高熵储氢合金制造技术

一种高熵储氢合金，其包含

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高熵储氢合金、碱性蓄电池用负极以及碱性蓄电池


[0001]本专利技术涉及高熵储氢合金
、
碱性蓄电池用负极以及碱性蓄电池
。

技术介绍

[0002]以往，多使用储氢合金作为镍氢电池等碱性蓄电池中所使用的负极活性物质
。
另外，近年来，在用于对燃料电池汽车等供给氢的氢站中，使用储氢合金来储存氢的技术开发也正在发展
。
[0003]储氢合金是由与氢的亲和力较高的
A
元素和与氢的亲和力较低的
B
元素所构成的合金，已知有
AB5型合金
、AB2型合金以及
AB
型合金等
。
例如，作为镍氢电池用的负极活性物质，包含稀土类混合金属的
AB5型的储氢合金已经实用化
(
专利文献
1)。
[0004]另外，例如非专利文献1中记载了具有
AB
型组成的
ZrNi
合金
(
非专利文献
1)。
现有技术文献专利文献
[0005]专利文献1：日本特开
2012
‑
167375
号公报非专利文献
[0006]非专利文献1：
Dantzer P,Millet P,Flanagan TB.Thermodynamic Characterization of Hydride Phase Gas Growth in ZrNi
‑
H2.Metall Mater Trans A.2001
；
32A:29
‑
38.

技术实现思路

专利技术所要解决的技术问题
[0007]但是，专利文献1的储氢合金的储氢量为
1.2
质量％左右，从提高碱性蓄电池的能量密度等性能
、
增大氢站中的氢的储存量的观点出发，期望储氢量比专利文献1的储氢合金更高的储氢合金
。
另外，专利文献1的储氢合金中所含的稀土类混合金属比较昂贵，而且产出地区的局限性较高，因此价格容易根据社会形势等的变化而变动
。
[0008]非专利文献1中记载的
ZrNi
合金与专利文献1的储氢合金相比，能够容易地实现较高的储氢量
。
但是，
ZrNi
合金通过与吸收的氢反应，容易生成
ZrNiH3、ZrNiH
等化学稳定性较高的氢化物
。
因此，
ZrNi
合金难以将吸收的氢释放到外部，存在不适于实用的问题
。
另外，
Zr
和
Ni
比较昂贵，因此期望降低
Zr
和
Ni
的使用量
。
[0009]本专利技术是鉴于上述背景而完成的，其想要提供一种容易降低原料成本的储氢合金
、
使用该储氢合金的碱性蓄电池用负极以及碱性蓄电池
。
用于解决技术问题的技术方案
[0010]本专利技术的一个方式在于高熵储氢合金，其包含钛
(Ti)
：5原子％以上且
35
原子％以下
、
锆
(Zr)
：5原子％以上且
35
原子％以下
、
镍
(Ni)
：5原子％以上且
35
原子％以下
、
铬
(Cr)
：5原子％以上且
35
原子％以下以及锰
(Mn)
：5原子％以上且
35
原子％以下，由下述式
(1)
表示的混合熵
Δ
S
mix
为
1.5R
以上，
主相的晶体结构为
C14
型
。
[0011][
数学式
1][0012]其中，上述式
(1)
中的
R
为气体常数，
x
i
为上述高熵储氢合金中所含的各个元素的摩尔分数
。
专利技术效果
[0013]上述高熵储氢合金
(
以下称为“储氢合金”)
通过将
Ti、Zr、Ni、Cr
及
Mn
的含有率分别设为上述特定的范围内，可实现气体常数的
1.5
倍以上的高混合熵
Δ
S
mix
，并且可使主相的晶体结构为
C14
型
。
而且，具有这样的化学成分和晶体结构的储氢合金能够反复进行氢的吸收和释放
。
[0014]另外，上述储氢合金中所含的元素产出地区的局限性均比较低
。
进而，在上述储氢合金中，只要各元素的含有率在上述特定的范围内，则能够形成具有
C14
型晶体结构的结晶相，因此容易降低上述5种元素中价格比较高的
Zr
和
Ni
的使用量
。
因此，上述储氢合金容易降低原料成本
。
[0015]基于以上结果，根据上述方式，能够提供容易降低原料成本的储氢合金
。
附图说明
[0016]图1是示出实施例1中的合金
A1、
合金
A5
以及合金
A8
～
A11
的
X
射线衍射图案的说明图
。
图2是示出实施例1中的合金
A12
～
A16
的
X
射线衍射图案的说明图
。
图3是示出实施例1中的合金
A9
的压力－组成等温线的说明图
。
图4是示出实施例2中的碱性蓄电池用负极的主要部分的局部截面图
。
图5是示出在各电流密度下实施例3中的试验体
B9
和试验体
B9A
的放电容量比的说明图
。
图6是示出实施例3中的实施了活化处理的试验体的放电容量比与副相的构成比率之间关系的说明图
。
图7是示出实施例4中的各试验体的容量维持率与副相的构成比率之间关系的说明图
。
具体实施方式
[0017](
储氢合金
)
上述储氢合金是包含作为
A
元素的
Ti
和
Zr、
以及作为
B
元素的
Ni、Cr
和
Mn
的五元系的合金
。
另外，上述储氢合金具有下述化学成分：上述各元素的含有率为5原子％以上且
35
原子％以下
、
并且由下述式
(1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种高熵储氢合金，其特征在于，包含
Ti
：5原子％以上且
35
原子％以下
、Zr
：5原子％以上且
35
原子％以下
、Ni
：5原子％以上且
35
原子％以下
、Cr
：5原子％以上且
35
原子％以下和
Mn
：5原子％以上且
35
原子％以下，由下述式
(1)
表示的混合熵
Δ
S
mix
为
1.5R
以上，主相的晶体结构为
C14
型，其中，所述式
(1)
中的
R
为气体常数，
x
i
为所述高熵储氢合金中所含...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹本智幸，深川记壮，齐藤泰行，松山晃大，
申请(专利权)人：爱知制钢株式会社，
类型：发明
国别省市：