本发明专利技术提供耐腐蚀性优异的贮氢合金、使用其而成的电极及镍氢蓄电池、以及该贮氢合金的制造方法。一种贮氢合金，其含有La、Ni、及、Y或重稀土元素且具有至少二个相，第一相具有通式R1aR2bR3cNidR4e(式中，R1是La作为必须成分的至少1种以上的元素，R2是选自Y及重稀土元素中的至少1种的元素，R3是Ca及/或Mg，R4是选自Co、Mn及Al中的至少1种的元素，a、b、c、d及e是满足a+b+c＝1、0≤b≤0.3、0≤c≤0.4、3.0＜d+e＜4.0、0≤e≤1的数值。)所示的组成，Y或重稀土元素的浓度第二相比所述第一相高，且分散于所述第一相中。
【技术实现步骤摘要】
贮氢合金、电极、镍氢蓄电池及贮氢合金的制造方法
该专利技术涉及耐腐蚀性优异的贮氢合金、使用其而成的电极及镍氢蓄电池、以及该贮氢合金的制造方法。
技术介绍
贮氢合金是安全且能够容易地贮藏氢的材料，作为绿色能量源受到期待，作为能源的新的贮藏、转换材料而受到注目。这样的贮氢合金的应用领域虽然涉及氢的贮藏和运输、热的贮藏和运输、热-机械能的转换、氢的分离和精制、氢同位素的分离、镍氢蓄电池、合成化学中的催化剂、温度传感器等多方面，其中，使用贮氢合金作为负极活性物质的镍氢蓄电池由于具有小型、轻量高输出功率等优点而需求不断扩大。作为镍氢蓄电池的负极活性物质，以往，虽然一直使用稀土元素及Ni作为主要构成元素的AB5型合金，但这样的贮氢合金在高温环境下保存电池、或反复充放电时，具有容易腐蚀、因腐蚀而在表面生成稀土的氢氧化物等，其形态发生变化这样的问题。因此，为了寻求镍氢蓄电池的长寿命化，提高贮氢合金的耐腐蚀性是重要的。作为提高贮氢合金的耐腐蚀性的方法，提出有在负极中含有Y(钇)(参照专利文献1、2)的方案。然而，这些方法中，还不能充分提高贮氢合金的耐腐蚀性。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平6-215765号公报专利文献2：日本特开2001-307721号公报
技术实现思路
因此，本专利技术是鉴于上述现状寻求可提供耐腐蚀性优异的贮氢合金、使用其而成的电极及镍氢蓄电池、以及该贮氢合金的制造方法。本专利技术人通过使Y在贮氢合金中并不是均匀地分布而是使其偏析，由此发现了妨碍Y与La、Ni形成稳定的化合物的情况。于是，成功发现在碱溶液中氢氧化钇(Y(OH)3)的被膜变得容易形成，且飞跃性提高贮氢合金的耐腐蚀性的方法。通常，认为在合金中偏析与性能下降相联系，是不优选的。本专利技术是基于这样的新颖的见解而完成的。即本专利技术所述的贮氢合金，其特征在于，其为含有La、Ni、及Y或重稀土元素且具有至少二个相的贮氢合金，第一相具有通式R1aR2bR3cNidR4e(式中，R1是La为必须成分的至少1种以上的元素，R2是选自Y及重稀土元素中的至少1种的元素，R3为Ca及/或Mg，R4是选自Co、Mn及Al中的至少1种的元素，a、b、c、d及e是满足a+b+c＝1、0≤b≤0.3、0≤c≤0.4、3.0＜d+e＜4.0、且0≤e≤1的数值。)所示的组成，第二相中Y或重稀土元素的浓度比上述第一相中高，且第二相分散于所述第一相中。在此，重稀土元素(Gd、Tb、Dd、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)由于离子半径、原子半径与Y相近、且反应级数(orderofreaction)与Y几乎相同，Y的效果也同样适用。上述贮氢合金中，上述第二相中的Ni的浓度优选为上述第一相中的Ni的浓度的0.02倍以下。另外，本专利技术所述的贮氢合金，其特征在于，其为具含有La、Ni、及Y或重稀土元素且具有至少二个相的贮氢合金，第一相具有通式R1aR2bNicCodR3e(式中，R1是La、以及选自除了Y和重稀土元素以外的稀土元素、Mg、Ca及Zr中的至少1种的元素，R2是选自Y及重稀土元素中的至少1种的元素，R3是选自Mn、Al、Zn、Fe、Cu及Si中的至少1种的元素，a、b、c、d及e是满足0＜b＜0.3、a+b＝1、5.15＜c+d+e＜5.45、0≤d≤1、且0≤e≤1的数值。)所示的组成，第二相中，Y或重稀土元素的浓度比上述第一相中高且Ni的浓度为上述第一相的0.02倍以下，且第二相分散于上述第一相中。在此，重稀土元素(Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)由于离子半径、原子半径与Y相近，且反应级数与Y几乎相同，因此认为获得与Y同样的效果。上述贮氢合金优选为R1是La及Ce，R3是Mn及/或Al，c、d及e是5.20＜c+d+e＜5.45、且0≤d≤0.45。含有本专利技术所述的贮氢合金的电极、具有该电极作为负极的镍氢蓄电池也是另外的本专利技术之一。另外，本专利技术所述贮氢合金的制造方法也是另外的本专利技术之一。即本专利技术所述贮氢合金的制造方法的特征在于，其具有如下的工序：使用高频感应熔化法将原料金属在低于Y或重稀土元素的熔点温度进行熔融，进行合金化的工序；对得到的熔融合金进行冷却的工序；将冷却后的合金在900～1080℃进行热处理的工序。本专利技术由于由上述的构成形成，因此可以飞跃性提高贮氢合金的耐腐蚀性，且可以得到长寿命的镍氢蓄电池。附图说明图1为示意性表示本专利技术所述贮氢合金的切断面的母相和偏析相的图。图2表示利用EPMA装置拍摄的实施例1的贮氢合金锭的切断面的照片。图3表示利用EPMA装置拍摄的实施例6的贮氢合金锭的切断面的照片。具体实施方式以下对本专利技术进行详述。本专利技术所述第1方式的贮氢合金为含有La、Ni、及、Y或重稀土元素且具有至少二个相的贮氢合金，为Y或重稀土元素的浓度高于母相(第一相)的偏析相(第二相)分散于该母相中的稀土类-Mg-Ni型合金。需要说明的是，所谓稀土类-Mg-Ni型的贮氢合金，是指多个AB5单元和A2B4单元沿C轴方向层叠而成的晶体结构的贮氢合金，例如可举出具有PuNi3、Ce2Ni7、Pr5Co19、Ce5Co19等晶体结构的物质。上述偏析相的有无可以使用EPMA(ElectronProbeMicroAnalyzer，电子探针显微分析仪)进行分析。需要说明的是，图1是示意性表示贮氢合金的切断面中的母相和偏析相的图。本专利技术中所谓具有偏析相(第二相)是指EPMA的分析中合金中的成分元素的比例与母相(第一相)不同的相，该偏析相(第二相)为母相以外的相。本专利技术所述贮氢合金中，上述偏析相中的Ni的浓度优选低于上述母相中的Ni的浓度，例如上述偏析相中的Ni的浓度优选为上述母相中的Ni的浓度的0.02倍以下，更优选为0.001～0.02倍。本专利技术所述第2方式的贮氢合金是含有La、Ni、及、Y或重稀土元素且具有至少二个相的贮氢合金，是Y或重稀土元素的浓度高于母相(第一相)且Ni的浓度为母相的0.02倍以下的偏析相(第二相)分散于该母相中的AB5型的贮氢合金。上述偏析相的有无可以使用EPMA(ElectronProbeMicroAnalyzer，电子探针显微分析仪)进行分析。需要说明的是，图1是示意性表示贮氢合金的切断面中的母相和偏析相的图。需要说明的是，本专利技术中具有偏析相(第二相)是指EPMA的分析中，合金中的成分元素的比例与母相(第一相)不同且该偏析相(第二相)为AB5型(CaCu5型)以外的相。若贮氢合金发生腐蚀，则稀土类的氢氧化物等在表面生成，形态发生变化，因此可以对循环试验前后的贮氢合金粉末的比表面积进行测定，将其作为测量贮氢合金的腐蚀量的指标。本专利技术人等对循环试验前后的贮氢合金粉末的比表面积进行测定，结果可知Y偏析了的贮氢合金与均质化而成的贮氢合金比较，比表面积值小、耐腐蚀性增大。可认为这是由于Y发生偏析了的贮氢合金与作为碱溶液的电解液接触时，偏析了的Y优先溶出、快速地在合金表面形成氢氧化钇的钝态被膜。另一方面，认为Y均匀分布的贮氢合金中，Y与La或Ni、尤其是与Ni形成稳定的合金，因此难以形成氢氧化钇的钝态被膜。另外，可推测这样的Y的效果，也同样适用于离子半径、原子半径与Y相近，且反应级数(orderofreaction)与Y大致相同的重稀土元素(Gd、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种贮氢合金，其特征在于，其含有La和Ni，还含有Y或重稀土元素，且具有至少二个相，第一相具有通式R1aR2bR3cNidR4e所示的组成，式中，R1是La作为必须成分的至少1种以上的元素，R2是选自Y及重稀土元素中的至少1种的元素，R3是Ca及/或Mg，R4是选自Co、Mn及Al中的至少1种的元素，a、b、c、d及e是满足a+b+c＝1、0≤b≤0.3、0≤c≤0.4、3.0＜d+e＜4.0、且0≤e≤1的数值，第二相中的Y或重稀土元素的浓度比所述第一相高、且第二相分散于所述第一相中。
【技术特征摘要】
2012.02.20 JP 2012-034227;2012.12.07 JP 2012-26871.一种贮氢合金，其特征在于，其含有La和Ni，还含有Y或重稀土元素，且具有至少二个相，第一相具有通式R1aR2bR3cNidR4e所示的组成，式中，R1是La作为必须成分的至少1种以上的元素，R2是选自Y及重稀土元素中的至少1种的元素，R3是Ca及/或Mg，R4是选自Co、Mn及Al中的至少1种的元素，a、b、c、d及e是满足a+b+c＝1、0≤b≤0.3、0≤c≤0.4、3.0＜d+e＜4.0、且0≤e≤1的数值，第二相中的Y或重稀土元素的浓度比所述第一相高、且第二相分散于所述第一相中，所述第二相中的Ni的浓度是所述第一相中的Ni的浓度的0.02倍以下。2.一种贮氢合金，其特征在于，其含有La和Ni，还含有Y或重稀土元素，且具有至少二个相，第一相具有通式R1aR2bNicCodR3e所示的组成，式中，R1是La、以及选自除了Y和重稀土元素以外的稀...
【专利技术属性】
技术研发人员：金本学，奥田大辅，儿玉充浩，
申请(专利权)人：株式会社杰士汤浅国际，
类型：发明
国别省市：
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