[发明专利]电极用合金粉末、使用了其的镍氢蓄电池用负极及镍氢蓄电池

说明书

技术领域

本发明涉及电极用合金粉末、使用了其的镍氢蓄电池用负极及镍氢蓄电池，详细而言涉及使用了储氢合金的电极用合金粉末的改良。

背景技术

使用含有储氢合金作为负极活性物质的负极的碱性蓄电池不仅输出特性优异，并且耐久性(寿命特性和/或保存特性等)也高。因此，这样的碱性蓄电池作为干电池的替代品或电动汽车等的动力电源等受到瞩目。另一方面，近年来，由于锂离子二次电池也被用于该用途中，所以从突出碱性蓄电池的优点的观点出发，优选进一步提高输出特性及耐久性等电池特性。

作为储氢合金，主要使用具有CaCu₅型的晶体结构的储氢合金。为了提高碱性蓄电池的电池特性，正在进行将储氢合金粉末的性能最优化的尝试。

例如，在专利文献1中，从提高高温储藏特性的观点出发，提出了使用将含有60～90重量％的La的稀土金属混合物、含有Ni、Co、Mn及Mg的储氢合金用酸或碱等进行表面处理而得到的物质作为碱性蓄电池的负极活性物质。

专利文献2从提高电池的容量及高速放电特性、同时抑制微粉化的观点出发，提出了使用具有CaCu₅型晶体结构、且合金中含有24～33重量％的La和0.1～1.0重量％的Mg或Ca的储氢合金作为镍氢蓄电池的负极活性物质。

此外，在专利文献3中，从提高循环特性及放电容量的观点出发，提出了使用含有包含Y的稀土类元素A、Mg和/或Ca、及Co、Mn、Al等元素、以及Ni、且具有CaCu₅型晶体结构的储氢合金作为镍氢蓄电池的电极活性物质。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-291510号公报

专利文献2：日本特开2002-080925号公报

专利文献3：日本特开2006-37122号公报

发明内容

发明所要解决的课题

储氢合金通常含有氢亲和性高的元素及氢亲和性低的元素。在具有CaCu₅型(AB₅型)的晶体结构的储氢合金中，存在氢亲和性高的元素容易位于A位点、而氢亲和性低的元素容易位于B位点的倾向。氢亲和性低的元素担负着在合金因氢的嵌入及脱嵌而发生膨胀收缩时使其不生成显著的晶体缺陷那样的作用。另一方面，若氢亲和性低的元素相对于氢亲和性高的元素的比率(B/A比)变大，则由于储氢能力变低，所以难以增大放电容量。

专利文献1中公开了具有比较大的B/A比的储氢合金。但是，若B/A比大，则虽然容易抑制伴随充放电时的合金的膨胀收缩而产生的合金的劣化，但难以得到高的容量。此外，由于Co等位于B位点的金属元素溶出到电解液中，导致合金发生劣化，和/或因溶出的金属元素再析出而成为电池特性的劣化或内部短路的原因。这样的金属元素的溶出特别是在高温下容易变得显著，在高温保存后，有时电池的容量大大地降低。因此，提高电池的高温保存特性也是重要的。

此外，在专利文献1中，使用含有比较多的Nd的稀土金属混合物。由于Nd在稀土类元素中也非常高价，所以若使用像专利文献1那样的储氢合金，则导致电池的制造成本的增加。此外，若Nd的含量多，则作为AB₅型的合金，储氢能力变得容易降低。

La由于氢亲和性高、且在稀土类元素中比较廉价，所以适合在储氢合金中使用。在专利文献2中，从高容量化的方面出发，将合金中的La比率设为24重量％以上。然而，由于储氢合金中包含的La极其容易被氧化，所以若La含量变多，则合金劣化，寿命特性降低。此外，专利文献2中也由于使用了具有比较大的B/A比的储氢合金，所以难以得到高的容量。

专利文献3中，为了防止放电容量降低，将B/A比设为4.7以下。认为若像这样B/A比变小，则储氢能力提高。但是，若B/A比变小，则由于储氢合金的晶体结构变得不稳定，在充放电时合金容易劣化，所以寿命特性受损。

因此，本发明的一方面的目的是提供为了得到电池容量高、寿命特性及高温保存特性优异的镍氢蓄电池而有用的电极用合金粉末。

用于解决课题的手段