[发明专利]电极用合金粉末、使用其的镍氢蓄电池用负极和镍氢蓄电池

说明书

技术领域

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

背景技术

就使用包含作为负极活性物质的储氢合金的负极的碱蓄电池而言，其输出特性优异，而且耐久性(寿命特性、保存特性等)也高。因此，这样的碱蓄电池作为干电池的替代品或电动汽车等的动力电源等而受到关注。另一方面，近年来锂离子二次电池也被用于该用途，因此从突出碱蓄电池的优点的观点出发，期望进一步提高输出特性和耐久性等电池特性。

作为储氢合金，主要使用具有CaCu₅型(AB₅型)的晶体结构的储氢合金。储氢合金通常包含氢亲和性高的元素和氢亲和性低的元素。在具有AB₅型的晶体结构的储氢合金当中，存在氢亲和性高的元素容易位于A位点、氢亲和性低的元素容易位于B位点的倾向。

为了提高碱蓄电池的电池特性，尝试了优化储氢合金粉末的性能。例如，在专利文献1中提出了以下内容：从在储氢合金中形成耐腐蚀性高的晶界的观点出发，将A位点用较多的碱土金属元素置换，并且调整B/A比。在专利文献2中提出了以下内容：从高容量化和抑制充放电时储氢合金的劣化的观点出发，调整AB₅型的储氢合金中各元素的比率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：WO2009/013848号小册子

专利文献2：WO2014/155950号小册子

发明内容

发明要解决的课题

在储氢合金中，氢亲和性低的元素在氢的吸储和放出导致合金发生膨胀收缩时担负着使其不产生显著的晶体缺陷的作用。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，则储氢能力变低，因此难以增大放电容量。

在专利文献1中将储氢合金的B/A比增大为5.6以上。但是，若B/A比如此之大，则虽然容易抑制随着充放电所致的合金劣化，但是难以得到高容量。另外，位于B位点的金属元素容易发生溶出。在专利文献2中，由于Co相对于Mn之比较小，因此Co和Mn溶出到电解液中导致合金发生劣化、或者所溶出的金属元素再析出从而成为电池特性劣化或内部短路的原因。金属元素的溶出尤其在高温下容易变得显著，在高温保存后存在电池的容量大幅降低的情况。因此，提高电池的高温保存特性也很重要。

本发明的目的在于，提供对于得到在确保高容量的同时高温保存特性优异的镍氢蓄电池有用的电极用合金粉末。

用于解决课题的手段

本发明的一个方案涉及一种电极用合金粉末，其包含储氢合金，

储氢合金包含元素L、元素M、Ni、Co及元素E，

元素L为选自周期表第3族元素和第4族元素中的至少一种，元素L包含La作为必须成分，且不包含Nd或者在包含Nd时Nd在元素L中所占的比率为5质量％以下。

进而，元素M为选自Mg、Ca、Sr及Ba中的至少一种，且至少包含Mg，

元素E为选自周期表第5族～第11族的过渡金属元素(其中，Ni和Co除外)、第12族元素、以及第13族～14族的第3周期～第5周期的元素中的至少一种，且至少包含Mn。

进而，Mg在元素L和元素M的合计中所占的摩尔比α₁为0.000＜α₁≤0.050，

Ni相对于元素L和元素M的合计的摩尔比x为3.50≤x≤4.32，

Co相对于元素L和元素M的合计的摩尔比y为0.13≤y≤0.50。

而且，摩尔比x、摩尔比y及元素E相对于元素L和元素M的合计的摩尔比z满足4.78≤x+y+z＜5.03，

摩尔比y与Mn相对于元素L和元素M的合计的摩尔比β之比y/β为0.80≤y/β≤1.50。

本发明的另一个方案涉及包含上述的电极用合金粉末作为负极活性物质的镍氢蓄电池用负极。

本发明的又一个方案涉及具备正极、上述的负极、介于上述正极与上述负极之间的隔膜、和碱电解液的镍氢蓄电池。

发明效果

根据本发明，通过控制储氢合金的组成，可以确保高容量，并且抑制高温保存时的储氢合金的劣化，从而可以提高镍氢蓄电池的高温保存特性。

附图说明

图1为示意性地表示本发明的一个实施方式的镍氢蓄电池的结构的纵向截面图。

具体实施方式

(电极用合金粉末)