[发明专利]电极用合金粉末、使用了其的镍氢蓄电池用负极及镍氢蓄电池

说明书

技术领域

本发明涉及电极用合金粉末、使用了其的镍氢蓄电池用负极以及镍氢蓄电池，具体而言，涉及使用了贮氢合金的电极用合金粉末的改良。

背景技术

对于镍氢蓄电池而言，使用含有贮氢合金作为负极活性物质的负极。这种碱性蓄电池，不仅输出特性优异、而且耐久性(例如寿命特性、保存特性)也高。因此，这种碱性蓄电池例如作为干电池的替代品、以及电动汽车等的动力电源受到关注。另一方面，锂离子二次电池也用于这种用途，因此从使得碱性蓄电池的优点显著的观点考虑，期待进一步提高容量、输出特性、寿命特性等电池特性。

贮氢合金即使吸藏氢也以氢化物形式稳定地存在。该氢化物通过释放氢而恢复为金属。通常若通过氢的吸藏而形成氢化物则体积增大。即，贮氢合金膨胀而形成氢化物。因此使用贮氢合金作为碱性蓄电池的负极材料的情况下，由于电池的充放电而重复因氢的吸藏·释放所导致的膨胀收缩，产生结晶学上的破坏。由于这种破坏而使贮氢合金的微粉化进行时，贮氢合金与电解液的接触面积增加。因此，由于碱水溶液所导致的贮氢合金的腐蚀增加，贮氢合金的贮氢能力降低。其结果，电池的特性降低。

因此，抑制由于贮氢合金的膨胀·收缩所导致的体积变化、和结晶学上的破坏现象与碱性蓄电池的寿命特性提高相关。原理上为了使得由于固体的膨胀·收缩所导致的应力为最小限度，理想的是在球体中的同心圆方向的膨胀·收缩。因此，为了提高碱性蓄电池的寿命特性，尝试制作贮氢合金的球状颗粒。作为具体的制造方法，已知向合金的金属熔液吹送非活性气体来制造合金颗粒的雾化法等。

利用雾化法时，可以制造微细的球状的合金颗粒。另外，如铸造法、辊骤冷法那样，无需为了制造碱性蓄电池用负极中使用的合金颗粒而进行机械性的粉碎的工序。但是，通过雾化法得到的合金颗粒为球状，因此颗粒之间的接触、合金颗粒与集电体的接触均形成点接触，接触面积减小。因此，与经过粉碎工序制造的非球状的合金颗粒相比集电性差。

对于这种问题，研究通过将球状的合金颗粒和非球状的合金颗粒混合来提高集电性。例如专利文献1中，将具有30μm以下的粒径的球状或非球状的贮氢合金颗粒A、和具有大于30μm且100μm以下的粒径的非球状的贮氢合金颗粒B混合来使用。贮氢合金颗粒A占全部贮氢合金颗粒的30体积％～80体积％、剩余部分为贮氢合金颗粒B。专利文献1提出了通过使用这种贮氢合金颗粒而提高导电性、并且使填充密度提高。

另外，专利文献2中，将球状的贮氢合金颗粒和不定形的贮氢合金颗粒混合，并且不定形的贮氢合金颗粒的表面用镍和/或钴覆盖。专利文献2提出了通过这种技术特征，提高集电性，兼顾寿命特性和放电特性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-97002号公报

专利文献2：日本特开2002-246015号公报

发明内容

本发明通过有效地引导出球状的合金颗粒的特长，提供寿命特性和速率特性均优异的电极用合金粉末、使用了其的镍氢蓄电池用电极和镍氢蓄电池。

本发明的一方式的电极用合金粉末包含具有球状的芯部分的第一贮氢合金的颗粒、和非球状的第二贮氢合金的颗粒。第一贮氢合金的平均粒径大于0μm且50μm以下。第一贮氢合金的含量大于0体积％且小于30体积％。

另外，本发明的一方式的镍氢蓄电池用负极具有上述电极用合金粉末、和与电极用合金粉末电连接的集电体。

进而，本发明的一方式的镍氢蓄电池具有正极、上述负极、夹在正极与负极之间的分隔件和碱电解液。

根据本发明，对于镍氢蓄电池而言，确保长寿命并且通过充分的负极活化，可以提高速率特性。

附图说明

图1A为示意性地表示本发明的实施方式的镍氢蓄电池的结构的纵截面图。

图1B为图1A所示的镍氢蓄电池的负极的截面示意图。

图2A为表示本发明的实施方式的第一贮氢合金的颗粒的扫描电子显微镜照片的图。

图2B为图2A的示意图。

图2C为表示本发明的实施方式的第一贮氢合金的颗粒的截面的扫描电子显微镜照片的图。

图3A为表示本发明的实施方式的第二贮氢合金的颗粒的扫描电子显微镜照片的图。

图3B为图3A的示意图。

图4A为表示本发明的实施方式的其它的第一贮氢合金的颗粒的扫描电子显微镜照片的图。

图4B为图4A的示意图。

图4C为表示本发明的实施方式的其它的第一贮氢合金的颗粒的截面的扫描电子显微镜照片的图。

具体实施方式