[发明专利]储氢合金粉末与其表面处理方法、碱蓄电池用负极以及碱蓄电池

说明书

技术领域

本发明涉及能够电化学地将氢嵌入以及脱嵌的储氢合金粉末的表面处理方法，更详细地说，涉及储氢合金粉末的表面处理条件的改良。本发明还涉及含有储氢合金粉末的碱蓄电池用负极以及具备该负极的碱蓄电池。 

背景技术

储氢合金粉末是能够将氢电化学地嵌入以及脱嵌的金属间化合物，主要被作为碱蓄电池的负极用材料来利用。储氢合金粉末通过制作电池后的充放电，在碱电解液中反复膨胀以及收缩。并且。由于该反复膨胀和收缩，储氢合金粉末得到活性化，储氢合金粉末的表面的氢的嵌入和脱嵌变得容易。 

专利文献1中，提出了通过将组装后的电池保持在一定的温度的状态下进行充放电来使含有Mg的储氢合金粉末的表面成为适于电池反应的状态。然而，组装电池后要进行活性化所用的充放电，需要相应的时间。并且，容易产生品质的波动，导致生产率的降低。 

因此，以使电池特性从初期开始就优异为目的，在进行着尝试，即组装电池之前就使储氢合金粉末活性化、使氢的嵌入和脱嵌变得容易。 

储氢合金粉末的活性化，通常采用碱水溶液、酸性水溶液、高温水等是有效的。具体地，作为使储氢合金粉末的表面活性化的方法，举例有如下方法，使用含有高浓度的氢氧化钾(KOH)或氢氧化钠(NaOH)等的水溶液，使Ni或稀土类元素等的构成元素的一部分从含有镍(Ni)的储氢合金粉末溶出，由此在储氢合金粉末的表面生成Ni凝缩层。 

然而，用该方法，在储氢合金粉末的表面会生成稀土类元素的氧化物以及氢氧化物。由于稀土类元素的氧化物以及氢氧化物是电绝缘性，因此成为电池反应的阻碍要素。 

因此，专利文献2中，提出了将储氢合金粉末浸渍于高温碱水溶液中，由此在储氢合金粉末的表面形成Ni富裕层的方法。用该方法，作为碱水溶液使用pH调整为14以上的强碱水溶液，具体地说，使用氢氧化锂(Li)及NaOH中至少任一个和KOH的混合溶液。 

此外，专利文献3中记载了如下方法，在煮沸的含有LiOH的KOH水溶液或煮沸的含有LiOH的NaOH水溶液中浸渍储氢合金粉末，由此使储氢合金粉末的表面改质的方法。 

已有技术文献 

专利文献 

专利文献1：日本专利特开2007-87886号公报 

专利文献2：日本专利特开2000-021400号公报 

专利文献3：日本专利特开平7-029568号公报 

发明内容

然而，若根据专利文献2和3的方法，不仅储氢合金粉末的活性化被诱发，连腐蚀和粒子开裂也被诱发。腐蚀和粒子割裂是储氢合金粉末的劣化要因，成为电池寿命缩短的原因。此外，在不伴有电化学反应的活性化方法中，容易发生不能控制溶出元素的情况。尤其，含有镁(Mg)的储氢合金粉末多未达到所期望的活性化的表面状态。还有，由于堆积在合金表面的稀土类元素的氧化物以及氢氧化物未完全被去除，因此会残留阻碍电池反应的要因。所以，碱蓄电池的放电特性没有充分提高。 

本发明鉴于上述课题而成，目的在于用简易手段且短时间内去除析出于储氢合金粉末的表面的氧化物以及氢氧化物，来提供具有适当地活性化的表面状态的储氢合金粉末。 

本发明涉及储氢合金粉末的表面处理方法，具有(i)搅拌第1混合物的第1工序和(ii)搅拌第2混合物的第2工序，第1混合物含有储氢合金粉末和氢氧化锂水溶液，所述储氢合金粉末含有Ni及Mg，Ni含量为35～60重量％，第2混合物含有已经过上述第1工序的储氢合金粉末、和氢氧化钠以及氢氧化钾中至少任一个的氢氧化碱金属水溶液。 

上述储氢合金粉末的表面处理方法尤其在使用含有Ni及Mg的储氢合金粉末时有效，能够提供具有优异特性的碱蓄电池。 

上述储氢合金粉末的表面处理方法中，用于第1工序的氢氧化锂水溶液的氢氧化锂浓度适宜的是0.1～8mol/L。 

上述储氢合金粉末的表面处理方法中，适宜的是用于第2工序的氢氧化碱金属水溶液含有氢氧化钠，并且氢氧化钠的浓度为7～20mol/L。 

此外，适宜的是用于第2工序的氢氧化碱金属水溶液含有氢氧化钾，并且氢氧化钾的浓度为5～13mol/L。 

上述储氢合金粉末的表面处理方法中，适宜的是第1工序中的第1混合物的温度为50～150℃。 

此外，上述储氢合金粉末的表面处理方法中，适宜的是第2工序中的第2混合物的温 度为50～150℃。