[发明专利]贮氢合金、电极、镍氢蓄电池及贮氢合金的制造方法

说明书

技术领域

该发明涉及耐腐蚀性优异的贮氢合金、使用其而成的电极及镍氢蓄电池、以及该贮氢合金的制造方法。

背景技术

贮氢合金是安全且能够容易地贮藏氢的材料，作为绿色能量源受到期待，作为能源的新的贮藏、转换材料而受到注目。

这样的贮氢合金的应用领域虽然涉及氢的贮藏和运输、热的贮藏和运输、热-机械能的转换、氢的分离和精制、氢同位素的分离、镍氢蓄电池、合成化学中的催化剂、温度传感器等多方面，其中，使用贮氢合金作为负极活性物质的镍氢蓄电池由于具有小型、轻量高输出功率等优点而需求不断扩大。

作为镍氢蓄电池的负极活性物质，以往，虽然一直使用稀土元素及Ni作为主要构成元素的AB5型合金，但这样的贮氢合金在高温环境下保存电池、或反复充放电时，具有容易腐蚀、因腐蚀而在表面生成稀土的氢氧化物等，其形态发生变化这样的问题。

因此，为了寻求镍氢蓄电池的长寿命化，提高贮氢合金的耐腐蚀性是重要的。作为提高贮氢合金的耐腐蚀性的方法，提出有在负极中含有Y(钇)(参照专利文献1、2)的方案。然而，这些方法中，还不能充分提高贮氢合金的耐腐蚀性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-215765号公报

专利文献2：日本特开2001-307721号公报

发明内容

因此，本发明是鉴于上述现状寻求可提供耐腐蚀性优异的贮氢合金、使用其而成的电极及镍氢蓄电池、以及该贮氢合金的制造方法。

本发明人通过使Y在贮氢合金中并不是均匀地分布而是使其偏析，由此发现了妨碍Y与La、Ni形成稳定的化合物的情况。于是，成功发现在碱溶液中氢氧化钇(Y(OH)₃)的被膜变得容易形成，且飞跃性提高贮氢合金的耐腐蚀性的方法。通常，认为在合金中偏析与性能下降相联系，是不优选的。本发明是基于这样的新颖的见解而完成的。

即本发明所述的贮氢合金，其特征在于，其为含有La、Ni、及Y或重稀土元素且具有至少二个相的贮氢合金，第一相具有通式R1_aR2_bR3_cNi_dR4_e(式中，R1是La为必须成分的至少1种以上的元素，R2是选自Y及重稀土元素中的至少1种的元素，R3为Ca及/或Mg，R4是选自Co、Mn及Al中的至少1种的元素，a、b、c、d及e是满足a+b+c＝1、0≤b≤0.3、0≤c≤0.4、3.0＜d+e＜4.0、且0≤e≤1的数值。)所示的组成，第二相中Y或重稀土元素的浓度比上述第一相中高，且第二相分散于所述第一相中。在此，重稀土元素(Gd、Tb、Dd、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)由于离子半径、原子半径与Y相近、且反应级数(order of reaction)与Y几乎相同，Y的效果也同样适用。

上述贮氢合金中，上述第二相中的Ni的浓度优选为上述第一相中的Ni的浓度的0.02倍以下。

另外，本发明所述的贮氢合金，其特征在于，其为具含有La、Ni、及Y或重稀土元素且具有至少二个相的贮氢合金，第一相具有通式R1_aR2_bNi_cCo_dR3_e(式中，R1是La、以及选自除了Y和重稀土元素以外的稀土元素、Mg、Ca及Zr中的至少1种的元素，R2是选自Y及重稀土元素中的至少1种的元素，R3是选自Mn、Al、Zn、Fe、Cu及Si中的至少1种的元素，a、b、c、d及e是满足0＜b＜0.3、a+b＝1、5.15＜c+d+e＜5.45、0≤d≤1、且0≤e≤1的数值。)所示的组成，第二相中，Y或重稀土元素的浓度比上述第一相中高且Ni的浓度为上述第一相的0.02倍以下，且第二相分散于上述第一相中。在此，重稀土元素(Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)由于离子半径、原子半径与Y相近，且反应级数与Y几乎相同，因此认为获得与Y同样的效果。

上述贮氢合金优选为R1是La及Ce，R3是Mn及/或Al，c、d及e是5.20＜c+d+e＜5.45、且0≤d≤0.45。

含有本发明所述的贮氢合金的电极、具有该电极作为负极的镍氢蓄电池也是另外的本发明之一。