本发明专利技术主要涉及镍氢电池用负极活性物质。镍氢电池作为电动汽车等的动力电源受到注目，被予以期望进一步提高所述电池的功率特性以及耐久性。作为所述电池用的负极活性物质，提出了主要使用由ＭｍＮｉ↓［５］构成的储氢合金，通过将所述合金的一部分Ｎｉ取代为Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ等的元素，以此提高耐久性，为了进一步的高容量化，用Ｍｇ取代Ｍｍ的一部分等，但存在难以提高高温中的寿命特性的问题。本发明专利技术是如下所述：关于包括含有Ｌａ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｌ和元素Ｍ的所述合金的所述电池用负极活性物质，通过相对于Ｌａ和Ｍｇ的合计使Ｍｇ的摩尔比ｘ为０．０１≤ｘ≤０．５、使Ｎｉ的摩尔比ｙ为２≤ｙ≤３、使Ｃｏ的摩尔比ｚ是０．２５≤ｚ≤０．７５、Ａｌ的摩尔比α为０．０１≤α≤０．０５、使选自Ｙ以及Ｓｎ的元素Ｍ的量为所述合金的０．４ｗｔ％以下，由此解决上述问题。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术主要涉及用于镍氢电池的负极活性物质，更详细地，涉及作为负极活性物质的 储氢合金的改良。
技术介绍
将储氢合金作为负极活性物质来使用的镍氢电池不仅功率特性优异，而且耐久性(寿 命特性以及储存特性)也高。因此，镍氢电池作为电动汽车等的动力电源受到注目。另一 方面，近年来，由于锂离子二次电池也用于该用途，因此从使镍氢电池的优点醒目的观点 出发，期望进一步提高镍氢电池的功率特性以及耐久性。作为储氢合金，主要使用具有CaCu5型(AB5型)的结晶结构的合金。从提高耐久性 的观点出发，正在进行在具有ABs型的结晶结构的合金中使用MmNi5 (Mm是稀土类元素 的混合物)，将上述合金中所含的Ni的一部分取代为Co、 Mn、 Al、 Cu等的元素。有如下提案从既提高耐久性又以高容量化为目标的观点出发，将位于A位置的含Y 的稀土类元素的一部分用Mg等的2A族元素取代，进而控制使用电池时的储氢合金的磁 化率(参考专利文献1)。在专利文献1中记载了通过上述构成可以提供高容量且循环寿命 和-2(TC附近的低温中的放电容量得到提高的镍氢二次电池。专利文献1:日本专利特开2002-083593号公报
技术实现思路
通过使用专利文献1的技术，虽然可以高容量且循环寿命和-2(TC附近的低温中的放电 容量提高，但难以提高高温中的寿命特性。因此，本专利技术是用于解决上述问题的专利技术，目的在于提供一种使高温中的寿命特性提 高的高容量的镍氢电池。本专利技术人研究的结果，得到以下的知识。专利文献l中所公开的储氢合金是这样的 位于ABs型的结晶结构的A位置的含Y的稀土类元素的一部分被Mg取代，除了Ni、 Al、Co之夕卜，还有Fe、 Ga、 Zn、 Sn、 Cu、 Si、 B、 Nb、 W、 Mo、 V、 Cr、 Ta、 Li、 P、 S等位 于B位置。专利文献l中所公开的储氢合金并没有最佳化成所含有的元素的构成比例在高 温中得到良好的寿命特性。因此，由于反复进行高温下的充放电，所述储氢合金劣化。具 体来说，在高温下反复进行充放电，则储氢合金被反复膨胀以及收縮，储氢合金劣化，储 氢合金中含有的原子显著溶出。因此，每次反复进行充放电时，电池反应变得不充分。根据以上结果，专利技术人进行专心研究的结果，虽然现在不清楚详细的情况，但知道了 含有选自La、 Mg、 Y、 Ni、 Co、 Al及Sn的规定的元素、并且使所含的元素的组成最佳化 的储氢合金有效。进而，也知道了将规定的元素的量设定成杂质水平的量的为好。具体地， 知道了通过位于B位置的元素含有Co及Al、使这些元素的量最佳化来抑制由于高温下 的反复充放电引起的储氢合金的劣化、再微量添加作为选自Y以及Sn的至少一种的元素 M是有效的。艮P,本专利技术的镍氢电池用负极活性物质含有储氢合金，所述储氢合金含有La、 Mg、 Ni、 Co、 A1和元素M，Mg占La和Mg的合计的摩尔比x是0.01《x《0.5， Ni占La和Mg的合计的摩尔比y是2《y《3， Co占La和Mg的合计的摩尔比z是Q.25《z《0.75， Al占La和Mg的合计的摩尔比ot是0.01《a《0.05,元素M是选自Y以及Sn的至少一种，元素M的量是储氢合金的0.4wt。/。以下。 此外，本专利技术涉及上述镍氢电池用负极活性物质的处理方法以及通过所述处理方法得到的负极活性物质。所述处理方法具有在碱水溶液中搅拌所述镍氢电池用负极活性物质的工序。进而，本专利技术涉及镍氢电池，该镍氢电池含有正极、含有所述负极活性物质的负极、 配置在这些之间的隔膜和电解质。在本专利技术中，储氢合金所含的粒间具有很高的耐腐蚀性的同时，储氢合金所含的元素 的组成被最佳化以便抑制储氢合金的阻碍。因此，通过使用含有所述储氢合金的负极活性 物质，可以得到在高温中的放电效率提高且由于反复进行充放电导致的容量降低被抑制的 镍氢电池。此外，通过以杂质水平的量含有规定的元素，可以进一步提高高温中的放电效 率，并且进一步抑制反复进行充放电导致的容量降低。附图说明图1是概略地显示实施例中制作的镍氢电池的纵截面图。具体实施例方式本专利技术的镍氢电池用负极活性物质包含储氢合金，储氢合金含有La、 Mg、 Ni、 Co、 Al和元素M。 Ni占La和Mg的合计的摩尔比y是2《y《3， Co占La和Mg的合计的摩 尔比z是0.25《z《0.75， Al占La和Mg的合计的摩尔比a是0.01《a《0.05， Mg占La 和Mg的合计的摩尔比x是0.01《x《0.5。元素M是选自Y以及Sn的至少一种，元素M 的量是储氢合金的0.4wty。以下。上述储氢合金具有Ce2Ni7型的结晶结构。在本专利技术中，元素M的量是指Y以及Sn的各元素的量。例如，元素M仅含有Y或 Sn时，元素M(Y或Sn)的量是储氢合金的0.4wtQ/。以下。此外，元素M含有Y和Sn两 者时，Y和Sn的量分别是储氢合金的0.4wt。/。以下。Mg的摩尔比x不满O.Ol时，储氢合金的高容量化变得困难。摩尔比x若超过0.5，则 Mg的偏析变得显著。结果，负极容量的降低、以及充放电引起的膨胀和收縮导致的裂纹 变得显著。进而，过量偏析的Mg溶出至充放电中的电解质中，成为微小短路的原因。因 此，高温寿命特性降低。Ni的摩尔比y不满2时，储氢合金的容量显著降低。摩尔比y超过3时，储氢合金所 含的元素的化学计量比偏离Ce2Ni7型的结晶结构中所含的元素的化学计量比。因此，在结 晶结构中，形成哑铃型原子对，产生变形。结果，此时，储氢合金的容量也显著降低。Co的摩尔比z不满0.25的话，在高温下反复进行充放电循环时储氢合金的氢平衡压 增加，储氢合金的容量降低。因此，高温寿命特性降低。摩尔比z超过0.75的话，高温下 Co向电解质的溶出显著增加，因此高温寿命特性降低。Al的摩尔比a不满0.01的话，在高温下反复进行充放电循环时储氢合金的氢平衡压 增加，储氢合金的容量降低。因此，高温寿命特性降低。摩尔比a超过0.05的话，高温下 Al向电解质的溶出显著增加，因此高温寿命特性降低。通过储氢合金中含有Y，储氢合金在高温下的耐腐蚀性提高。Y具有对于氧的较高亲 和性，因此具有还原邻接的氧化物的能力。Y的这种特性可以用Pauling电负性说明。规 定的元素之间的键能与Pauling电负性之差的平方有关。电负性之差越大，键能也越大。Y、 Ni、 Co及Al的电负性值分别是1.2、 1.8、 1.8及1.5。另一方面，0的电负性值是3.5。因 此，与位于B位置的元素(Ni、 Co、 Al)相比，Y与O的亲和性较高。因此，高温中的耐腐蚀性会提高。还有，Y的量若超过储氢合金的0.4wt%，则存在Y与存在于合金的晶格的元素替换 的可能性。此种情况，存在因储氢合金的容量降低及晶格缺陷产生导致耐久性的降低发生 的可能性。通过在储氢合金中含有Sn，高温下的氢被嵌入(Insertion)及脱嵌(Extraction)时的、 储氢合金的膨胀及收缩被抑制。对于通过在储氢合金中含有Sri来得到上述效果的理由， 现在正专心解释中，但认为如下。La、 Mg、 Ni、 Co、 Al及Sn的金属键半径分别为0.188nm、 0.160nm、 0.125nrn、 0.125nm、 (U43nm及0.158nm。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种镍氢电池用负极活性物质，含有储氢合金，所述储氢合金含有Ｌａ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｌ和元素Ｍ， Ｍｇ占Ｌａ和Ｍｇ的合计的摩尔比ｘ是０．０１≤ｘ≤０．５， Ｎｉ占Ｌａ和Ｍｇ的合计的摩尔比ｙ是２≤ｙ≤３， Ｃｏ占Ｌａ和Ｍｇ的合计的摩尔比 ｚ是０．２５≤ｚ≤０．７５， Ａｌ占Ｌａ和Ｍｇ的合计的摩尔比α是０．０１≤α≤０．０５， 元素Ｍ是选自Ｙ以及Ｓｎ的至少一种， 元素Ｍ的量是所述储氢合金的０．４ｗｔ％以下。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：大山秀明，仲辻恭子，暖水庆孝，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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