[发明专利]碱性蓄电池用贮氢合金及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及适合混合动力汽车(HEV：Hybrid Electric Vehicle)、电动汽车(PEV：Pure Electric Vehicle)等要求大电流放电的用途(高输出功率用途)的碱性蓄电池用贮氢合金及其制造方法。

背景技术

将贮氢合金用于负极的碱性蓄电池，从安全性优异这一点出发而被用于HEV、PEV用等所谓的高输出功率用途。

贮氢合金一般由AB₂型结构或AB₅型结构的单一相构成，但近年来，期望有远远超过现有的范围的高输出功率、高容量性能，从而提出如稀土类-Mg-Ni系合金这样，以组合了AB₂型结构和AB₅型结构的A₂B₇型结构、A₅B₁₉型结构为主相而含有的贮氢合金(专利文献1)。

稀土类-Mg-Ni系贮氢合金，根据化学计量比导致结晶结构发生相变，随着化学计量比的增加，容易从A₂B₇型结构构成为A₅B₁₉型结构。

其中，A₅B₁₉型结构包括以1层的AB₂型结构和3层的AB₅型结构为周期堆积重叠而成的结构，因此能够使每单位晶格的镍比率提高，使用了含有A₅B₁₉型结构为主相(比较大量地含有)的稀土类-Mg-Ni系贮氢合金的碱性蓄电池，显示出特别优异的高输出功率。

专利文献1：国际公开第2007/018292号

可是，在HEV的高输出功率用途中，例如一般会应用在SOC(State OfCharge：充电深度)为20～80％的范围内反复进行脉冲充放电的部分充放电控制方式。

因此，在HEV的高输出功率用途中，要求所使用的碱性蓄电池具有出色的输出功率特性优异，并且随着SOC的变化，输出功率特性的变化小(输出功率稳定性优异)。

一般来说，含有贮氢合金的碱性蓄电池的输出功率特性，与贮氢合金的平衡压力有密切关系，若贮氢合金的平衡压力高，则输出功率特性也变高，若贮氢合金的平衡压力低，则输出功率特性也降低。

因此，贮氢合金的平衡压力随着SOC的变化而变化时，输出功率特性也变化。

就输出功率特性伴随SOC的变化而变化这一点，由于在特定的SOC的范围内得不到规定的输出功率，所以在遍及低SOC～高SOC通常要求有固定的输出功率的HEV的高输出功率用途中不为优选。

因此，为了减小随着SOC的变化而来的输出功率特性的变化，有必要按照减小随着SOC的变化而来的贮氢合金的平衡压力的变化的方式进行控制，有必要按照减小与实际使用区域对应的贮氢合金的PCT曲线的坪(plateau)区域(由于在SOC：20～80％的范围内所见的SCO的变化而贮氢合金的平衡压力并没有发生很大变化的区域)的平衡压力的变化的方式进行控制。

特别是以获得高输出功率特性为目的而使用以A₅B₁₉型结构为主相的稀土类-Mg-Ni系贮氢合金时，因此该贮氢合金的结晶结构的稳定性差，所以容易生成A₂B₇型结构、AB₅型结构或AB₃型结构等副相，由于这些副相的存在导致贮氢合金的PCT曲线的坪区域的平坦性降低，有输出功率稳定性降低这样的问题。因此，使用该贮氢合金时，需要注意的是，以减小PCT曲线的坪区域的平衡压力的变化的方式来进行控制。

不过，如上所述由于副相的存在导致所使用的贮氢合金的PCT曲线的坪区域的平坦性降低的理由，被认为如下所示。

一般来说，在贮氢合金由多个结晶结构构成时，贮氢合金的PCT曲线是各结晶结构的PCT曲线(参照图2(a))混合而成的(参照图2(b))。

但是，PCT曲线的混合并不是在全部的SOC区域均等地进行，其混合的方式在低SOC区域和中～高SOC区域有所不同，因此最终得到的PCT曲线成为坪区域倾斜的形状(参照图2(b))。