[发明专利]碱蓄电池和碱蓄电池用正极材料

说明书

本发明提供的碱蓄电池用正极材料含有：氢氧化镍，和由Y及原子序数为62(Sm)‑71(Lu)的镧系元素组成的组中的至少一种元素的化合物、Ca的化合物或Sr的化合物中的任意一种以上。在上述氢氧化镍的微晶中固溶有A元素，所述A元素为由Al、Ga、Mn及Mo组成的组中的至少一种元素。A元素的含量即[A]／([Ni]+[A])为5％以上且16％以下。进而，氢氧化镍包含α相的氢氧化镍和β相的氢氧化镍。其中，[A]表示微晶中的A元素的mol浓度，[Ni]表示Ni的mol浓度。在该正极材料中，反应电子数大且单位容积的容量大。

技术领域

本发明涉及碱蓄电池及其正极材料。

背景技术

在镍氢蓄电池、镍镉蓄电池等碱蓄电池中，为了增大反应电子数和蓄电池的放电容量，对将α-Ni(OH)₂作为正极活性物质的技术进行了研究。

此外，为了使α-Ni(OH)₂(α相的氢氧化镍)在碱性的媒介中稳定化，提出了使相当于Ni元素的5-20mol％的Al固溶于α-Ni(OH)₂中的方案(例如参照JP2010-111522)。在该情况下，Ni与Al的摩尔比为95：5～80：20。

此外，由于正极活性物质的Ni(OH)₂的导电性低，因此用CoOOH的微粒对Ni(OH)₂粒子的表面进行了被覆(例如参照WO2006／064979A1)。

JP2007-335154中公开了通过使Y、Ca、Sr、Sc等元素分散于CoOOH中来提高高温下的Ni的利用率(每个Ni原子的放电反应的电子数)的技术。此外，该文献中公开了使Zn、Ca等元素固溶于氢氧化镍中的技术。但是，在该文献中并未记载Zn和Ca在正极材料中的作用。另外，在该文献中并未记载Ni(OH)₂的相。进而，也并未记载Al等的固溶。因此，可以推定在该文献的技术中以使用β-Ni(OH)₂为前提。

发明内容

本发明的目的在于增加正极活性物质的反应电子数以及增大正极材料的单位容积的放电容量。

本发明的碱蓄电池用正极材料含有：氢氧化镍和任选自以下化合物中的一种以上，所述化合物包括由Y及原子序数为62(Sm)-71(Lu)的镧系元素组成的组中的至少一种元素的化合物、Ca的化合物或Sr的化合物，在上述氢氧化镍的微晶中固溶有A元素，所述A元素为由Al、Ga、Mn及Mo组成的组中的至少一种元素，A元素的含量即[A]／([Ni]+[A])为5％以上且16％以下，并且氢氧化镍包含α相的氢氧化镍和β相的氢氧化镍。其中，[A]表示上述微晶中的上述A元素的mol浓度，[Ni]表示Ni的mol浓度。

附图说明

图1为表示镧系元素的含量与反应电子数的关系的特性图(坐标图)(Al的固溶量为10mol％。镧系元素通过同时析出法而包含于正极材料中)。

图2为表示Yb的含量与反应电子数的关系的特性图(坐标图)(Al的固溶量为10mol％)。

图3为表示Al固溶量对Yb的反应电子数的影响的特性图(坐标图)(Yb通过粉体混合法而包含于正极材料中)。

图4为表示Al的固溶量与氢氧化镍的振实密度的关系的特性图(坐标图)。

图5为表示Yb及Ce对充电曲线的影响的特性图(坐标图)(Al的固溶量为10mol％。镧系元素通过同时析出法而包含于正极材料中)。

图6为表示Ce、Sm及Dy对充电曲线的影响的特性图(坐标图)(Al的固溶量为10mol％。镧系元素通过粉体混合法而包含于正极材料中)。