负极活性物质、碱性蓄电池和负极活性物质的制造方法技术

本发明专利技术涉及负极活性物质、碱性蓄电池和负极活性物质的制造方法。主要目的在于提供具有良好的容量特性的负极活性物质。本公开通过提供一种负极活性物质，其为用于碱性蓄电池的负极活性物质，上述负极活性物质包括：母材，其含有Ti和Cr、并且含有BCC结构作为准稳定相；和涂层，其被覆上述母材，含有催化剂金属和具有Ti以上的氧亲和性的氧亲和性金属，在上述涂层和上述母材的界面存在氧化物膜，采用俄歇电子能谱法求出上述氧化物膜的第一厚度T

【技术实现步骤摘要】
负极活性物质、碱性蓄电池和负极活性物质的制造方法


[0001]本公开涉及负极活性物质、碱性蓄电池和负极活性物质的制造方法。

技术介绍

[0002]作为碱性蓄电池的负极活性物质，已知有储氢合金。例如，在专利文献1中公开了一种储氢合金电极的制造方法，其具有如下工序：将至少含有Ti、不含Ni、具有体心立方结构且具有球形的粒子形状的储氢合金与Ni粉末混合，对得到的混合物施加剪切力从而使Ni附着于上述储氢合金的表面；以及对表面附着有Ni的储氢合金进行加热处理，将至少含有Ti和Ni的合金层形成于上述储氢合金的表面部分。进而，在专利文献1的实施例中公开了TiCrV系的储氢合金。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2002
‑
141061号公报

技术实现思路

[0006]专利技术所要解决的课题
[0007]具有体心立方结构(BCC结构)的TiCrV系的储氢合金具有如下优点：具有优异的容量特性。另一方面，V(钒)价格昂贵，因此期望降低储氢合金中的V的比例。然而，如果储氢合金中的V的比例低，则难以制作具有BCC结构作为稳定相的储氢合金。
[0008]对此，本专利技术人得到了如下见解：通过使用例如气体雾化法，能够制作不含V、含有BCC结构作为准稳定相的TiCr系的储氢合金。然而，含有BCC结构作为准稳定相的TiCr系的储氢合金没有表现出容量特性，没有作为负极活性物质发挥功能。
[0009]本公开是鉴于上述实际情况而完成的，主要目的在于提供具有良好的容量特性的负极活性物质。
[0010]用于解决课题的手段
[0011]本公开提供一种负极活性物质，其为用于碱性蓄电池的负极活性物质，上述负极活性物质具备：母材，其含有Ti和Cr、并且含有BCC结构作为准稳定相；和涂层，其被覆上述母材，含有催化剂金属和具有Ti以上的氧亲和性的氧亲和性金属，在上述涂层和上述母材的界面存在氧化物膜，采用俄歇电子能谱法求出上述界面附近的上述氧化物膜的最大氧浓度C
MAX
(at％)和得到上述C
MAX
的位置P1，将上述C
MAX
的半值设为1/2C
MAX
，将在比上述P1靠上述涂层侧的区域中得到上述1/2C
MAX
的位置设为P
A
，将在比位置P1靠上述母材侧的区域中得到上述1/2C
MAX
的位置设为P
B
，将从上述P1到上述P
A
的距离设为上述氧化物膜的第一厚度T
A
(nm)，将从上述P1到上述P
B
的距离设为上述氧化物膜的第二厚度T
B
(nm)，将从上述P
A
到上述P
B
的距离设为上述氧化物膜的厚度T(nm)，将深度方向上的测定间隔设为D
I
(nm)的情况下，上述负极活性物质满足下述条件的至少一个：
[0012](i)上述T
A
相对于上述T
B
的比例(T
A
/T
B
)为1.50以上，
[0013](ii)上述T
A
和上述T
B
之差(T
A
‑
T
B
)大于上述D
I
，
[0014](iii)上述C
MAX
相对于上述T的比例(C
MAX
/T)为0.035以下。
[0015]根据本公开，通过满足上述(i)～(iii)中的至少一个，成为具有良好的容量特性的负极活性物质。
[0016]在上述公开中，上述负极活性物质可以满足上述(i)。
[0017]在上述公开中，上述负极活性物质可以满足上述(ii)。
[0018]在上述公开中，上述负极活性物质可以满足上述(iii)。
[0019]在上述公开中，上述涂层可以含有Ni、Pd和Pt中的至少一种作为上述催化剂金属。
[0020]在上述公开中，上述涂层可以含有Ti作为上述氧亲和性金属。
[0021]在上述公开中，上述涂层可以含有La作为上述氧亲和性金属。
[0022]在上述公开中，上述母材含有V，上述母材中的上述V的比例可以小于10at％。
[0023]在上述公开中，上述母材可以不含V。
[0024]另外，本公开提供一种碱性蓄电池，其具有正极活性物质层、负极活性物质层、以及配置在上述正极活性物质层与上述负极活性物质层之间的电解质层，上述负极活性物质层含有上述负极活性物质。
[0025]根据本公开，由于负极活性物质层含有上述的负极活性物质，因此成为具有良好的容量特性的碱性蓄电池。
[0026]另外，本公开提供一种负极活性物质的制造方法，其为碱性蓄电池中使用的负极活性物质的制造方法，其具有：前体形成工序，其中，用涂层被覆母材从而形成前体，上述涂层含有催化剂金属和具有Ti以上的氧亲和性的氧亲和性金属，上述母材含有Ti和Cr、并且含有BCC结构作为准稳定相；和热处理工序，其中，以维持上述母材中的上述BCC结构的同时使存在于上述涂层和上述母材的界面的氧化物膜中所含的氧扩散的方式，对上述前体进行热处理。
[0027]根据本公开，通过以维持母材中的BCC结构的同时使存在于涂层和母材的界面的氧化物膜中含有的氧扩散的方式对前体进行热处理，能够得到具有良好的容量特性的负极活性物质。
[0028]专利技术效果
[0029]本公开中的负极活性物质实现具有良好的容量特性的效果。
附图说明
[0030]图1是例示本公开中的负极活性物质的概略截面图。
[0031]图2是说明本公开中的母材的组成的三元相图。
[0032]图3是例示本公开中的碱性蓄电池的概略截面图。
[0033]图4是例示本公开中的碱性蓄电池的概略截面图。
[0034]图5是例示本公开中的负极活性物质的制造方法的流程图。
[0035]图6是对比较例1中制作的前体进行的AES分析的结果。
[0036]图7是对实施例1中制作的前体进行的AES分析的结果。
[0037]附图标记说明
[0038]1…
母材
[0039]2…
涂层
[0040]3…
氧化物膜
[0041]10
…
负极活性物质
[0042]11
…
正极活性物质层
[0043]12
…
负极活性物质层
[0044]13
…
电解质层
[0045]20
…
碱性蓄电池
具体实施方式
[0046]以下，对负极活性物质、碱性蓄电池和负极活性物质的制造方法进行详细说明。
[0047]A.负极活本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.负极活性物质，是用于碱性蓄电池的负极活性物质，其中，所述负极活性物质具备：母材，其含有Ti和Cr、并且含有BCC结构作为准稳定相；和涂层，其被覆所述母材，含有催化剂金属和具有Ti以上的氧亲和性的氧亲和性金属，在所述涂层和所述母材的界面存在氧化物膜，采用俄歇电子能谱法求出所述界面附近的所述氧化物膜的最大氧浓度C
MAX
和得到所述C
MAX
的位置P1，将所述C
MAX
的半值设为1/2C
MAX
，将在比所述P1靠所述涂层侧的区域中得到所述1/2C
MAX
的位置设为P
A
，将在比位置P1靠所述母材侧的区域中得到所述1/2C
MAX
的位置设为P
B
，将从所述P1到所述P
A
的距离设为所述氧化物膜的第一厚度T
A
，将从所述P1到所述P
B
的距离设为所述氧化物膜的第二厚度T
B
，将从所述P
A
到所述P
B
的距离设为所述氧化物膜的厚度T，将深度方向上的测定间隔设为D
I
的情况下，所述负极活性物质满足下述条件的至少一个：(i)所述T
A
相对于所述T
B
的比例T
A
/T
B
为1.50以上，(ii)所述T
A
与所述T
B
之差T
A
‑
T
B
大于所述D
I
，(iii)所述C
MAX
相对于所述T的比例C
MAX
/T为0.035以下，其中所述C
MAX
的单位为at％，所述T
A
、T
B
...

【专利技术属性】
技术研发人员：近真纪雄，射场英纪，小谷幸成，泽田直孝，松永朋也，西山博史，陶山博司，儿玉昌士，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：