金粒子的储氢合金粉末。藉此，增加储氢合金的反应面积，可发挥作为负极的优良的充放电特性。而且，通过对于储氢合金粒子的表面进行酸处理，进行重整、提高活性度，由此提高充放电的反应性(例如，参照日本专利特开平05-323469号公报)。这样，储氢合金的表面的活性度变高，则充放电反应变得顺利，尤其是低温环境下的充放电特性提高。此处，整合在镍氢二次电池中的负极通常通过糊料方式制造。在该糊料方式中，首先在包含储氢合金的粉末、导电材料的粉末、粘结剂以及增粘剂的负极合剂中加入水，通过将它们混炼制备负极合剂糊料。得到的负极合剂糊料被涂布在金属多孔体等负极芯体上。之后，保持有负极合剂糊料的负极芯体经过干燥工序，被制成保持有负极合剂的负极的中间制品。得到的负极的中间制品在被轧制后，切断为规定的尺寸。藉此得到镍氢二次电池用的负极(例如，参照日本专利特开平10-012231号公报)。但是，在作为储氢合金粒子的集合体的储氢合金粉末中，有时在制造过程、运送过程等中，氯附着在储氢合金粒子的表面上。此外，在上述的酸处理中，在使用盐酸的情况下，有时氯残存在储氢合金粒子的表面上。这样，如果使用氯存在于表面的状态的储氢合金粒子、制备负极合剂糊料，则该氯有时阻碍粘结剂以及增粘剂的功能。其结果是，负极合剂糊料分离为水分和其以外的成分，发生不能制成负极合剂糊料或负极合剂从负极芯体脱落的不良情况，发生负极的制造性下降的不良情况。此外，即使勉强制造负极，负极合剂也会在整合到电池中后脱落、产生短路，有引起电池的品质的下降的不良情况之虞。为了避免发生如上所述不良情况，通常，在制备负极合剂糊料前清洗储氢合金粉末，进行氯的去除。作为储氢合金粉末的清洗方法，例如，将储氢合金粉末投入清洗用水中，通过搅拌该清洗用水，将氯从储氢合金粒子的表面去除，之后，分离含氯的清洗用水和储氢合金粉末。作为分离清洗用水和储氢合金粉末的方法，采用使用滤器的过滤方式、或使储氢合金粒子沉降后去除清洗用水的上清的倾析方式。但是，储氢合金粉末的清洗为了极力去除氯而重复进行多次，如果这样，则清洗所需时间变长，导致作为电池整体的制造效率的下降。尤其，在清洗包含体积平均粒径在40μm以下的低粒度的储氢合金粒子的储氢合金粉末的情况下，在过滤方式中，由于容易引起滤器的堵塞而操作效率低下，在倾析方式中，也由于储氢合金粒子的沉降需要时间而操作效率低。为了提高操作效率，如果增大过滤方式中滤器的孔的大小，则可防止堵塞、操作效率变高，但低粒度的储氢合金粒子会流出。此外，如果倾析方式中去除清洗用水的上清的间隔变短，则操作效率变高，但由于低粒度的储氢合金粒子在上清部分中漂浮，因此，同样地低粒度的储氢合金粒子会流出。这样，如果低粒度的储氢合金粒子流出，则用于增加储氢合金的反应面积而投入的低粒度的储氢合金粒子的量减少。作为其结果，储氢合金的反应面积减少，不能得到所希望的充放电特性。即，为了防止负极的制造性的下降和电池的品质的下降，必须进行储氢合金粉末的清洗，但如果过度清洗则会导致制造效率的下降，同时导致电池的充放电特性的下降。因此，希望进行可不牺牲电池的充放电特性而确保负极的制造性的镍氢二次电池用的负极的开发。
技术实现思路
本专利技术是基于上述情况而完成的，其目的在于提供可充分确保制造性且有助于提高镍氢二次电池中的充放电特性的镍氢二次电池用的负极、该负极的制造方法、以及使用该负极的镍氢二次电池。为了实现上述目的，如果采用本专利技术，则可提供一种镍氢二次电池用的负极，在具备负极芯体、承载于上述负极芯体的负极合剂的镍氢二次电池用的负极中，上述负极合剂包含作为储氢合金粒子的集合体的储氢合金粉末、粘结剂以及增粘剂，上述储氢合金粒子的体积平均粒径在40μm以下，氯的浓度在180ppm以上、780ppm以下。上述储氢合金优选设为具有通式：Ln1-xMgxNiy-aAla(其中，式中的Ln表示选自稀土类元素、Ti以及Zr的至少1种元素，x、y、a分别满足0＜x＜0.30、2.80≤y≤3.90、0.10≤a≤0.25的条件。)所表示的组成的形态。上述储氢合金粒子优选设为具有芯部、和覆盖上述芯部的表面的表面层，上述表面层是Ni的浓度比上述芯部高的富Ni层的构成。上述储氢合金粉末优选设为饱和磁化强度在1.7emu/g以上、15emu/g以下的构成。上述负极合剂优选设为进一步包括作为导电材料的具有中空壳状的构造的中空炭黑的构成。此外，如果采用本专利技术，则可提供一种镍氢二次电池用的负极的制造方法，其是具备准备储氢合金粉末的粉末准备工序，和将上述储氢合金粉末浸渍在水或碱性水溶液的任一种中进行清洗的清洗工序，和将经过上述清洗工序的上述储氢合金粉末、与预先准备的粘结剂、增粘剂以及水进行混炼，制备负极合剂糊料的糊料制备工序，和将上述糊料制备工序中得到的负极合剂糊料涂布在负极芯体上的糊料涂布工序，和干燥上述负极合剂糊料的干燥工序的镍氢二次电池用的负极的制造方法，在上述粉末准备工序中，准备作为体积平均粒径为40μm以下的储氢合金粒子的集合体的储氢合金粉末，在上述清洗工序中，以使残存的氯的浓度达到180ppm以上、780ppm以下的范围的条件进行清洗。上述粉末准备工序和上述清洗工序之间，优选进一步具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镍氢二次电池用的负极，其是具备负极芯体、承载于上述负极芯体的负极合剂的镍氢二次电池用的负极，其特征在于，/n上述负极合剂包含作为储氢合金粒子的集合体的储氢合金粉末、粘结剂以及增粘剂，/n上述储氢合金粒子的体积平均粒径在40μm以下，氯的浓度在180ppm以上、780ppm以下。/n

【技术特征摘要】
20190329 JP 2019-0664471.一种镍氢二次电池用的负极，其是具备负极芯体、承载于上述负极芯体的负极合剂的镍氢二次电池用的负极，其特征在于，
上述负极合剂包含作为储氢合金粒子的集合体的储氢合金粉末、粘结剂以及增粘剂，
上述储氢合金粒子的体积平均粒径在40μm以下，氯的浓度在180ppm以上、780ppm以下。


2.如权利要求1所述的镍氢二次电池用的负极，其特征在于，上述储氢合金具有通式：Ln1-xMgxNiy-aAla所表示的组成，
式中的Ln表示选自稀土类元素、Ti以及Zr的至少1种元素，x、y、a分别满足0＜x＜0.30、2.80≤y≤3.90、0.10≤a≤0.25的条件。


3.如权利要求1或2所述的镍氢二次电池用的负极，其特征在于，上述储氢合金粒子具有芯部、和覆盖上述芯部的表面的表面层，上述表面层是Ni的浓度比上述芯部高的富Ni层。


4.如权利要求1～3中任一项所述的镍氢二次电池用的负极，其特征在于，上述储氢合金粉末的饱和磁化强度为1.7emu/g以上、15emu/g以下。


5.如权利要求1～4中任一项所述的镍氢二次电池用的负极，其特征在于，上述负极合剂还包含作为导电材料的具有中空壳状的构造的中空炭黑。


6....

【专利技术属性】
技术研发人员：石田润，佐口明，大畠昇太，
申请(专利权)人：FDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP