碱性蓄电池用贮氢合金及碱性蓄电池制造技术

一种碱性蓄电池用贮氢合金，是利用液体急冷法急冷而制造的贮氢合金，其特征是，　　　　具有以通式Ｌｎ↓［１－ｘ］Ｍｇ↓［ｘ］Ｎｉ↓［ａ－ｂ－ｃ］Ａｌ↓［ｂ］Ｚ↓［ｃ］（式中，Ｌｎ为选自包括Ｙ、Ｚｒ的稀土类元素中的至少一种元素，Ｚ为选自Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｐ及Ｂ中的至少一种元素，满足０．０５≦ｘ＜０．２５，２．８≦ａ≦３．９，０＜ｂ≦０．３０，０≦ｃ≦０．２５的条件。）表示的组成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具备正极、使用了贮氢合金的负极、碱性电解液的碱性蓄电池及该碱性蓄电池的负极中所使用的碱性蓄电池用贮氢合金，特别是在如下的方面具有特征的专利技术，即，改善碱性蓄电池的负极中所使用的碱性蓄电池用贮氢合金，提高贮氢合金的贮氢能力，并且提高碱性蓄电池的循环寿命。
技术介绍
以往，作为碱性蓄电池，广泛地使用镍镉蓄电池，然而近年来，由于与镍镉蓄电池相比，容量更高，另外因为不使用镉，从而在环境安全性方面也更为优良，因此在负极中使用了贮氢合金的镍氢蓄电池逐渐受到关注。此外，由此种镍氢蓄电池构成的碱性蓄电池已经被用于各种便携机器中，期待可以将该碱性蓄电池进一步高性能化。这里，在此种碱性蓄电池中，作为其负极中所使用的贮氢合金，一般来说使用一般以CaCu5型的结晶作为主相的稀土类-镍系贮氢合金、含有Ti、Zr、V及Ni的Laves相系的贮氢合金等。但是，所述的贮氢合金不能说贮氢能力很充分，难以将碱性蓄电池进一步高容量化。这样，近年来，为了提高所述的稀土类-镍类贮氢合金的贮氢能力，提出过使用在所述的稀土类-镍系贮氢合金中含有镁，具有CaCu5型以外的结晶构造的贮氢合金(例如参照专利文献1)。但是，当为了制造如上所述的含有稀土类元素和镁的贮氢合金，而利用一直以来一般所使用的模具铸造法来制造时，由于镁与其他的元素的熔点或比重等的差异，将非常难以制造具有均质的组织的贮氢合金，从而有该贮氢合金的耐腐蚀性等特性降低、碱性蓄电池的循环寿命降低等问题。-->由此，近年来，提出过利用液体急冷法来制造如上所述的含有稀土类元素、镍和镁的贮氢合金，制作具有均质的组织的贮氢合金的方案(例如参照专利文献2)。但是，即使在像这样利用液体急冷法来制造含有稀土类元素、镍和镁的贮氢合金的情况下，当该贮氢合金的组成不恰当时，则依然会有碱性蓄电池的循环寿命降低、贮氢合金的贮氢能力降低等问题。[专利文献1]特开2002-69554号公报[专利文献2]特开2004-115870号公报
技术实现思路
本专利技术以解决在负极中使用了含有稀土类元素、镍和镁的碱性蓄电池用贮氢合金的碱性蓄电池中的如上所述的问题为课题，目的在于，使得所述的含有稀土类元素、镍和镁的碱性蓄电池用贮氢合金具有均质的组织，并且具有恰当的组成，提高该碱性蓄电池用贮氢合金的贮氢能力，提高在负极中使用了此种碱性蓄电池用贮氢合金的碱性蓄电池的循环寿命，并且获得高容量的碱性蓄电池。本专利技术的碱性蓄电池用贮氢合金中，为了解决如上所述的课题，提供一种利用液体急冷法急冷而制造的贮氢合金，具有以通式Ln1-xMgxNia-b-cAlbZc(式中，Ln为选自包括Y、Zr的稀土类元素中的至少一种元素，Z为选自V、Nb、Ta、Cr、Mo、Mn、Fe、Co、Ga、Zn、Sn、In、Cu、Si、P及B中的至少一种元素，满足0.05≤x＜0.25，2.8≤a≤3.9，0＜b≤0.30，0≤c≤0.25的条件。)表示的组成。这里，在利用液体急冷法急冷而制造如上所述的碱性蓄电池用贮氢合金时，可以使用公知的液体急冷法。所谓液体急冷法是指将合金熔融物过度急冷而制作合金铸锭的方法，例如可以举出将合金熔融物向高速旋转的辊上射出的辊法(单辊法、双辊法)等。此外，对于合金熔融物的冷却速度，在以往的模具铸造法中为10K/s左右，而在液体急冷法中，为102～103K/s以上，通常为104～106K/s左右。这样，通过像这样利用液体急冷法急冷而制造成为以所述的通式表示的组成的碱性蓄电池用贮氢合金，就可以获得结晶构造为Ce2Ni7型或类似-->它的构造，而具有高结晶性的均质的构造的碱性蓄电池用贮氢合金。另外，在所述的碱性蓄电池用贮氢合金中，当Mg的比例过多时，即使如上所述那样利用液体急冷法来制造，合金组织也不会被均质化，耐腐蚀性降低，另一方面，当Mg的比例少时，则其结晶构造很大地变化，难以维持所述的Ce2Ni7型或类似它的结晶构造，贮氢能力大大地降低。由此，在所述的碱性蓄电池用贮氢合金中，所述的通式中的表示Mg的比例的x的值需要如上所述地满足0.05≤x＜0.25的条件，优选满足0.05≤x≤0.20的条件。另外，在所述的碱性蓄电池用贮氢合金中，当Mg的比例变多时就会变为高容量，当Al的比例变多时就会有耐腐蚀性提高的倾向。这里，在利用EPMA观察了所述的合金组织的结果为，在Mg浓度高的部分A1浓度降低，另一方面，在Al浓度高的部分Mg浓度降低，Mg与Al显示出相反的浓度分布，两者具有难以混合的性质，在所述的合金组成中的Mg与Al的合计量多的情况下，则容易引起偏析。由此，在Mg与Al的合计量多的组成的贮氢合金中，在使合金组织均质化的效果方面优良的液体急冷法的效果变大，特别是在所述的通式中的Mg与Al的合计量(x+b)达到0.30以上的贮氢合金中，其效果变大，可以获得容量及耐腐蚀性优良的贮氢合金。另外，在所述的碱性蓄电池用贮氢合金中，使所述的通式中的a、b、c的值满足2.8≤a≤3.9，0＜b≤0.30，0≤c≤0.25的条件的原因是因为，当a、b、c的值脱离该范围时，与所述的情况相同，其结晶构造很大地变化，贮氢能力大大地降低。另外，在所述的碱性蓄电池用贮氢合金中，为了进一步将组织均质化而提高贮氢能力或耐腐蚀性，最好对所述的碱性蓄电池用贮氢合金进一步进行热处理，特别是，最好在比液化开始温度Tm低25℃～70℃的温度热处理1～15小时左右。另外，在本专利技术的碱性蓄电池中，是具备了正极、使用了贮氢合金的负极、碱性电解液的碱性蓄电池，在其负极中使用了如上所述的碱性蓄电池用贮氢合金。本专利技术的碱性蓄电池用贮氢合金中，由于如上所述地利用液体急冷法-->急冷而获得了具有以通式Ln1-xMgxNia-b-cAlbZc(式中，Ln为选自包括Y、Zr的稀土类元素中的至少一种元素，Z为选自V、Nb、Ta、Cr、Mo、Mn、Fe、Co、Ga、Zn、Sn、In、Cu、Si、P及B中的至少一种元素，满足0.05≤x＜0.25，2.8≤a≤3.9，0＜b≤0.30，0≤c≤0.25的条件。)表示的组成的贮氢合金，因此就可以获得结晶构造为Ce2Ni7型或类似它的构造，而具有高结晶性的均质的构造的碱性蓄电池用贮氢合金。其结果是，在本专利技术的碱性蓄电池用贮氢合金中，贮氢能力或耐腐蚀性提高。另外，本专利技术的碱性蓄电池中，由于在其负极中使用了所述的碱性蓄电池用贮氢合金，因此就可以获得具有高电池容量并且循环寿命也优良的碱性蓄电池。附图说明图1是本专利技术的实施例及比较例中制作的碱性蓄电池的概略剖面图。图2是将本专利技术的实施例4及比较例1、5中制作的碱性蓄电池用贮氢合金用于负极中的试验电池单元的概略剖面图。其中，1正极，2负极，3隔膜，4电池罐，5正极引线，6正极盖，6a气体放出口，7负极引线，8绝缘衬垫，9正极外部端子，10螺旋弹簧，11封堵板，20容器，21正极，22负极，23碱性电解液，24参照极具体实施方式以下将对于本专利技术的实施例的碱性蓄电池用贮氢合金及使用了该碱性蓄电池用贮氢合金的碱性蓄电池进行具体的说明，并且将举出比较例，来表明在本专利技术的实施例的碱性蓄电池中循环寿命提高的情况。而且，本专利技术的碱性蓄电池用贮氢合金及碱性蓄电池并不限定于下述的实施例的内容，在不改变其主旨的范围中可以适当地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碱性蓄电池用贮氢合金，是利用液体急冷法急冷而制造的贮氢合金，其特征是，具有以通式Ｌｎ↓［１－ｘ］Ｍｇ↓［ｘ］Ｎｉ↓［ａ－ｂ－ｃ］Ａｌ↓［ｂ］Ｚ↓［ｃ］（式中，Ｌｎ为选自包括Ｙ、Ｚｒ的稀土类元素中的至少一种元素，Ｚ为选自Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｐ及Ｂ中的至少一种元素，满足０．０５≦ｘ＜０．２５，２．８≦ａ≦３．９，０＜ｂ≦０．３０，０≦ｃ≦０．２５的条件。）表示的组成。

【技术特征摘要】
1.一种碱性蓄电池用贮氢合金，是利用液体急冷法急冷而制造的贮氢合金，其特征是，具有以通式Ln1-xMgxNia-b-cAlbZc(式中，Ln为选自包括Y、Zr的稀土类元素中的至少一种元素，Z为选自V、Nb、Ta、Cr、Mo、Mn、Fe、Co、Ga、Zn、Sn、In、Cu、Si、P及B中的至少一种元素，满足0.05≤x＜0.25，2.8≤a...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲佳文，石田润，安冈茂和，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP