[发明专利]碱性蓄电池用吸氢合金和使用该吸氢合金的碱性蓄电池

说明书

本发明提供适于车载用的碱性蓄电池的负极的吸氢合金和使用该吸氢合金的碱性蓄电池。本发明的吸氢合金具有AB₃型结构的晶体结构作为主相且由通式(Sm_xLa_yR_z)_1－a－bMg_aT_bNi_cCo_dM_e(这里，R为选自Pr和Nd中的1种或2种，T为选自Ti、Zr和Hf中的1种或2种以上，M为选自V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Cu、Al、Si、P和B中的1种或2种以上，满足0＜x＜1.0、0＜y＜1.0、0.8≤x+y≤1.0、x+y+z＝1.0、0.93≤(x－y)·(1－a－b)+4.5(a+b)≤1.62、0＜a≤0.45、0≤b≤0.05、0≤d≤0.7、0≤e≤0.15、2.85≤c+d+e≤3.15、0.01≤d+e的条件)表示，本发明的碱性蓄电池在负极中使用该吸氢合金。

技术领域

本发明涉及将由镍正极、吸氢合金负极和隔离件构成的电极组与碱性电解液一起收纳在外装罐内的车载用的碱性蓄电池中使用的吸氢合金、以及适合用作混合动力汽车(HEV)、怠速停止车等的电源的碱性蓄电池。

背景技术

近年来，二次电池已经被广泛用于例如移动电话、个人计算机、电动工具、混合动力汽车(HEV)、电动汽车(PEV)等，这些用途中主要使用碱性蓄电池。其中，混合动力汽车(HEV)、插电式混合动力汽车(PHEV)、电动汽车(PEV)等相关车辆所使用的碱性蓄电池中，高输出性、高耐久性特别重要。另外，随着在这些用途中的普及扩大，对碱性蓄电池的小型化、轻量化的迫切期望进一步提高。

以往，碱性蓄电池的负极中使用了AB₅型晶体结构的吸氢合金，但该合金在电池的小型轻量化上存在限制，期望开发出小型且能够实现高容量的新的吸氢合金。因此，专利文献1、专利文献2作为其解决方案提出了含有Mg的稀土－Mg过渡金属系吸氢合金。

另外，作为小型化、轻量化的方法，例如考虑了减少负极中使用的吸氢合金的量，但如果减少吸氢合金的量，则会产生因镍活性点的减少所致的输出降低这样的新问题。为了改善该问题，专利文献3中提出了使用高氢平衡压的吸氢合金来提高工作电压的方法。

此外，专利文献4中公开了如下内容：通过将使用具有A₅B₁₉型结构的晶体结构且该A₅B₁₉型结构的B成分与A成分的摩尔比、即化学计量比(B/A)为3.8以上的吸氢合金且吸氢合金负极的容量Y与镍正极的容量X的比率、即容量比Z(＝Y/X)为1.2以下(1.0＜Z≤1.2)的电池部分充放电而使用，能够兼具低温输出和耐久性。

另一方面，专利文献5中作为抑制伴随着碱性二次电池的充放电循环次数的增加而容量降低的方法，公开了如下的技术：在碱性二次电池中使用具有PuNi₃型或CeNi₃型的晶体结构且具有通式：(A_αM_1－α)_1－βMg_βNi_γT_δ表示的成分组成(上述式中，A为选自Sm和Gd中的至少1种元素，M为选自La、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Ca、Sr、Sc、Y、Ti、Zr和Hf中的至少1种元素，T为选自V、Nb、Ta、Cr、Mo、Mn、Fe、Co、Zn、Al、Ga、Sn、In、Cu、Si、P和B中的至少1种元素，下标α、β、γ和δ分别表示满足0.4≤α、0.05＜β＜0.22、0.04≤δ≤1.00、2.7≤γ+δ≤3.30的数)的稀土－Mg－Ni系吸氢合金。