[发明专利]镍氢充电电池及用于镍氢充电电池的负极

说明书

技术领域

本发明涉及镍氢充电电池及用于镍氢充电电池的负极。

背景技术

镍氢充电电池与镍镉充电电池相比，容量大且环境安全性也较优越，因此被用于各种移动设备、混合动力电动汽车等各种用途。

这种镍氢充电电池的负极所使用的储氢合金是一种能够吸收1000倍以上合金体积的氢的材料，是镍氢充电电池的重要构成材料之一。作为这种储氢合金，通常使用例如以CaCu5型晶体为主相的AB5型结构的稀土类-Ni系储氢合金即LaNi₅系储氢合金、或以包含Ti、Zr、V及Ni的莱夫斯（Laves）相系晶体为主相的AB₂型结构的储氢合金等。

由于发现了镍氢充电电池的多种用途，因此希望镍氢充电电池能够实现更高的容量。然而，上述储氢合金的储氢能力无法充分满足这一高容量化的要求。

因此，近年来，为了提高储氢合金的储氢能力，用Mg来代替稀土类-Ni系储氢合金中的一部分稀土类元素，从而提出了具有这样组成的稀土类-Mg-Ni系储氢合金。该稀土类-Mg-Ni系储氢合金与以往的稀土类-Ni系储氢合金相比，能够吸收更多的氢气（参照日本专利特开平11-323469号公报）。

而且，使用上述稀土类-Mg-Ni系储氢合金来作为负极材料的镍氢充电电池不仅能够实现高容量化，与以往相比，还具有能够抑制自放电和延长循环寿命的特点。然而，仅仅使用稀土类-Mg-Ni系储氢合金还无法提供能够充分满足要求的具有自放电特性及循环寿命特性的镍氢充电电池，仍然无法解决这一问题。

这里，作为引起镍氢充电电池自放电的原因之一，例如有因氢解离所导致的自放电现象，即，从负极的储氢合金解离出来的氢会在碱性电解液内扩散而到达正极，从而使正极活性物质Ni(OH)2发生还原反应。

另一方面，作为镍氢充电电池循环寿命变短的原因之一，例如有储氢合金容易开裂。具体而言，负极的储氢合金会因电池的充放电反应而重复地吸收、释放氢，从而导致合金开裂直至粉碎。由于合金一旦开裂，就会产生很多具有高反应性的新生面，因此，电池内的电解液会与该新生面发生反应，从而使合金氧化而劣化。当上述那样电解液与新生面发生反应时，电解液被消耗而减少，因此，电池的内部电阻随之增大，从而导致导电性下降。这种现象一般称之为干涸现象。也就是说，使用容易开裂的储氢合金的电池容易发生干涸现象，在充放电重复次数较少的阶段不易发生放电，循环寿命变短。

因此，一直以来，为了解决这些问题以进一步改善电池特性，在进行着各种研究。

然而，研究得到的电池的自放电特性及循环寿命特性仍然不能满足要求。

发明内容

本发明是基于上述情况而进行的，其目的在于，提供一种高容量且自放电特性及循环寿命特性都优越的镍氢充电电池。

为了实现上述目的，本发明的镍氢充电电池将电极组与碱性电解液以密闭的状态一并收纳在容器内，且所述电极组由隔膜、负极及正极构成，其中，所述负极包含储氢合金，该储氢合金具有用通式(RE_1-xT_x)_1-yMg_yNi_z-aAl_a表达的组成，

（式中，RE表示选自Y、Sc及稀土类元素的至少一种元素；T表示选自Zr、V及Ca的至少一种元素；下标x、y、z、a分别表示0≤x、0.05≤y≤0.35、2.8≤z≤3.9、0.10≤a≤0.25），且具有由AB2型亚单位与AB5型亚单位层叠而成的晶体结构，所述Ni的一部分被Cr代替。

优选的是，当所述RE的元素、所述T的元素及所述Mg的总和为1摩尔时，所述Cr的含量为0.01摩尔以上且0.02摩尔以下。

此外，优选的是，所述碱性电解液含有NaOH作为溶质的主体。

另外，根据本发明，提供一种具有如下特征的用于镍氢充电电池的负极，该负极包含储氢合金，该储氢合金具有用通式(RE_1-xT_x)_1-yMg_yNi_z-aAl_a表达的组成（式中，RE表示选自Y、Sc及稀土类元素的至少一种元素；T表示选自Zr、V及Ca的至少一种元素；下标x、y、z、a分别表示0≤x、0.05≤y≤0.35、2.8≤z≤3.9、0.10≤a≤0.25），且具有由AB₂型亚单位与AB₅型亚单位层叠而成的晶体结构，所述Ni的一部分被Cr代替。