Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7572056B2 - Hydrogen storage alloy for alkaline batteries - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7572056B2 - Hydrogen storage alloy for alkaline batteries - Google Patents

Hydrogen storage alloy for alkaline batteries Download PDF

Info

Publication number
JP7572056B2
JP7572056B2 JP2021142486A JP2021142486A JP7572056B2 JP 7572056 B2 JP7572056 B2 JP 7572056B2 JP 2021142486 A JP2021142486 A JP 2021142486A JP 2021142486 A JP2021142486 A JP 2021142486A JP 7572056 B2 JP7572056 B2 JP 7572056B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydrogen storage
alloy
phase
storage alloy
type structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021142486A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022052728A (en
Inventor
友樹 相馬
沙紀 能登山
勝幸 工藤
巧也 渡部
孝雄 澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Metals and Chemical Co Ltd
Original Assignee
Japan Metals and Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Metals and Chemical Co Ltd filed Critical Japan Metals and Chemical Co Ltd
Publication of JP2022052728A publication Critical patent/JP2022052728A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7572056B2 publication Critical patent/JP7572056B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

本発明は、アルカリ蓄電池に用いる水素吸蔵合金に関する。 The present invention relates to a hydrogen storage alloy for use in alkaline storage batteries.

アルカリ蓄電池の代表例であるニッケル水素二次電池は、ニッケルカドミウム電池に比べて高容量で、かつ環境面でも有害物質を含まないことが特徴である。そのため、近年、たとえば、携帯電話やパーソナルコンピュータ、電動工具、アルカリ一次電池代替の民生用途からハイブリッド自動車(HEV)用の蓄電池などに幅広く使われるようになってきている。 Nickel-metal hydride secondary batteries, a typical example of alkaline storage batteries, are characterized by their high capacity compared to nickel-cadmium batteries and by the fact that they do not contain any environmentally hazardous substances. For this reason, in recent years, they have come to be widely used in a variety of applications, from mobile phones and personal computers to power tools and consumer applications as replacements for alkaline primary batteries, to storage batteries for hybrid electric vehicles (HEVs).

従来、アルカリ蓄電池の負極には、AB型結晶構造の水素吸蔵合金が使用されていたが、該合金では、電池の小型軽量化には限界があり、小型で高容量を実現できる新たな水素吸蔵合金の開発が望まれていた。そこで、その解決策として、特許文献1や特許文献2は、Mgを含む希土類-Mg遷移金属系水素吸蔵合金を提案している。 Conventionally, hydrogen storage alloys with an AB5 crystal structure have been used for the negative electrodes of alkaline storage batteries, but this alloy has limitations in terms of reducing the size and weight of batteries, and there has been a demand for the development of new hydrogen storage alloys that can achieve a small size and high capacity. As a solution to this problem, Patent Documents 1 and 2 propose rare earth-Mg transition metal hydrogen storage alloys that contain Mg.

また、小型化、軽量化の手法として、たとえば、負極に用いる水素吸蔵合金の量を削減することが考えられるが、水素吸蔵合金の量を削減すると、ニッケル活性点の減少による出力低下という新たな問題が生じる。これを改善するため、特許文献3には、高水素平衡圧の水素吸蔵合金を用いて作動電圧を高くする手法が提案されている。 One method for reducing size and weight is to reduce the amount of hydrogen storage alloy used in the negative electrode, but reducing the amount of hydrogen storage alloy creates a new problem of reduced output due to a reduction in nickel active sites. To remedy this, Patent Document 3 proposes a method for increasing the operating voltage by using a hydrogen storage alloy with a high hydrogen equilibrium pressure.

また、水素吸蔵合金として、希土類-Mg-Ni系合金がいくつか提案されている。たとえば、特許文献4には、体積エネルギー密度の向上に好適な長寿命の二次電池を提供することを目的として、一般式:(LaCePrNd1-xMg(Ni1-y(式中、Aは、Pm等よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を表し、Tは、V等よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を表し、a、b、c、d、eは、0≦a≦0.25、0≦b≦0.2、0≦c、0≦d、0≦eで示される範囲にあるとともにa+b+c+d+e=1で示される関係を満たし、x、y、zはそれぞれ0<x<1、0≦y≦0.5、2.5≦z≦4.5で示される範囲にある)で表される組成を有する水素吸蔵合金が開示されている。 Furthermore, several rare earth-Mg-Ni based alloys have been proposed as hydrogen storage alloys. For example, Patent Document 4 discloses a hydrogen storage alloy having a composition represented by the general formula: (La a Ce b Pr c Nd d A e ) 1-x Mg x (Ni 1-y T y ) z (wherein A represents at least one element selected from the group consisting of Pm and the like, T represents at least one element selected from the group consisting of V and the like, a, b, c, d, and e are within the ranges represented by 0≦a≦0.25, 0≦b≦0.2, 0≦c, 0≦d, and 0≦e and satisfy the relationship represented by a+b+c+d+e=1, and x, y, and z are within the ranges represented by 0<x<1, 0≦y≦0.5, and 2.5≦z≦4.5, respectively) for the purpose of providing a secondary battery having a long life suitable for improving the volumetric energy density.

また、特許文献5には、過放電後の充電時に電池の内圧上昇が抑制され、電池のサイクル寿命の向上に貢献する水素吸蔵合金として、一般式:(LaPrNd1-wMgNiz-x-yAl(式中、記号Zは、Ce等よりなる群から選ばれる元素を表し、記号Tは、V等よりなる群から選ばれる元素を表し、下付き添字a、b、c、dは、0≦a≦0.25、0<b、0<c、0≦d≦0.20で示される範囲にあるとともにa+b+c+d=1、0.20≦b/c≦0.35で示される関係を満たし、下付き添字x、y、z、wはそれぞれ0.15≦x≦0.30、0≦y≦0.5、3.3≦z≦3.8、0.05≦w≦0.15で示される範囲にある)で表される組成を有する水素吸蔵合金が開示されている。 In addition, Patent Document 5 describes a hydrogen storage alloy having the general formula: (La a Pr b Nd c Z d ) 1-w Mg w Ni z-x-y Al x T y, which suppresses the increase in the internal pressure of the battery during charging after overdischarge and contributes to improving the cycle life of the battery. (wherein Z represents an element selected from the group consisting of Ce and the like, T represents an element selected from the group consisting of V and the like, the subscripts a, b, c, d are within the ranges indicated by 0≦a≦0.25, 0<b, 0<c, 0≦d≦0.20 and also satisfy the relationships indicated by a+b+c+d=1 and 0.20≦b/c≦0.35, and the subscripts x, y, z, w are within the ranges indicated by 0.15≦x≦0.30, 0≦y≦0.5, 3.3≦z≦3.8, and 0.05≦w≦0.15, respectively) is disclosed.

特許文献6には、耐アルカリ性に優れ、安価な希土類-Mg-Ni系の水素吸蔵合金として、一般式:(CePrNd1-wMgNiAl(式中、Aは、Pm、Sm等よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を表し、Tは、V、Nb等よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を表し、a、b、c、d、eは、a>0、b≧0、c≧0、d≧0、e≧0、a+b+c+d+e=1で示される関係を満たし、w、x、y、zはそれぞれ0.08≦w≦0.13、3.2≦x+y+z≦4.2、0.15≦y≦0.25、0≦z≦0.1で示される範囲にある)で表される組成を有する水素吸蔵合金が開示されている。 Patent Document 6 discloses an inexpensive rare earth-Mg-Ni based hydrogen storage alloy having excellent alkali resistance, the hydrogen storage alloy having a composition represented by the general formula: (Ce a Pr b Nd c Y d A e ) 1-w Mg w Ni x Al y T z (wherein A represents at least one element selected from the group consisting of Pm, Sm and the like, T represents at least one element selected from the group consisting of V, Nb and the like, a, b, c, d, and e satisfy the relationships represented by a>0, b≧0, c≧0, d≧0, e≧0, and a+b+c+d+e=1, and w, x, y, and z are within the ranges represented by 0.08≦w≦0.13, 3.2≦x+y+z≦4.2, 0.15≦y≦0.25, and 0≦z≦0.1, respectively).

さらに特許文献7には、一般式:Ln1-xMgNi(式中、Lnは、Yを含む希土類元素とCaとZrとTiとから選択される少なくとも1種の元素であり、Aは、Co、Mn、V、Cr、Nb、Al、Ga、Zn、Sn、Cu、Si、PおよびBから選択される少なくとも1種の元素であり、添字x、yおよびzが、0.05≦x0.25、0<z≦1.5、2.8≦y+z≦4.0の条件を満たす)で表される水素吸蔵合金において、上記のLn中にSmが20モル%以上含まれるようにした水素吸蔵合金が開示されている。 Furthermore, Patent Document 7 discloses a hydrogen storage alloy represented by the general formula: Ln1 - xMgxNiyAz (wherein Ln is at least one element selected from rare earth elements including Y, Ca, Zr and Ti; A is at least one element selected from Co, Mn, V, Cr, Nb, Al, Ga, Zn, Sn, Cu, Si, P and B; and the subscripts x, y and z satisfy the conditions of 0.05≦x0.25, 0<z≦1.5 and 2.8≦y+z≦4.0), in which Ln contains 20 mol % or more of Sm.

さらに、特許文献8には、耐アルカリ性に優れた水素吸蔵合金として、一般式:(LaSm1-wMgNiAl(式中、AおよびTは、Pr、 Nd等よりなる群およびV、Nb等よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素をそれぞれ表し、添字a、b、cはそれぞれ、a>0、b>0、0.1>c≧0、a+b+c=lで示される関係を満たし、添字w、x、y、zはそれぞれ0.1<w≦1、0.05≦y≦0.35、0≦z≦0.5、3.2≦x+y+z≦3.8で示される範囲にある)にて示される組成を有する水素吸蔵合金が開示されている。 Furthermore, Patent Document 8 discloses a hydrogen storage alloy having excellent alkali resistance, which has a composition represented by the general formula: (La a Sm b A c ) 1-w Mg w Ni x Al y T z (wherein A and T each represent at least one element selected from the group consisting of Pr, Nd, etc. and the group consisting of V, Nb, etc., the subscripts a, b, and c each satisfy the relationships represented by a>0, b>0, 0.1>c≧0, and a+b+c=1, and the subscripts w, x, y, and z each fall within the ranges represented by 0.1<w≦1, 0.05≦y≦0.35, 0≦z≦0.5, and 3.2≦x+y+z≦3.8).

また、特許文献9にはアルカリ蓄電池に用いる水素吸蔵合金負極として、Laを主要希土類元素とする一般式(LaLn1一zMgNit-u(T:Al、Co、Mn、Znから選択され、LnはLa以外の希土類元素及びYから選択された少なくとも1種であり、x>y、0.09≦z≦0.14、3.65≦t≦3.80、0.05≦u≦0.25)であって、六方晶系(2H)のA19型構造と、三方晶系(3R)のA19型構造と、A型構造とを含み、2H系のA19型構造のCu-Kα線による粉末X線回折強度ピークは、3R系のA19型構造のもの及びA型構造のものよりも大きいものを使用していることが開示されている。 Patent Document 9 describes a hydrogen storage alloy negative electrode for an alkaline storage battery, which has a general formula (La x Ln y ) 1-z Mg z Ni t-u T u (T: selected from Al, Co, Mn, and Zn, Ln is at least one selected from rare earth elements other than La and Y, x>y, 0.09≦z≦0.14, 3.65≦t≦3.80, 0.05≦u≦0.25) in which La is the main rare earth element, and which includes a hexagonal (2H) A 5 B 19 type structure, a trigonal (3R) A 5 B 19 type structure, and an A 2 B 7 type structure, and the powder X-ray diffraction intensity peak by Cu-Kα radiation of the 2H A 5 B 19 type structure is smaller than that of the 3R A 5 B 19 type structure and the A 2 B 7 type structure. The use of a larger than 7 type structure is disclosed.

一方、非特許文献1にはLaをCeで置換した水素吸蔵合金、La0.8-xCeMg0.2Ni3.5(x=0~0.20)が報告されている。この合金の評価結果は、電気化学特性を総合的に見て、x=0.1が最適な組成と結論づけている。 On the other hand, Non-Patent Document 1 reports a hydrogen storage alloy, La0.8 - xCexMg0.2Ni3.5 (x=0 to 0.20) , in which La is replaced with Ce. The evaluation results of this alloy concluded that the optimal composition is x=0.1 , taking a comprehensive look at the electrochemical properties.

また、非特許文献2によると、RE-Mg-Ni系水素吸蔵合金(RE:希土類元素)へのCeの影響に関する章が設定されている。この章では、
(La0.5Nd0.50.85Mg0.15Ni3.3Al0.2
(La0.45Nd0.45Ce0.10.85Mg0.15Ni3.3Al0.2
(La0.4Nd0.4Ce0.20.85Mg0.15Ni3.3Al0.2
(La0.3Nd0.3Ce0.40.85Mg0.15Ni3.3Al0.2
の合金が開示され、評価した結果が報告されている。
In addition, Non-Patent Document 2 includes a chapter on the effect of Ce on RE-Mg-Ni hydrogen storage alloys (RE: rare earth elements).
(La 0.5 Nd 0.5 ) 0.85 Mg 0.15 Ni 3.3 Al 0.2
(La 0.45 Nd 0.45 Ce 0.1 ) 0.85 Mg 0.15 Ni 3.3 Al 0.2
(La 0.4 Nd 0.4 Ce 0.2 ) 0.85 Mg 0.15 Ni 3.3 Al 0.2
(La 0.3 Nd 0.3 Ce 0.4 ) 0.85 Mg 0.15 Ni 3.3 Al 0.2
The alloy is disclosed and the results of its evaluation are reported.

また、非特許文献3によると、La-Sm-Mg-Ni系水素吸蔵合金の特性が報告されている。具体的には、La0.6Sm0.15Mg0.25Ni3.4合金の相構成および電気化学特性が示されている。 Also, Non-Patent Document 3 reports the characteristics of La-Sm-Mg-Ni based hydrogen storage alloys. Specifically, the phase structure and electrochemical characteristics of a La 0.6 Sm 0.15 Mg 0.25 Ni 3.4 alloy are shown.

特開平11-323469号公報Japanese Patent Application Publication No. 11-323469 国際公開第01/ 48841号WO 01/48841 特開2005- 32573号公報JP 2005-32573 A 特開2005-290473号公報JP 2005-290473 A 特開2007-169724号公報JP 2007-169724 A 特開2008- 84668号公報JP 2008-84668 A 特開2009- 74164号公報JP 2009-74164 A 特開2009-108379号公報JP 2009-108379 A 特開2014-229593号公報JP 2014-229593 A

S.Xiangqian et al., Intern. J. Hydrogen Energy, 34, 395(2009)S. Xiangqian et al. , Intern. J. Hydrogen Energy, 34, 395 (2009) 安岡茂和、 博士論文:希土類-Mg-Ni系(超格子)水素吸蔵合金の実用化とこれを用いた高性能市販ニッケル水素電池の開発(2017年、京都大学)Shigekazu Yasuoka, PhD thesis: Practical application of rare earth-Mg-Ni (superlattice) hydrogen storage alloys and development of high-performance commercial nickel-hydrogen batteries using them (2017, Kyoto University) L.Zhang et al., Intern. J. Hydrogen Energy 41 1791(2016)L. Zhang et al. , Intern. J. Hydrogen Energy 41 1791 (2016)

しかしながら、上記特許文献1や特許文献2に開示された技術では、合金の最適化がなされず各種用途に実用化されるまでには至らなかった。 However, the technologies disclosed in Patent Documents 1 and 2 above did not optimize the alloys and have not yet been put to practical use in a variety of applications.

また、特許文献3に開示された技術では、高水素平衡圧の水素吸蔵合金を用いると、充放電サイクル寿命が低下するという新たな問題が生じた。 In addition, the technology disclosed in Patent Document 3 has a new problem in that the charge/discharge cycle life is reduced when a hydrogen storage alloy with a high hydrogen equilibrium pressure is used.

また、特許文献4に開示された技術では、比較的安価な素材であるLa含有量が低く抑えられており、結果として高価なPr、NdさらにはTiを多く含んでいて、安価で耐久性に優れた水素吸蔵合金は供しえない。 In addition, the technology disclosed in Patent Document 4 keeps the content of La, a relatively inexpensive material, low, and as a result contains a large amount of expensive Pr, Nd, and even Ti, making it impossible to provide an inexpensive hydrogen storage alloy that is both durable and stable.

また、特許文献5に開示された技術も、特許文献4と同様に、Pr、Ndが必須の合金で、かつLaの含有量は少なくなっており、安価で耐久性に優れた水素吸蔵合金は供しえない。 In addition, the technology disclosed in Patent Document 5, like Patent Document 4, requires Pr and Nd as the alloy, and the La content is low, so it cannot provide an inexpensive hydrogen storage alloy with excellent durability.

また、特許文献6に開示された技術では、Laが含まれず、Ceは含有されているもののPr、Ndを比較的多く含有した合金になっており、安価で耐久性に優れた水素吸蔵合金は供しえない。 In addition, the technology disclosed in Patent Document 6 does not contain La, and although it does contain Ce, the alloy contains relatively large amounts of Pr and Nd, so it is not possible to provide an inexpensive hydrogen storage alloy that is excellent in durability.

また、特許文献8に開示された技術は、Smを比較的多く含んだ合金となっており、Pr、Ndよりは安価な元素を使用しているものの、安価で耐久性に優れた水素吸蔵合金を供しえない。 In addition, the technology disclosed in Patent Document 8 uses an alloy containing a relatively large amount of Sm, which is a cheaper element than Pr and Nd, but does not provide a hydrogen storage alloy that is cheap and has excellent durability.

また、特許文献8に開示された技術は、La、Smを比較的多く含んだ合金となっており、Pr、Ndよりは安価な元素を主体に使用しているものの、安価で耐久性に優れた水素吸蔵合金を供しえない。特に、実施例にはZrを必須としており、B/A比は3.6が開示されているのみである。また、La含有量増加で低下した水素平衡圧を電池で使用可能なレベルに上げるとしているが、安価なLaリッチ組成に設定すると不十分な場合が多い。 In addition, the technology disclosed in Patent Document 8 uses an alloy containing relatively large amounts of La and Sm, which are cheaper elements than Pr and Nd, but does not provide a hydrogen storage alloy that is cheap and has excellent durability. In particular, Zr is required in the examples, and only a B/A ratio of 3.6 is disclosed. In addition, it is said that the hydrogen equilibrium pressure, which is reduced by increasing the La content, can be raised to a level that can be used in batteries, but setting an inexpensive La-rich composition is often insufficient.

さらに、特許文献9に開示された技術は、A19型結晶構造が主相の水素吸蔵合金を負極に用いたアルカリ蓄電池であり、さらなる耐久性の要求に対しては課題があり、信頼性の高い電池を目指すには不十分であった。 Furthermore, the technology disclosed in Patent Document 9 is an alkaline storage battery using a hydrogen storage alloy having an A5B19 type crystal structure as the main phase in the negative electrode, which has problems in terms of meeting the demand for further durability and is insufficient for achieving a highly reliable battery.

一方、非特許文献1では、Laの一部をCe置換した希士類-Mg-Ni合金が示されており、この合金の試作評価では、電気化学特性を総合的に見て、Ceの置換量x=0.1の合金が最適な組成と結論づけているが、まだ実用化には供していない。 On the other hand, Non-Patent Document 1 shows a rare earth-Mg-Ni alloy in which part of the La is replaced with Ce, and in a prototype evaluation of this alloy, it is concluded that an alloy with a Ce replacement amount of x = 0.1 is the optimal composition after considering the overall electrochemical properties, but it has not yet been put to practical use.

また、非特許文献2では、結論として、Ceを含んだ希土類-Mg-Ni系合金は、水素吸蔵放出量が少なく、さらに水素吸蔵放出を繰り返すと微粉化しやすいことから、電池での劣化が大きいことが明らかとなったとしている。 In addition, Non-Patent Document 2 concludes that it has become clear that rare earth-Mg-Ni alloys containing Ce have a low hydrogen absorption/release capacity and are prone to pulverization when hydrogen absorption/release is repeated, resulting in significant degradation in batteries.

さらに、非特許文献3では、結論として、La0.60Sm0.15Mg0.25Ni3.4合金の電気化学特性を報告しているが、サイクル特性は十分ではなく、140回の充放電サイクルで初期容量の80%にまで低下している。 Furthermore, Non-Patent Document 3 concludes by reporting the electrochemical characteristics of a La 0.60 Sm 0.15 Mg 0.25 Ni 3.4 alloy, but the cycle characteristics are not sufficient, decreasing to 80% of the initial capacity after 140 charge/discharge cycles.

すなわち、希土類-Mg-Ni系水素吸蔵合金では、水素吸蔵放出を繰り返すことにより合金に割れが生じて、微粉化が促進するとともに、新生面が生じるため耐食性が低いと合金表面が反応して、希土類水酸化物を生成したりして、電解液を消耗し、結果として電池の内部抵抗が高くなり、放電容量が低下することで、電池寿命が短くなる。 In other words, in rare earth-Mg-Ni hydrogen storage alloys, repeated hydrogen absorption and release causes cracks in the alloy, accelerating pulverization, and creating new surfaces. If the alloy has low corrosion resistance, the alloy surface will react to produce rare earth hydroxides, consuming the electrolyte, and as a result, the internal resistance of the battery will increase and the discharge capacity will decrease, shortening the battery life.

本発明は、従来技術が抱えるこれらの問題点に鑑みてなされたものであって、耐久性の高いアルカリ蓄電池の実現に貢献する水素吸蔵合金を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of these problems with the conventional technology, and aims to provide a hydrogen storage alloy that contributes to the realization of highly durable alkaline storage batteries.

上記目的を達成するため、アルカリ蓄電池の負極に用いられる水素吸蔵合金について、耐久性や電池の高い放電容量、低コストなどを兼ね備えるものとすることを鋭意研究した結果、少なくとも、希土類元素、マグネシウム、ニッケルおよびアルミニウムなどを含む合金であって、特定の結晶構造に基づく回折強度を制御することにより、耐久性を実現させることを見出し、本発明を開発するに至った。 In order to achieve the above objective, we conducted extensive research into hydrogen storage alloys for use in the negative electrodes of alkaline storage batteries that combine durability, high battery discharge capacity, and low cost. As a result, we discovered that an alloy containing at least rare earth elements, magnesium, nickel, and aluminum can achieve durability by controlling the diffraction intensity based on a specific crystal structure, leading to the development of the present invention.

すなわち、本発明にかかるアルカリ蓄電池用水素吸蔵合金は、主相がA型結晶構造を有する水素吸蔵合金であって、希土類元素、マグネシウムおよびニッケル、さらにアルミニウム、亜鉛、スズおよびケイ素から選ばれる少なくとも1種を含み、Cu-Kα線をX線源とするX線回折測定において、2θ=32.5~33.5°に現れるA2H構造の(107)面の回折線強度Iaに対する、2θ=31.5~32.5°に現れるA192H構造の(109)面の回折線強度Ibの比Ib/Iaが、0.05以上1.0以下であることを特徴とする。 That is, the hydrogen storage alloy for alkaline storage batteries according to the present invention is a hydrogen storage alloy whose main phase has an A2B7 type crystal structure, contains rare earth elements, magnesium, nickel , and at least one selected from aluminum, zinc, tin, and silicon, and is characterized in that in X-ray diffraction measurement using Cu-Kα radiation as an X-ray source, the ratio Ib/Ia of the diffraction line intensity Ib of the (109) plane of the A5B19 2H structure appearing at 2θ=31.5 to 32.5° to the diffraction line intensity Ia of the (107) plane of the A2B7 2H structure appearing at 2θ=32.5 to 33.5° is 0.05 or more and 1.0 or less.

また、本発明にかかるアルカリ蓄電池用水素吸蔵合金は、上記水素吸蔵合金が、下記一般式(1)式で表されることが好ましい。
(La1-a-bCeSm1-cMgNi ・・・(1)
ここで、上記(1)式中のM、Tおよび添字a、b、c、d、eおよびfは、
M:Al、Zn、Sn、Siから選ばれる少なくとも1種、
T:Cr、Mo、Vから選ばれる少なくとも1種、
0<a≦0.10、
0≦b≦0.15、
0<a+b≦0.16
0.225≦c≦0.32、
0.03≦e≦0.16、
0≦f≦0.03、
3.25≦d+e+f<3.50
の条件を満たす。
In addition, the hydrogen storage alloy for an alkaline storage battery according to the present invention is preferably represented by the following general formula (1).
(La 1-a-b Ce a Sm b ) 1-c Mg c Ni d M e T f ...(1)
Here, M, T and the subscripts a, b, c, d, e and f in the above formula (1) are
M: at least one selected from Al, Zn, Sn, and Si;
T: at least one selected from Cr, Mo, and V;
0<a≦0.10,
0≦b≦0.15,
0<a+b≦0.16
0.225≦c≦0.32,
0.03≦e≦0.16,
0≦f≦0.03,
3.25≦d+e+f<3.50
Meet the conditions.

本発明のアルカリ蓄電池用の水素吸蔵合金は、耐久性、放電容量に優れており、これを用いたニッケル水素二次電池は高出力密度を有し、充放電サイクル寿命も優れているため、放電容量特性に優れ、各種用途、例えば民生用途、工業用途、車載用途など各種用途に利用できる。 The hydrogen storage alloy for alkaline storage batteries of the present invention has excellent durability and discharge capacity, and nickel-hydrogen secondary batteries using it have high power density and excellent charge/discharge cycle life, so they have excellent discharge capacity characteristics and can be used for a variety of purposes, such as consumer applications, industrial applications, and vehicle applications.

本発明にかかる水素吸蔵合金を用いたアルカリ蓄電池を例示する部分切欠斜視図である。1 is a partially cutaway perspective view illustrating an alkaline storage battery using a hydrogen storage alloy according to the present invention. 本発明にかかる水素吸蔵合金のX線回折測定結果の一例を示すグラフである。1 is a graph showing an example of the results of X-ray diffraction measurement of a hydrogen storage alloy according to the present invention.

本発明の水素吸蔵合金を用いたアルカリ蓄電池について、電池の一例を示す部分切欠斜視図である図1に基づいて説明する。アルカリ蓄電池10は、水酸化ニッケル(Ni(OH))を主正極活物質とするニッケル正極1と、本発明にかかる水素吸蔵合金(MH)を負極活物質とする水素吸蔵合金負極2と、セパレータ3とからなる電極群を、アルカリ電解液を充填した電解質層(図示せず)とともに筐体4内に備えた蓄電池である。 An alkaline storage battery using the hydrogen storage alloy of the present invention will be described with reference to Fig. 1, which is a partially cutaway perspective view showing one example of the battery. The alkaline storage battery 10 is a storage battery having an electrode group consisting of a nickel positive electrode 1 having nickel hydroxide (Ni(OH) 2 ) as the main positive electrode active material, a hydrogen storage alloy negative electrode 2 having the hydrogen storage alloy (MH) of the present invention as the negative electrode active material, and a separator 3, in a housing 4 together with an electrolyte layer (not shown) filled with an alkaline electrolyte.

この電池10は、いわゆるニッケル-金属水素化物電池(Ni-MH電池)に該当し、以下の反応が生じる。 This battery 10 is a so-called nickel-metal hydride battery (Ni-MH battery), and the following reaction occurs:

正極: NiOOH+HO+e-=Ni(OH)+OH-
負極: MH+OH-=M+HO+e-
Positive electrode: NiOOH+H 2 O+e - = Ni(OH) 2 +OH -
Negative electrode: MH+OH - =M+H 2 O+e -

[水素吸蔵合金]
以下、本発明にかかる、アルカリ蓄電池の負極に用いる水素吸蔵合金について説明する。
[Hydrogen storage alloy]
The hydrogen storage alloy according to the present invention for use in the negative electrode of an alkaline storage battery will now be described.

本発明の水素吸蔵合金は、主相がA型結晶構造を有する水素吸蔵合金であって、希土類元素、マグネシウムおよびニッケル、さらにアルミニウム、亜鉛、スズおよびケイ素から選ばれる少なくとも1種を含み、Cu-Kα線をX線源とするX線回折(XRD)測定において、2θ=32.5~33.5°に現れるA型結晶構造(2Hタイプ)の(107)面の回折線強度(Ia)に対して、2θ=31.5~32.5°に現れるA19型結晶構造(2Hタイプ)の(109)面の回折線強度(Ib)の比(Ib/Ia)が、0.05以上1.0以下の範囲にする必要がある。ここで、六方晶(2H)をもつA型結晶構造の(107)面の回折線強度(Ia)に対する六方晶(2H)を持つA19型結晶構造の(109)面の回折線強度(Ib)の比(Ib/Ia)が、0.05未満、あるいは1.0を超えると、水素吸蔵放出に伴う割れ(微粉化)が促進され、耐久性が十分でなくなる。好ましくはIb/Iaが0.08以上0.95以下の範囲である。 The hydrogen storage alloy of the present invention is a hydrogen storage alloy whose main phase has an A2B7 crystal structure, contains rare earth elements, magnesium, nickel, and at least one selected from aluminum, zinc, tin, and silicon, and in an X-ray diffraction (XRD) measurement using Cu-Kα radiation as an X-ray source, the ratio (Ib/Ia) of the diffraction line intensity (Ia) of the (107) plane of the A2B7 crystal structure (2H type) appearing at 2θ=32.5 to 33.5° and the diffraction line intensity (Ib) of the (109) plane of the A5B19 crystal structure (2H type) appearing at 2θ=31.5 to 32.5° must be in the range of 0.05 to 1.0. Here, if the ratio (Ib / Ia ) of the diffraction intensity (Ib) of the (109) face of the A5B19 type crystal structure having a hexagonal (2H) crystal to the diffraction intensity (Ia) of the (107) face of the A2B7 type crystal structure having a hexagonal (2H) crystal is less than 0.05 or exceeds 1.0, cracking (pulverization) due to hydrogen absorption and release is promoted, and durability becomes insufficient. Preferably, Ib/Ia is in the range of 0.08 to 0.95.

また、本発明の水素吸蔵合金は、下記一般式(1)で表される成分組成を有することが好ましい。

(La1-a-bCeSm1-cMgNi ・・・(1)
ここで、上記(1)式中のM、Tおよび添字a、b、c、d、eおよびfは、
M:Al、Zn、Sn、Siから選ばれる少なくとも1種、
T:Cr、Mo、Vから選ばれる少なくとも1種、
0<a≦0.10、
0≦b≦0.15、
0<a+b≦0.16
0.225≦c≦0.32、
0.03≦e≦0.16、
0≦f≦0.03、
3.25≦d+e+f<3.50
の条件を満たす。
The hydrogen storage alloy of the present invention preferably has a component composition represented by the following general formula (1).
(La 1-a-b Ce a Sm b ) 1-c Mg c Ni d M e T f ...(1)
Here, M, T and the subscripts a, b, c, d, e and f in the above formula (1) are
M: at least one selected from Al, Zn, Sn, and Si;
T: at least one selected from Cr, Mo, and V;
0<a≦0.10,
0≦b≦0.15,
0<a+b≦0.16
0.225≦c≦0.32,
0.03≦e≦0.16,
0≦f≦0.03,
3.25≦d+e+f<3.50
Meet the conditions.

型相(2H)とA19相(2H)のX線回折での強度比を上記とし、好ましくは上記一般式(1)で表される成分組成を満足する水素吸蔵合金をアルカリ蓄電池の負極として用いたとき、電池に高い放電容量およびサイクル寿命特性を付与するので、アルカリ蓄電池の小型化・軽量化や高耐久性の達成に寄与する。 When a hydrogen storage alloy having the above-mentioned X-ray diffraction intensity ratio between the A2B7 type phase (2H) and the A5B19 type phase (2H) and preferably satisfying the component composition represented by the above general formula (1) is used as the negative electrode of an alkaline storage battery, it imparts high discharge capacity and cycle life characteristics to the battery, thereby contributing to the achievement of smaller, lighter alkaline storage batteries and higher durability.

以下、本発明の水素吸蔵合金の成分組成を限定する理由について説明する。
希土類元素:La1-a-bCeSm(ただし、0<a≦0.10、0≦b≦0.15、0<a+b≦0.16)
本発明の水素吸蔵合金は、主相のA型構造、副相のA19型構造やAB型構造、AB型構造、AB型構造のA成分の元素として、希土類元素を含有する。希土類元素としては、水素吸蔵能力をもたらす基本成分として、LaおよびCeの2つの元素を原則として必須とする。また、LaとCeは原子半径が異なるため、この成分比率によって、水素平衡圧を制御することができ、電池に必要な水素平衡圧を任意に設定できる。希土類元素に占めるCeの原子比率a値で、0を超え0.10以下の範囲であることが必要である。a値が0.10を超えると水素吸蔵放出にともなう割れが促進され、サイクル寿命の低下を招く。一方、a値が0、つまり、Ceを含まない場合には、十分な水素平衡圧の制御が困難となり、電池特性に悪影響を与える。この範囲であれば、電池に適した水素平衡圧に設定しやすい。好ましくは、Ceの原子比率a値が、0.005以上0.09以下の範囲である。
The reasons for limiting the composition of the hydrogen storage alloy of the present invention will be explained below.
Rare earth element: La 1-a-b Ce a Sm b (where 0<a≦0.10, 0≦b≦0.15, 0<a+b≦0.16)
The hydrogen storage alloy of the present invention contains rare earth elements as the A component elements of the A 2 B 7 type structure of the main phase, and the A 5 B 19 type structure, AB 3 type structure, AB 2 type structure, and AB 5 type structure of the subphase. As the rare earth elements, two elements La and Ce are indispensable as basic components that bring about hydrogen storage capacity. In addition, since La and Ce have different atomic radii, the hydrogen equilibrium pressure can be controlled by this component ratio, and the hydrogen equilibrium pressure required for the battery can be set arbitrarily. The atomic ratio a value of Ce in the rare earth elements must be in the range of more than 0 and not more than 0.10. If the a value exceeds 0.10, cracking associated with hydrogen absorption and release is promoted, leading to a decrease in cycle life. On the other hand, if the a value is 0, that is, if Ce is not included, it becomes difficult to sufficiently control the hydrogen equilibrium pressure, which adversely affects the battery characteristics. If it is within this range, it is easy to set the hydrogen equilibrium pressure suitable for the battery. Preferably, the atomic ratio a value of Ce is in the range of 0.005 to 0.09.

LaおよびCe以外の希土類元素としてSmを任意に含有することができる。SmはLaやCeと同様に主相のA型構造、副相のA19型構造やAB型構造、AB型構造、AB型構造のA成分の元素として、希土類サイトを占める元素であり、これらの元素と同様に水素吸蔵能力をもたらす成分である。SmはCeに比べると平衡圧をあげる効果は低いが、CeとともにLaを置換することで耐久性が向上する。希土類元素中に占めるSmの原子比率を表すb値の上限は0.15であり、それを超えるとCe量とのバランスでサイクル寿命特性が低下してくる。好ましくは、b≦0.14である。また、CeとSmのLaに対する置換量は0<a+b≦0.16の範囲である。a+bが0.16を超えると割れの抑制が十分でなくなる。好ましくは0.005≦a+b≦0.15である。 Sm can be optionally contained as a rare earth element other than La and Ce. Like La and Ce, Sm is an element that occupies a rare earth site as an element of the A component of the A 2 B 7 type structure of the main phase, the A 5 B 19 type structure, AB 3 type structure, AB 2 type structure, and AB 5 type structure of the subphase, and is a component that brings about hydrogen storage capacity like these elements. Sm has a lower effect of increasing the equilibrium pressure compared to Ce, but durability is improved by substituting La together with Ce. The upper limit of the b value representing the atomic ratio of Sm in the rare earth elements is 0.15, and if it exceeds that, the cycle life characteristics will decrease due to the balance with the amount of Ce. Preferably, b≦0.14. Moreover, the substitution amount of Ce and Sm for La is in the range of 0<a+b≦0.16. If a+b exceeds 0.16, crack suppression will not be sufficient. Preferably, 0.005≦a+b≦0.15.

Laが多い組成では放電容量が高くなり、他の元素と組み合わせたときに、さらに放電容量特性が向上する。また、希土類元素としてのPrやNdは積極的に活用しないが、不可避不純物レベルで含有していてもよい。 A composition with a high La content has a high discharge capacity, and when combined with other elements, the discharge capacity characteristics are further improved. In addition, Pr and Nd are not actively used as rare earth elements, but may be included at the unavoidable impurity level.

Mg:Mg(ただし、0.225≦c≦0.32)
Mgは、主相のA型構造、副相のA19型構造やAB型構造、AB型構造、AB型構造のA成分の元素として、本発明では必須の元素であり、放電容量の向上およびサイクル寿命特性の向上に寄与する。A成分中のMgの原子比率を表すc値は、0.225以上0.32以下の範囲とする。c値が0.225未満ではA相とA19相のX線回折強度比を制御できず、結果として十分なサイクル寿命特性につながらなくなるとともに、水素放出能力が徐々に低下し、放電容量が低下してしまう。一方、0.32を超えると特に水素吸蔵放出に伴う割れが促進し、サイクル寿命特性すなわち耐久性が低下する。好ましくは、c値は0.225以上0.30以下の範囲である。
Mg: Mgc (where 0.225≦c≦0.32)
Mg is an essential element in the present invention as an element of the A component of the A 2 B 7 type structure of the main phase, the A 5 B 19 type structure, AB 3 type structure, AB 2 type structure, and AB 5 type structure of the subphase, and contributes to improving the discharge capacity and the cycle life characteristics. The c value, which represents the atomic ratio of Mg in the A component, is in the range of 0.225 to 0.32. If the c value is less than 0.225, the X-ray diffraction intensity ratio of the A 2 B 7 phase and the A 5 B 19 phase cannot be controlled, and as a result, sufficient cycle life characteristics are not achieved, and the hydrogen release ability gradually decreases, resulting in a decrease in the discharge capacity. On the other hand, if the c value exceeds 0.32, cracking associated with hydrogen absorption and release is promoted, and the cycle life characteristics, i.e., durability, decrease. Preferably, the c value is in the range of 0.225 to 0.30.

Ni:Ni
Niは、主相のA型構造、副相のA19型構造やAB型構造、AB型構造、AB型構造のB成分の主たる元素である。その原子比率d値は後述する。
Ni: Ni d
Ni is a main element of the B component in the A 2 B 7 type structure of the main phase and the A 5 B 19 type structure, AB 3 type structure, AB 2 type structure, and AB 5 type structure of the subphase. The atomic ratio d value will be described later.

M:M(ただし、0.03≦e≦0.16)
MはAl、Sn、Zn、Siから選ばれる少なくとも1種であり、主相のA型構造、副相のA19型構造やAB型構造、AB型構造、AB型構造のB成分の元素として含有する元素である。電池電圧に関係する水素平衡圧の調整に有効であるとともに、耐食性が向上でき、微粒の水素吸蔵合金の耐久性向上、すなわちサイクル寿命特性に効果がある。上記効果を確実に発現させるためには、A成分に対するMの原子比率を表すe値は、0.03以上0.16以下の範囲とする。e値が、0.03未満では耐食性が十分ではなくなり、結果として飽和磁化の増大を招き、サイクル寿命が十分でなくなる。一方、e値が、0.16を超えると放電容量が低下してしまう。好ましいe値は、0.035以上0.15以下の範囲である。また、M元素の中で、Alが存在することが好ましく、Alの原子比率は、eの範囲のうち、0.03以上が好ましい。
M: Me (where 0.03≦e≦0.16)
M is at least one selected from Al, Sn, Zn, and Si, and is an element contained as an element of the B component of the A 2 B 7 type structure of the main phase, and the A 5 B 19 type structure, AB 3 type structure, AB 2 type structure, and AB 5 type structure of the subphase. It is effective in adjusting the hydrogen equilibrium pressure related to the battery voltage, and can improve corrosion resistance, and is effective in improving the durability of the fine hydrogen storage alloy, that is, the cycle life characteristics. In order to reliably express the above effect, the e value representing the atomic ratio of M to the A component is set to a range of 0.03 to 0.16. If the e value is less than 0.03, the corrosion resistance becomes insufficient, resulting in an increase in saturation magnetization and an insufficient cycle life. On the other hand, if the e value exceeds 0.16, the discharge capacity decreases. The preferred e value is in the range of 0.035 to 0.15. In addition, it is preferable that Al is present among the M elements, and the atomic ratio of Al is preferably 0.03 or more within the range of e.

T:T(ただし、0≦f≦0.03)
TはCr、Mo、Vから選ばれる少なくとも1種であり、Mと同様に主相のA型構造、副相のA19型構造やAB型構造、AB型構造、AB型構造のB成分の元素として含有する元素である。電池電圧に関係する水素平衡圧の調整に有効であるとともに、M元素との相乗効果で耐食性が高まり、耐久性が向上する。特に、微粒の水素吸蔵合金の耐久性向上、すなわちサイクル寿命特性に効果がある。上記効果を確実に発現させるためには、A成分に対するTの原子比率を表すf値は、0.03以下とする。f値が0.03を超えると過剰なTによって水素の吸蔵放出に伴う割れが誘起され、結果として耐久性が低下して、サイクル寿命が十分でなくなる。好ましいf値は0.025以下の範囲であり、特にM元素の量が少ない発明の範囲ではT元素、特にCrが存在することが好ましい。また、CrとMoあるいはVの組み合わせが好ましい。
T: Tf (where 0≦f≦0.03)
T is at least one selected from Cr, Mo, and V, and is an element contained as an element of the B component of the A2B7 type structure of the main phase, and the A5B19 type structure, AB3 type structure, AB2 type structure, and AB5 type structure of the subphase, like M. It is effective in adjusting the hydrogen equilibrium pressure related to the battery voltage, and the synergistic effect with the M element increases corrosion resistance and improves durability. In particular, it is effective in improving the durability of fine hydrogen storage alloys, that is, cycle life characteristics. In order to reliably express the above effect, the f value, which represents the atomic ratio of T to the A component, is 0.03 or less. If the f value exceeds 0.03, excessive T induces cracks associated with the absorption and release of hydrogen, resulting in a decrease in durability and an insufficient cycle life. The preferred f value is in the range of 0.025 or less, and it is preferable that the T element, especially Cr, is present within the scope of the invention in which the amount of the M element is particularly small. In addition, a combination of Cr and Mo or V is preferred.

A成分とB成分の比率:3.25≦d+e+f<3.50
主相のA型構造、副相のA19型構造やAB型構造、AB型構造、AB型構造からなるA成分に対するB成分(Ni、MおよびT)のモル比である化学量論比、すなわち、一般式で表されるd+e+fの値は、3.25以上3.50未満の範囲であることが好ましい。3.25未満では、副相すなわちAB相が徐々に増えてしまい、特に放電容量が低下するとともに、A19相が形成されず、サイクル寿命が低下する。一方、3.50以上ではAB相あるいはA19相が増えすぎてしまい、水素吸蔵放出に伴う割れが促進されるようになり、結果として耐久性、すなわちサイクル寿命が低下してしまう。好ましくは3.30以上3.49以下の範囲である。
Ratio of component A to component B: 3.25≦d+e+f<3.50
The stoichiometric ratio, which is the molar ratio of the B component (Ni, M and T) to the A component consisting of the A2B7 type structure of the main phase and the A5B19 type structure, AB3 type structure, AB2 type structure, and AB5 type structure of the subphase, i.e., the value of d+e+f expressed by the general formula, is preferably in the range of 3.25 to less than 3.50. If it is less than 3.25, the subphase, i.e., the AB2 phase, gradually increases, and in particular the discharge capacity decreases, and the A5B19 phase is not formed, resulting in a decrease in cycle life. On the other hand, if it is 3.50 or more, the AB5 phase or the A5B19 phase increases too much, which promotes cracking due to hydrogen absorption and release, resulting in a decrease in durability, i.e., a decrease in cycle life. It is preferably in the range of 3.30 to 3.49.

[水素吸蔵合金の製造方法]
次に、本発明の水素吸蔵合金の製造方法について説明する。
本発明の水素吸蔵合金は、希土類元素(Ce、Sm、Laなど)やマグネシウム(Mg)、ニッケル(Ni)、その他アルミニウム(Al)、クロム(Cr)などのNiに対する置換元素を所定のモル比となるように秤量した後、これらの原料を、高周波誘導炉に設置したアルミナるつぼに投入してアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下で溶解した後、鋳型に鋳込んで水素吸蔵合金のインゴットを作製する。あるいは、ストリップキャスト法を用いて、200~500μm厚程度のフレーク状試料を直接作製してもよい。
[Method of manufacturing hydrogen storage alloy]
Next, a method for producing the hydrogen storage alloy of the present invention will be described.
The hydrogen storage alloy of the present invention is prepared by weighing out rare earth elements (Ce, Sm, La, etc.), magnesium (Mg), nickel (Ni), and other elements such as aluminum (Al) and chromium (Cr) to substitute for Ni in a predetermined molar ratio, and then putting these raw materials into an alumina crucible placed in a high-frequency induction furnace and melting them under an inert gas atmosphere such as argon gas, and then casting the melt into a mold to prepare an ingot of the hydrogen storage alloy. Alternatively, a flake-shaped sample having a thickness of about 200 to 500 μm may be directly prepared by strip casting.

なお、本発明の水素吸蔵合金は、主成分として、融点が低く高蒸気圧のMgを含有しているため、全合金成分の原料を一度に溶解すると、Mgが蒸発してしまい、目標とする化学組成の合金を得ることが困難となる場合がある。そこで、本発明の水素吸蔵合金を溶解法により製造するに当たっては、まず、Mgを除いた他の合金成分を溶解した後、その溶湯内に金属MgおよびMg合金などのMg原料を投入するのが好ましい。また、この溶解工程は、アルゴンまたはヘリウム等の不活性ガス雰囲気下で行うのが望ましく、具体的には、アルゴンガスを80vol%以上含有した不活性ガスを0.05~0.2MPaに調整した減圧・加圧雰囲気下で行うのが好ましい。 The hydrogen storage alloy of the present invention contains Mg as its main component, which has a low melting point and high vapor pressure. If all the raw materials of the alloy components are melted at once, the Mg will evaporate, and it may be difficult to obtain an alloy with the desired chemical composition. Therefore, when manufacturing the hydrogen storage alloy of the present invention by a melting method, it is preferable to first melt the other alloy components except Mg, and then add Mg raw materials such as metallic Mg and Mg alloys to the molten metal. This melting process is preferably performed in an inert gas atmosphere such as argon or helium. Specifically, it is preferable to perform the melting process in a reduced pressure or pressurized atmosphere in which an inert gas containing 80 vol% or more of argon gas is adjusted to 0.05 to 0.2 MPa.

上記条件にて溶解した合金は、その後、水冷の鋳型に鋳造し、凝固させて水素吸蔵合金のインゴットとするのが好ましい。次いで、得られた各水素吸蔵合金のインゴットについて、DSC(示差走査熱量計)を用いて融点(T)を測定する。これは、本発明の水素吸蔵合金は、上記鋳造後のインゴットを、アルゴンまたはヘリウム等の不活性ガスまたは窒素ガスのいずれか、もしくは、それらの混合ガス雰囲気下で、700℃以上合金の融点(T)以下の温度で3~50時間保持する熱処理を施すことが好ましいからである。この熱処理により、A相を主相として、また、副相としてA19相、AB相、AB相、AB相から選ばれた少なくとも一つあるいは複数の結晶相をもつようにすることができる。水素吸蔵合金中におけるA相の比率は構成相の中で最も多い割合であれば主相であり、少なくとも40mass%以上あれば良い。A相はX線回折測定結果(図2)から明らかなように六方晶(2H)のCeNi型であるが、一部菱面体晶(3R)のGdCo型が含まれていてもよい。副相であるA19型構造(六方晶系であるGdCo19相あるいは菱面体晶系であるPrCo19相)、AB型構造(六方晶系であるCeNi相あるいは菱面体晶系であるPuNi相)が存在してもよく、AB相(MgZn相)、AB相(CaCu相)は少量存在してもよいが、AB相は放電容量の低下を、AB相はサイクル寿命の低下をもたらすため、出来るだけ少なくすることが好ましい。得られた水素吸蔵合金の主相の結晶構造がA7型構造であることは、Cu-Kα線を用いたX線回折測定、およびSEMによる金属組織観察で確認することができる。また、X線回折結果から、リートベルト解析でも判別することができる。 The alloy melted under the above conditions is then preferably cast into a water-cooled mold and solidified to form an ingot of a hydrogen storage alloy. Next, the melting point (T m ) of each of the obtained ingots of the hydrogen storage alloy is measured using a DSC (differential scanning calorimeter). This is because the hydrogen storage alloy of the present invention is preferably subjected to a heat treatment in which the ingot after the casting is held at a temperature of 700° C. or higher and the melting point (T m ) of the alloy or lower for 3 to 50 hours in an atmosphere of an inert gas such as argon or helium, or nitrogen gas, or a mixed gas thereof. This heat treatment makes it possible to have the A 2 B 7 phase as the main phase and at least one or more crystal phases selected from the A 5 B 19 phase, AB 3 phase, AB 2 phase, and AB 5 phase as the subphase. The ratio of the A 2 B 7 phase in the hydrogen storage alloy is the main phase if it is the largest ratio among the constituent phases, and it is sufficient that it is at least 40 mass% or more. As is clear from the X-ray diffraction measurement results (FIG. 2), the A2B7 phase is a hexagonal (2H) Ce2Ni7 type, but may contain some rhombohedral (3R) Gd2Co7 type. Subphases A5B19 type structure ( hexagonal Gd5Co19 phase or rhombohedral Pr5Co19 phase) and AB3 type structure (hexagonal CeNi3 phase or rhombohedral PuNi3 phase ) may be present, and small amounts of AB2 phase ( MgZn2 phase) and AB5 phase ( CaCu5 phase) may be present, but it is preferable to reduce them as much as possible because the AB2 phase reduces the discharge capacity and the AB5 phase reduces the cycle life. The crystal structure of the main phase of the obtained hydrogen storage alloy can be confirmed to be an A2B7 type structure by X-ray diffraction measurement using Cu-Kα radiation and by metal structure observation using a SEM. It can also be determined from the X-ray diffraction results by Rietveld analysis.

上記熱処理温度が700℃未満では、元素の拡散が不十分であるため、副相が残留してしまい、電池の放電容量の低下やサイクル寿命特性の劣化を招いてしまうおそれがある。一方、熱処理温度が合金の融点Tより-20℃以上(T-20℃以上)となると、主相の結晶粒の粗大化や、Mg成分の蒸発が生じる結果、微粉化や化学組成の変化による水素吸蔵量の低下が起こってしまうおそれもある。したがって、熱処理温度は好ましくは750℃~(T-30℃)の範囲である。さらに好ましくは、770℃~(T-50℃)の範囲である。 If the heat treatment temperature is less than 700°C, the diffusion of elements is insufficient, and subphases remain, which may lead to a decrease in the discharge capacity of the battery and a deterioration in the cycle life characteristics. On the other hand, if the heat treatment temperature is −20°C or more lower than the melting point Tm of the alloy ( Tm −20°C or more), the crystal grains of the main phase may become coarse and the Mg component may evaporate, resulting in pulverization and a decrease in the hydrogen storage capacity due to changes in the chemical composition. Therefore, the heat treatment temperature is preferably in the range of 750°C to ( Tm −30°C). More preferably, it is in the range of 770°C to ( Tm −50°C).

また、熱処理の保持時間が3時間以下では、安定的に主相の比率を40mass%以上とすることができないおそれがある。また、主相の化学成分の均質化が不十分となるため、水素吸蔵・放出時の膨張・収縮が不均一となり、発生する歪みや欠陥量が増大してサイクル寿命特性にも悪影響を与えるおそれがある。なお、上記熱処理の保持時間は4時間以上とするのが好ましく、主相の均質化や結晶性向上の観点からは、5時間以上とするのがより好ましい。ただし、保持時間が50時間を超えると、Mgの蒸発量が多くなって化学組成が変化し、その結果、AB型の副相が生成してくるおそれがある。さらに、製造コストの上昇や、蒸発したMg微粉末による粉塵爆発を招くおそれもあるため好ましくない。 In addition, if the holding time of the heat treatment is 3 hours or less, the ratio of the main phase may not be stably 40 mass% or more. In addition, since the homogenization of the chemical components of the main phase is insufficient, the expansion and contraction during hydrogen absorption and release may become nonuniform, and the amount of distortion and defects generated may increase, which may adversely affect the cycle life characteristics. The holding time of the heat treatment is preferably 4 hours or more, and from the viewpoint of homogenization of the main phase and improvement of crystallinity, it is more preferable to set it to 5 hours or more. However, if the holding time exceeds 50 hours, the amount of evaporation of Mg increases, changing the chemical composition, and as a result, there is a risk of the AB5 type subphase being generated. Furthermore, it is not preferable because it may cause an increase in manufacturing cost and a dust explosion due to evaporated Mg fine powder.

熱処理した合金は、乾式法または湿式法で微粉化する。乾式法で微粉化する場合は、たとえばハンマーミルやACMパルベライザーなどを用いて粉砕することで平均粒径が20~100μmの粉末を得ることができる。一方、湿式法で微粉化する場合は、ビーズミルやアトライターなどを用いて粉砕する。特に平均粒径が20μm以下の微粉を得る場合には、湿式粉砕の方が安全に作製できるため好ましい。粒径は用途によって適正な範囲、たとえばD50=8~100μmに設定すればよい。
ここで、上記した合金粒子の平均粒径D50は、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置で測定した値を用いることとし、測定装置としては、たとえば、マイクロトラック・ベル社製 MT3300EXII型などを用いることができる。
The heat-treated alloy is pulverized by a dry or wet method. When pulverizing by a dry method, for example, a hammer mill or ACM pulverizer can be used to obtain a powder with an average particle size of 20 to 100 μm. On the other hand, when pulverizing by a wet method, a bead mill or attritor can be used. In particular, when obtaining a fine powder with an average particle size of 20 μm or less, wet pulverization is preferable because it can be produced safely. The particle size may be set to an appropriate range depending on the application, for example, D50 = 8 to 100 μm.
Here, the average particle size D50 of the alloy particles is a value measured using a laser diffraction/scattering type particle size distribution measuring device, and as the measuring device, for example, the MT3300EXII type manufactured by Microtrack Bell, etc. can be used.

なお、上記微粉化した合金粒子は、その後、KOHやNaOHなどのアルカリ水溶液を用いたアルカリ処理や、硝酸や硫酸、塩酸水溶液を用いた酸処理を行う表面処理を施してもよい。これらの表面処理を施すことで、合金粒子表面の少なくとも一部にNiからなる層(アルカリ処理層または酸処理層)を形成し、合金腐食の進行を抑制することができるとともに、耐久性を高めることができることから、電池のサイクル寿命特性や広い温度範囲での放電特性を向上することができる。特に、酸処理の場合には、合金表面のダメージを少なくしてNiを析出させることが可能であることから、塩酸を用いて行うことが好ましい。また、湿式法で合金を粉砕する場合には、表面処理を同時に行うこともできる。 The finely pulverized alloy particles may then be subjected to a surface treatment, such as an alkali treatment using an alkaline aqueous solution of KOH or NaOH, or an acid treatment using an aqueous solution of nitric acid, sulfuric acid, or hydrochloric acid. By performing these surface treatments, a layer made of Ni (alkali-treated layer or acid-treated layer) is formed on at least a part of the alloy particle surface, which can suppress the progress of alloy corrosion and increase durability, thereby improving the cycle life characteristics of the battery and the discharge characteristics over a wide temperature range. In particular, in the case of acid treatment, it is preferable to use hydrochloric acid, since it is possible to precipitate Ni while minimizing damage to the alloy surface. In addition, when the alloy is pulverized by a wet method, the surface treatment can be performed at the same time.

以下に本発明を実施例に基づき説明する。
下記の表1-1ないし1-3に示した成分組成を有するNo.1~50の水素吸蔵合金を負極活物質とする評価用セルを、以下に説明する要領で作製し、その特性を評価する実験を行った。なお、表1-1ないし1-3に示したNo.1~21、および34~50の合金は、本発明の条件に適合する合金例(発明例)、No.22~33は、本発明の条件を満たさない合金例(比較例)である。また、比較例のNo.22の合金は、セルの特性を評価するための基準合金に用いた。
The present invention will be described below with reference to examples.
Evaluation cells using hydrogen storage alloys No. 1 to 50 having the composition shown in Tables 1-1 to 1-3 below as negative electrode active materials were prepared as described below, and experiments were conducted to evaluate the characteristics of the evaluation cells. Note that alloys No. 1 to 21 and 34 to 50 shown in Tables 1-1 to 1-3 are alloy examples (invention examples) that meet the conditions of the present invention, and No. 22 to 33 are alloy examples (comparative examples) that do not meet the conditions of the present invention. Furthermore, alloy No. 22 of the comparative example was used as a reference alloy for evaluating the characteristics of the cells.

(負極活物質の作製)
表1-1ないし1-3に示したNo.1~50の合金の原料(Sm、La、Ce、Mg、Ni、Al、Cr、Zn、Sn、Si、VおよびMoはそれぞれ純度99%以上)を、高周波誘導加熱炉を用いてアルゴン雰囲気下(Ar:100vol%、0.1MPa)で溶解し、鋳造してインゴットとした。次いで、これらの合金インゴットを、アルゴン雰囲気下(Ar:90vol%、0.1MPa)で、各合金の融点T-50℃の温度(940~1130℃)で10時間保持する熱処理を施した後、粗粉砕し、ハンマーミルで、質量基準のD50で25μmになるまで微粉砕して、セル評価用の試料(負極活物質)とした。
(Preparation of negative electrode active material)
The raw materials of the alloys No. 1 to 50 shown in Tables 1-1 to 1-3 (Sm, La, Ce, Mg, Ni, Al, Cr, Zn, Sn, Si, V and Mo each have a purity of 99% or more) were melted in an argon atmosphere (Ar: 100 vol%, 0.1 MPa) using a high-frequency induction heating furnace, and cast into ingots. Next, these alloy ingots were subjected to a heat treatment in an argon atmosphere (Ar: 90 vol%, 0.1 MPa) at a temperature (940 to 1130 ° C.) equal to the melting point T m of each alloy for 10 hours, and then coarsely crushed and finely crushed to 25 μm in mass-based D50 with a hammer mill to obtain samples (negative electrode active materials) for cell evaluation.

これらの合金について、Cu-Kα線をX線源とするX線回折(XRD)測定を行い、A2H構造の(107)面の回折線強度Iaに対するA192H構造の(109)面の回折線強度Ibの比Ib/Iaを求め、表1-1ないし1-3に記載した。なお、XRDの測定条件は、スキャンスピード0.5°/min、管電圧40kV、管電流40mA、スキャンステップ0.02°である。XRD測定結果の一例を図2に示す。図2中のAがA相(2Hタイプ)の(107)面の2θ回折線であり、BがA19相(2Hタイプ)の(109)面の2θ回折線である。なお、No.22はCaCu型結晶構造であり、これらの評価はできない。 For these alloys, X-ray diffraction (XRD) measurements were performed using Cu-Kα radiation as an X-ray source, and the ratio Ib/Ia of the diffraction line intensity Ib of the (109) plane of the A 5 B 19 2H structure to the diffraction line intensity Ia of the (107) plane of the A 2 B 7 2H structure was obtained and listed in Tables 1-1 to 1-3. The XRD measurement conditions were a scan speed of 0.5°/min, a tube voltage of 40 kV, a tube current of 40 mA, and a scan step of 0.02°. An example of the XRD measurement results is shown in FIG. 2. In FIG. 2, A is the 2θ diffraction line of the (107) plane of the A 2 B 7 phase (2H type), and B is the 2θ diffraction line of the (109) plane of the A 5 B 19 phase (2H type). No. 22 has a CaCu 5 type crystal structure, and these cannot be evaluated.

(評価用セルの作製)
<負極>
上記で調整した負極活物質と、導電助剤のNi粉末と、2種類のバインダー(スチレン・ブタジエンゴム(SBR)およびカルボキシメチルセルロース(CMC))とを、重量比で、負極活物質:Ni粉末:SBR:CMC=95.5:3.0:1.0:0.5となるように混合し、混練してペースト状の組成物とした。このペースト状の組成物を、パンチングメタルに塗布し、80℃で乾燥した後、15kNの荷重でロールプレスして、負極を得た。
(Preparation of evaluation cells)
<Negative Electrode>
The negative electrode active material prepared above, Ni powder as a conductive assistant, and two types of binders (styrene-butadiene rubber (SBR) and carboxymethyl cellulose (CMC)) were mixed and kneaded to obtain a paste-like composition in a weight ratio of negative electrode active material:Ni powder:SBR:CMC=95.5:3.0:1.0:0.5. This paste-like composition was applied to a punching metal, dried at 80°C, and then roll-pressed with a load of 15kN to obtain a negative electrode.

<正極>
水酸化ニッケル(Ni(OH))と、導電助剤の金属コバルト(Co)と、2種類のバインダー(スチレン・ブタジエンゴム(SBR)およびカルボキシメチルセルロース(CMC))とを、質量比で、Ni(OH):Co:SBR:CMC=95.5:2.0:2.0:0.5となるように混合し、混練してペースト状の組成物とした。このペースト状の組成物を、多孔質ニッケルに塗布し、80℃で乾燥した後、15kNの荷重でロールプレスして、正極を得た。
<Positive electrode>
Nickel hydroxide (Ni(OH) 2 ), metal cobalt (Co) as a conductive additive, and two types of binders (styrene-butadiene rubber (SBR) and carboxymethyl cellulose (CMC)) were mixed in a mass ratio of Ni(OH) 2 :Co:SBR:CMC=95.5:2.0:2.0:0.5, and kneaded to form a paste-like composition. This paste-like composition was applied to porous nickel, dried at 80°C, and then roll-pressed with a load of 15 kN to obtain a positive electrode.

<電解液>
電解液は、純水に、水酸化カリウム(KOH)を濃度が6mol/Lとなるよう混合したアルカリ水溶液を用いた。
<Electrolyte>
The electrolyte used was an alkaline aqueous solution prepared by mixing pure water with potassium hydroxide (KOH) to give a concentration of 6 mol/L.

<評価用セル>
アクリル製の筐体内に、上記の正極を対極、上記の負極を作用極として配設した後、上記電解液を注入して、Hg/HgO電極を参照極としたセルを作製し、評価試験に供した。この際、作用極と対極の容量比は、作用極:対極=1:3となるように調整した。なお、正極と負極の間には、ポリエチレン製の不織布を設置し、セパレータとしている。
<Evaluation cell>
The positive electrode and the negative electrode were placed in an acrylic case as a counter electrode and a working electrode, respectively, and the electrolyte was poured into the cell to prepare a cell using a Hg/HgO electrode as a reference electrode, which was then used for an evaluation test. The capacity ratio of the working electrode to the counter electrode was adjusted to be working electrode:counter electrode=1:3. A polyethylene nonwoven fabric was placed between the positive electrode and the negative electrode as a separator.

(セルの特性評価)
上記のようにして得た合金No.1~50にかかる評価用セルの評価試験は、以下の要領で行った。
(Cell Characterization)
The evaluation tests of the evaluation cells for the alloys No. 1 to 50 obtained as described above were carried out in the following manner.

(1)電極の放電容量
下記の手順で作用極の電極の放電容量の確認を行った。作用極の活物質あたり80mA/gの電流値で定電流充電を10時間行った後、作用極の活物質あたり40mA/gの電流値で定電流放電を行った。放電の終了条件は、作用極電位-0.5Vとした。上記の充放電を10回繰り返し、放電容量の最大値を、その作用極の電極の放電容量とした。なお、10回の充放電により作用極の放電容量が飽和し、安定したことを確認している。評価温度は25℃である。
測定した放電容量は、表1-2に示した合金No.22の放電容量を基準容量とし、それに対する比率を下記(2)式で算出し、この比率が1.15より大きいものを、合金No.22より放電容量が大きく、優れていると評価した。この評価温度は25℃である。
放電容量=(評価合金の放電容量)/(合金No.22の放電容量)・・・(2)
(1) Discharge Capacity of Electrode The discharge capacity of the working electrode was confirmed by the following procedure. After constant current charging at a current value of 80 mA/g per active material of the working electrode for 10 hours, constant current discharging was performed at a current value of 40 mA/g per active material of the working electrode. The discharge termination condition was a working electrode potential of -0.5 V. The above charge/discharge was repeated 10 times, and the maximum value of the discharge capacity was taken as the discharge capacity of the working electrode. It was confirmed that the discharge capacity of the working electrode was saturated and stabilized after 10 charge/discharge cycles. The evaluation temperature was 25°C.
The measured discharge capacity was calculated by the following formula (2) using the discharge capacity of alloy No. 22 shown in Table 1-2 as the reference capacity, and the ratio to this was calculated. Those with this ratio of more than 1.15 were evaluated as having a larger discharge capacity than alloy No. 22 and being superior. The evaluation temperature was 25°C.
Discharge capacity=(discharge capacity of evaluated alloy)/(discharge capacity of alloy No. 22) (2)

(2)サイクル寿命特性
上記(1)電極の放電容量で作用極の電極の放電容量が確認されたセルを用いて、下記の手順で作用極のサイクル寿命特性を求めた。この評価温度は45℃である。
上記(1)電極の放電容量で確認された作用極の電極の放電容量を、1時間で充電または放電を完了させる際に必要な電流値を1Cとしたとき、作用極の充電率が30-70%の範囲において、C/2の電流値で定電流充電および定電流放電を行うことを1サイクルとし、これを300サイクル繰り返して行い、300サイクル後の放電容量を測定し、下記(3)式で容量維持率を求めた。
容量維持率=(300サイクル目の放電容量)/(1サイクル目の放電容量)・・・(3)
サイクル寿命特性の評価は、表1-2に示した合金No.22の300サイクル後の容量維持率を基準容量維持率とし、それに対する比率を下記(4)式で算出し、この比率が1.20より大きいものを、合金No.22よりサイクル寿命特性が大きく、優れていると評価した。
サイクル寿命特性=(測定合金の300サイクル後の容量維持率)/(合金No.22の300サイクル後の容量維持率)・・・(4)
(2) Cycle Life Characteristics Using the cells in which the discharge capacity of the working electrode was confirmed in the above (1) Electrode Discharge Capacity, the cycle life characteristics of the working electrode were determined by the following procedure. The evaluation temperature was 45°C.
When the current value required to complete charging or discharging the discharge capacity of the working electrode confirmed in the above (1) Discharge capacity of electrode in 1 hour was defined as 1C, constant current charging and constant current discharging were performed at a current value of C/2 within a charging rate of the working electrode in the range of 30 to 70%, and this cycle was repeated 300 times. The discharge capacity after 300 cycles was measured, and the capacity retention rate was calculated by the following formula (3).
Capacity retention rate=(discharge capacity at 300th cycle)/(discharge capacity at 1st cycle) (3)
The cycle life characteristics were evaluated by setting the capacity retention rate after 300 cycles of Alloy No. 22 shown in Table 1-2 as the reference capacity retention rate, and calculating the ratio to this using the following formula (4). Alloys with a ratio of more than 1.20 were evaluated as having a larger cycle life characteristic than Alloy No. 22 and being superior.
Cycle life characteristic=(Capacity retention rate of measured alloy after 300 cycles)/(Capacity retention rate of alloy No. 22 after 300 cycles) (4)

(3)コスト
合金コストは、表1-1ないし1-3に記載の成分組成の合金をそれぞれの原料の質量当たり単価と質量比率から算出した。そして、基準としているNo.22の合金に対する相対評価とした。表1-1ないし1-3に記載のコスト評価では、1以下(基準合金よりも安価)は〇、同等から1.2倍未満は△、1.2倍以上は×とした。
(3) Cost The alloy cost was calculated from the unit price per mass and mass ratio of each raw material of the alloys having the composition shown in Tables 1-1 to 1-3. The alloy cost was evaluated relative to the reference alloy No. 22. In the cost evaluation shown in Tables 1-1 to 1-3, 1 or less (cheaper than the reference alloy) was evaluated as ◯, 1.2 times or less than the same was evaluated as △, and 1.2 times or more was evaluated as ×.

表1-1ないし1-3から明らかなように、発明例のNo.1~21、および34~50合金は合金No.22に対して、各種パラメータの特性が良好で、結果として電池評価で良好な放電容量、サイクル寿命特性の評価値がバランスよく向上していることが明らかである。具体的には、放電容量は基準合金(No.22)の1.15倍以上、サイクル寿命特性は1.20倍以上を示す。これに対して、比較例のNo.23~33の合金は、いずれかの電極特性の評価値が上記基準を満足していないことがわかる。また、コスト面でも本発明の合金は安価に抑えられている。 As is clear from Tables 1-1 to 1-3, the alloys No. 1 to 21 and 34 to 50 of the invention examples have better characteristics in various parameters than alloy No. 22, and as a result, it is clear that the evaluation values of the discharge capacity and cycle life characteristics are improved in a well-balanced manner in the battery evaluation. Specifically, the discharge capacity is 1.15 times or more than that of the reference alloy (No. 22), and the cycle life characteristics are 1.20 times or more. In contrast, it can be seen that the evaluation values of any of the electrode characteristics of the alloys No. 23 to 33 of the comparative examples do not satisfy the above criteria. In terms of cost, the alloys of the present invention are also kept low.

Figure 0007572056000001
Figure 0007572056000001

Figure 0007572056000002
Figure 0007572056000002

Figure 0007572056000003
Figure 0007572056000003

本発明の水素吸蔵合金は、放電容量およびサイクル寿命特性のいずれも従来使用されていたAB型の水素吸蔵合金より優れているので、アルカリ一次電池代替の民生用途から各種工業用途、車載用途までの幅広いアルカリ蓄電池の負極用合金として好適である。 The hydrogen storage alloy of the present invention is superior to the conventionally used AB5 type hydrogen storage alloys in both discharge capacity and cycle life characteristics, and is therefore suitable as an alloy for the negative electrodes of a wide range of alkaline storage batteries, from consumer applications as a replacement for alkaline primary batteries to various industrial and automotive applications.

1:正極
2:負極
3:セパレータ
4:筐体(電池ケース)
10:アルカリ蓄電池
1: Positive electrode 2: Negative electrode 3: Separator 4: Housing (battery case)
10. Alkaline storage battery

Claims (1)

相とA19相と、任意選択的に、AB相、AB相およびAB相から選ばれた少なくとも一つとを含み、質量基準で、A相が構成相の中で最も多い割合である結晶構造を有する水素吸蔵合金であって、
前記水素吸蔵合金は、下記一般式(1)式で表され、
Cu-Kα線をX線源とするX線回折測定において、2θ=32.5~33.5°に現れるA2H構造の(107)面の回折線強度Iaに対する、2θ=31.5~32.5°に現れるA192H構造の(109)面の回折線強度Ibの比Ib/Iaが、0.05以上1.0以下であることを特徴とするアルカリ蓄電池用水素吸蔵合金。
(La 1-a-b Ce Sm 1-c Mg Ni ・・・(1)
ここで、上記(1)式中のM、Tおよび添字a、b、c、d、eおよびfは、
M:Al、または、Alに加えZn、Sn、Siから選ばれる少なくとも1種、
T:Cr、Mo、Vから選ばれる少なくとも1種、
0<a≦0.10、
0≦b≦0.15、
0<a+b≦0.16
0.225≦c≦0.32、
0.03≦e≦0.16、
0≦f≦0.03、
3.25≦d+e+f<3.50
の条件を満たす。
A hydrogen storage alloy having a crystal structure including an A2B7 phase, an A5B19 phase, and optionally at least one selected from an AB3 phase, an AB2 phase, and an AB5 phase, the A2B7 phase accounting for the largest proportion of the constituent phases on a mass basis,
The hydrogen storage alloy is represented by the following general formula (1):
A hydrogen storage alloy for alkaline storage batteries, characterized in that in X-ray diffraction measurement using Cu-Kα radiation as an X-ray source, the ratio Ib/Ia of the diffraction line intensity Ib of the (109) plane of the A 5 B 19 2H structure appearing at 2θ=31.5 to 32.5° to the diffraction line intensity Ia of the (107) plane of the A 2 B 7 2H structure appearing at 2θ=32.5 to 33.5° is 0.05 or more and 1.0 or less.
(La 1-a-b Ce a Sm b ) 1-c Mg c Ni d M e T f ...(1)
Here, M, T and the subscripts a, b, c, d, e and f in the above formula (1) are
M: Al, or Al and at least one selected from Zn, Sn, and Si;
T: at least one selected from Cr, Mo, and V;
0<a≦0.10,
0≦b≦0.15,
0<a+b≦0.16
0.225≦c≦0.32,
0.03≦e≦0.16,
0≦f≦0.03,
3.25≦d+e+f<3.50
Meet the conditions.
JP2021142486A 2020-09-23 2021-09-01 Hydrogen storage alloy for alkaline batteries Active JP7572056B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020158359 2020-09-23
JP2020158359 2020-09-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022052728A JP2022052728A (en) 2022-04-04
JP7572056B2 true JP7572056B2 (en) 2024-10-23

Family

ID=80948890

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021142486A Active JP7572056B2 (en) 2020-09-23 2021-09-01 Hydrogen storage alloy for alkaline batteries

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7572056B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN121969777A (en) * 2023-10-06 2026-05-01 Fdk株式会社 Hydrogen storage alloy, negative electrode comprising the hydrogen storage alloy, and nickel-metal hydride secondary battery comprising the negative electrode.

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012067357A (en) 2010-09-24 2012-04-05 Japan Metals & Chem Co Ltd Hydrogen storage alloy, and nickel hydrogen secondary battery
JP2022041906A (en) 2020-08-31 2022-03-11 Fdk株式会社 Hydrogen storage alloy, negative electrode containing hydrogen storage alloy, and nickel-metal hydride secondary battery containing negative electrode

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012067357A (en) 2010-09-24 2012-04-05 Japan Metals & Chem Co Ltd Hydrogen storage alloy, and nickel hydrogen secondary battery
JP2022041906A (en) 2020-08-31 2022-03-11 Fdk株式会社 Hydrogen storage alloy, negative electrode containing hydrogen storage alloy, and nickel-metal hydride secondary battery containing negative electrode

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022052728A (en) 2022-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5718006B2 (en) Hydrogen storage alloy and nickel metal hydride secondary battery
JP4965761B2 (en) Hydrogen storage alloy and method for producing the same, and nickel-hydrogen secondary battery using the same
US9219277B2 (en) Low Co hydrogen storage alloy
JP6276031B2 (en) Hydrogen storage alloy powder, negative electrode and nickel metal hydride secondary battery
JP6608558B1 (en) Nickel metal hydride secondary battery negative electrode active material and nickel metal hydride secondary battery that do not require surface treatment
JP7461655B2 (en) Hydrogen storage alloy for alkaline batteries
JP7251864B2 (en) Hydrogen storage alloy for alkaline storage batteries
US8021606B2 (en) Hydrogen storage alloy, its production method, hydrogen storage alloy electrode, and secondary battery
JP2007291474A (en) Hydrogen storage alloy and nickel-hydride secondary battery
JP7572056B2 (en) Hydrogen storage alloy for alkaline batteries
JP3965209B2 (en) Low Co hydrogen storage alloy
US12024757B2 (en) Hydrogen storage alloy for alkaline storage battery and alkaline storage battery using the same
JP7158684B2 (en) HYDROGEN STORAGE ALLOY FOR ALKALINE STORAGE BATTERY AND ALKALINE STORAGE BATTERY AND VEHICLE USING SAME FOR NEGATIVE
JP2025018552A (en) Hydrogen storage alloy for alkaline batteries
JP7451000B2 (en) Hydrogen storage alloy for alkaline storage batteries
US12272819B2 (en) Hydrogen storage alloy for alkaline storage battery, alkaline storage battery using the same as negative electrode, and vehicle
CN117940595A (en) Hydrogen storage alloy for alkaline storage battery
JP2009064698A (en) Nickel-hydrogen storage battery, and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230322

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240325

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240416

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240508

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240828

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240913

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20241001

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20241003

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7572056

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150