贮氢合金电极及碱性蓄电池制造技术

碱性蓄电池的负极所用的贮氢合金电极采用在第１贮氢合金中添加了第２贮氢合金所形成的贮氢合金；第１贮氢合金至少含有稀土类元素、镁、镍、铝，以Ｃｕ－Ｋα射线为Ｘ射线源的Ｘ射线衍射测定中出现于２θ＝３１～３３°范围的最强峰强度Ｉ↓［Ａ］和出现于２θ＝４０～４４°范围的最强峰强度Ｉ↓［Ｂ］的强度比Ｉ↓［Ａ］／Ｉ↓［Ｂ］在０．１以上；第２贮氢合金中的钴含量大于上述第１贮氢合金。

【技术实现步骤摘要】
贮氢合金电极及碱性蓄电池相关申请本申请是主张基于日本专利申请2004-245655号和2005-173072号的优先权的申请。
本专利技术涉及贮氢合金电极和采用该贮氢合金电极为负极的碱性蓄电池，特别涉及为提高碱性蓄电池的容量，负极的贮氢合金电极使用至少含有稀土类元素、镁、镍、铝，以Cu-Kα射线为X射线源的X射线衍射测定中出现于2θ＝31～33°范围的最强峰强度IA和出现于2θ＝40～44°范围的最强峰强度IB的强度比IA/IB在0.1以上的贮氢合金的碱性蓄电池，本专利技术的特征在于改良该贮氢合金电极，使碱性蓄电池的循环寿命得以提高。
技术介绍
以往，碱性蓄电池一般使用镍·镉蓄电池，但近年来采用贮氢合金为负极的镍·氢蓄电池越来越受到关注，因为与镍·镉蓄电池相比，其高容量更高，而且由于不使用镉，因此利于在环境安全。这种镍·氢蓄电池被用于各种便携设备，因此非常希望使该镍·氢蓄电池具有更高的性能。目前，这种镍·氢蓄电池的负极所使用的贮氢合金一般采用以CaCu5型的晶体为主相的稀土类—镍系贮氢合金或含有Ti、Zr、V及Ni的莱维氏(Laves)相系的贮氢合金等。但是，这些贮氢合金一般贮氢能力不足，因此难以使镍·氢蓄电池的容量更高容量化。近年来，为了提高上述稀土类—镍系贮氢合金的贮氢能力，提出过采用使上述稀土类—镍系贮氢合金中含有Mg等、且具有CaCu5型以外的CeNi7型或CeNi3型等晶体结构的贮氢合金(日本专利特开平11-323469号)的方案。但是，采用具有上述这种晶体结构的贮氢合金为负极的碱性蓄电池在反复-->充放电时，存在隔膜中的碱性电解液枯竭、引起碱性蓄电池的循环寿命下降的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供贮氢合金电极和采用该贮氢合金电极为负极的碱性蓄电池，即使在将该碱性蓄电池反复充放电的情况下也能够防止隔膜中的碱性电解液枯竭，从而使该碱性蓄电池的循环寿命得到提高，上述贮氢合金电极使用了稀土类—镍系贮氢合金中含有Mg等、形成为CaCu5型以外的晶体结构的贮氢合金；特别是至少含有稀土类元素、镁、镍、铝，以Cu-Kα射线为X射线源的X射线衍射测定中出现于2θ＝31～33°范围的最强峰强度IA和出现于2θ＝40～44°范围的最强峰强度IB的强度比IA/IB在0.1以上的贮氢合金。本专利技术的贮氢合金电极中的至少含有稀土类元素、镁、镍、铝，以Cu-Kα射线为X射线源的X射线衍射测定中出现于2θ＝31～33°范围的最强峰强度IA和出现于2θ＝40～44°范围的最强峰强度IB的强度比IA/IB在0.1以上的第1贮氢合金中添加了钴含量大于上述第1贮氢合金的第2贮氢合金。本专利技术的碱性蓄电池的负极中使用了上述贮氢合金电极。这里，为了提高上述贮氢合金电极的容量，并且使碱性蓄电池的循环寿命得到提高，上述第1贮氢合金电极最好采用通式Ln1·xMgxNiy·aAla表示的贮氢合金，式中，Ln为选自稀土类元素的至少一种元素，并且满足0.10≤x≤0.30，3≤y≤3.6，0≤a≤0.3的条件。此外，还可以采用上述通式表示的贮氢合金中的上述稀土类元素Ln及Ni的一部分被选自V、Nb、Ta、Cr、Mo、Mn、Fe、CO、Ga、Zn、Sn、In、Cu、Si、P、B的至少1种元素取代的合金。本专利技术如上所述，碱性蓄电池的负极所使用的贮氢合金电极采用了至少含有稀土类元素、镁、镍、铝，以Cu-Kα射线为X射线源的X射线衍射测定中出现于2θ＝31～33°范围的最强峰强度IA和出现于2θ＝40～44°范围的最强峰强度IB的强度比IA/IB在0.1以上的第1贮氢合金，该第1贮氢合金的贮氢能力强，因此可获得高容量的碱性蓄电池。本专利技术中，由于在上述第1贮氢合金中添加了钴含量大于第1贮氢合金的第2贮氢合金，因此在该碱性蓄电池反复充放电时，钴化合物从上述贮氢合金、特别是钴含量多的第2贮氢合金析出至隔膜中。依靠析出至隔膜中的钴化合物，隔膜的碱性电解液的保持性能得到提高，隔膜中的碱性电解液的枯竭受到抑-->制，从而防止碱性蓄电池的循环寿命降低。这里，可能有人还会作如下考虑，即不添加钴含量多的第2贮氢合金，而直接增加上述第1贮氢合金中的钴含量。但是，如果象这样增加第1贮氢合金中的钴含量，则该第1贮氢合金容易微粉化，耐腐蚀性下降，由此会导致碱性蓄电池的循环寿命下降。此外，如上所述在第1贮氢合金中添加钴含量多的第2贮氢合金时，如果对应于第1和第2贮氢合金所含的全部钴量的第2贮氢合金中所含的钴量少的话，则析出至隔膜的钴化合物的量少，碱性蓄电池的循环寿命下降。如果为了增加析出至隔膜的钴化合物的量而增加第1贮氢合金所含的钴量，则如上所述第1贮氢合金的耐腐蚀性下降，碱性蓄电池的循环寿命下降。因此，较好是使第2贮氢合金所含的钴量为第1和第2贮氢合金所含的全部钴量的25重量％以上，更好是50～75重量％。还有，如果添加到第1贮氢合金中的第2贮氢合金的量少，则析出至隔膜的钴化合物的量少，碱性蓄电池的循环寿命下降。而如果第2贮氢合金的添加量过多，则虽然贮氢能力高，但第1贮氢合金的量减少，碱性蓄电池的容量下降。因此，较好是使第2贮氢合金的量为第1和第2贮氢合金的合计量的5～50重量％，更好是15～30重量％。钴含量多的上述第2贮氢合金可以具有和第1贮氢合金相同的晶体结构，但在这种情况下，该第2贮氢合金和上述第1贮氢合金一样，容易微粉化，耐腐蚀性下降。鉴于此，由于具有CaCu5型的晶体结构的贮氢合金的钴量越多耐腐蚀性越高，因此钴含量多的第2贮氢合金最好采用具有CaCu5型的晶体结构的贮氢合金。由于贮氢合金的粒度越大耐腐蚀性越高，因此上述第1贮氢合金最好采用粒度大的合金。而对钴含量多的第2贮氢合金而言，则最好是减小粒度增大其比表面积，以使钴很好地溶出。为此，第2贮氢合金的平均粒径最好小于第1贮氢合金的平均粒径。以下，参照附图对本专利技术的具体实施方式进行说明，通过这些说明，本专利技术的上述及其它优点和特点会更加清楚明了。附图说明图1为显示本专利技术的实施例1～8及比较例1、2所使用的第1贮氢合金的-->X射线衍射测定结果的图。图2为本专利技术的实施例1～8及比较例1、2制得的碱性蓄电池的剖面简图。具体实施方式以下，例举实施例具体说明本专利技术的贮氢合金电极及碱性蓄电池，同时例举比较例以证明本专利技术的实施例的碱性蓄电池的循环寿命得到提高。还有，本专利技术的贮氢合金电极及碱性蓄电池并不限于下述实施例，可以在不改变其原理的前提下作适当的变更。实施例1～7在实施例1～7中，制作负极时，使用按如下制法制得的贮氢合金作为第1贮氢合金。在制造第1贮氢合金时，按照规定的合金组成混合稀土类元素La、Pr、Nd和Mg、Ni、Al、Co后，利用感应熔解炉在1500℃使它们熔融，然后使它们冷却，制得贮氢合金锭。利用ICP(高频等离子分光分析法)分析该贮氢合金的组成，得到的结果是该贮氢合金的组成为(La0.2Pr0.4Nd0.4)0.83Mg0.17Ni3.03Al0.17Co0.10，并且该贮氢合金中的Co含量为2.0重量％。接着，在惰性气氛中将该贮氢合金锭机械粉碎，对其进行分级，制得具有上述组成的第1贮氢合金粉末。这里，用激光衍射·散射式粒度分布测定装置测定了该第1贮氢合金粉末的粒度分布，得到的结果是重量平均粒径为本文档来自技高网...

【技术保护点】
贮氢合金电极，其特征在于，在第１贮氢合金中添加了钴含量大于上述第１贮氢合金的第２贮氢合金；第１贮氢合金至少含有稀土类元素、镁、镍和铝，以Ｃｕ－Ｋα射线为Ｘ射线源的Ｘ射线衍射测定中出现于２θ＝３１～３３°范围的最强峰强度Ｉ↓［Ａ］和出现于２θ＝４０～４４°范围的最强峰强度Ｉ↓［Ｂ］的强度比Ｉ↓［Ａ］／Ｉ↓［Ｂ］在０．１以上。

【技术特征摘要】
JP 2004-8-25 2004-245655;JP 2005-6-14 2005-1730721、贮氢合金电极，其特征在于，在第1贮氢合金中添加了钴含量大于上述第1贮氢合金的第2贮氢合金；第1贮氢合金至少含有稀土类元素、镁、镍和铝，以Cu-Kα射线为X射线源的X射线衍射测定中出现于2θ＝31～33°范围的最强峰强度IA和出现于2θ＝40～44°范围的最强峰强度IB的强度比IA/IB在0.1以上。2、如权利要求1所述的贮氢合金电极，其特征还在于，第2贮氢合金所含的钴量为上述第1贮氢合金和第2贮氢合金所含的全部钴量的25重量％以上。3、如权利要求2所述的贮氢合金电极，其特征还在于，第2贮氢合金所含的钴量为上述第1和第2贮氢合金所含的全部钴量的50～75重量％。4、如权利要求1所述的贮氢合金电极，其特征还在于，第2贮氢合金的量为上述第1贮氢合金和第2贮氢合金的合计量的5～50重量...

【专利技术属性】
技术研发人员：安岡茂和，曲佳文，村田徹行，田中忠佳，石田润，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]