(57)【要約】【課題】ニッケル水素蓄電池の電力の出力特性を高く維持することのできる水素吸蔵合金、該水素吸蔵合金を負極電極として備えるニッケル水素蓄電池、及び水素吸蔵合金の製造方法を提供する。【解決手段】水素吸蔵合金は、ＡＢ５系合金からなる水素吸蔵合金であって、Ａ元素は希土類元素を主成分とするとともに、Ｂ元素はニッケルを主成分としてアルミニウム及びマンガンの少なくとも一方を含有している。そして、水素吸蔵合金の断面においてアルミニウム及びマンガンが断面中に相対的に高濃度に存在する領域の比率が０．５％以上となっている。また、このような水素吸蔵合金をニッケル水素蓄電池の負極電極として用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＢ５系合金からなる水素吸蔵合金であって、
Ａ元素は希土類元素を主成分とするとともに、Ｂ元素はニッケルを主成分としてアルミニウム及びマンガンの少なくとも一方を含有し、
前記水素吸蔵合金の断面においてアルミニウム及びマンガンが前記断面中に相対的に高濃度に存在する領域の比率が０．５％以上であることを特徴とする水素吸蔵合金。
【請求項２】
アルミニウム及びマンガンが前記断面中に相対的に高濃度に存在する領域の比率が４．０％以下である請求項１に記載の水素吸蔵合金。
【請求項３】
アルミニウム及びマンガンの両方を含有する請求項１又は請求項２に記載の水素吸蔵合金。
【請求項４】
断面を複数の領域に分割したときに、各領域におけるアルミニウム及びマンガンが相対的に高濃度に存在する領域の比率の標準偏差が同比率の平均値よりも小さい請求項１〜３の何れか一項に記載の水素吸蔵合金。
【請求項５】
水素吸蔵合金を負極電極として備えるニッケル水素蓄電池であって、
前記水素吸蔵合金として請求項１〜４の何れか一項に記載の水素吸蔵合金を用いることを特徴とするニッケル水素蓄電池。
【請求項６】
内燃機関及びモータを駆動源として備えるハイブリッド自動車に搭載されて、前記モータに電力を供給する請求項５に記載のニッケル水素蓄電池。
【請求項７】
充電率が２０％〜８０％の範囲で使用される請求項６に記載のニッケル水素蓄電池。
【請求項８】
ＡＢ５系合金からなる水素吸蔵合金の製造方法であって、
Ａ元素の主成分となる希土類元素と、Ｂ元素の主成分となるニッケルと、Ｂ元素を構成する成分となるアルミニウム及びマンガンの少なくとも一方とを所定の組成で含む原料組成物を準備する準備工程と、
前記準備工程において準備された原料組成物に対して溶融急冷法により、前記水素吸蔵合金の断面においてアルミニウム及びマンガンが前記断面中に相対的に高濃度に存在する領域の比率が０．５％以上となるように水素吸蔵合金を生成する生成工程と
を含む水素吸蔵合金の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素吸蔵合金、該水素吸蔵合金を負極電極として備えるニッケル水素蓄電池、及び水素吸蔵合金の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ポータブル機器や携帯機器などの電源として、また電気自動車やハイブリッド自動車用の電源として、エネルギー密度が高く信頼性に優れた蓄電池であるニッケル水素蓄電池が広く用いられている。ニッケル水素蓄電池は、水酸化ニッケルを主成分とした正極と、水素吸蔵合金を主成分とした負極と、水酸化カリウムなどを含むアルカリ電解液とから構成されている。
【０００３】
こうしたニッケル水素蓄電池の負極を構成する水素吸蔵合金は、水素の吸蔵放出サイクルにおいて膨張・収縮が繰り返されることにより微粉化を生じる。微粉化は、水素吸蔵合金を構成する金属間化合物又は金属元素の濃度分布が不均一となる偏析があるときに特に生じやすい。そして、水素吸蔵合金は、微粉化を生じたときにはその表面積の増大に応じてアルカリ電解液による腐食も促進されて寿命が低下する。すなわち、水素吸蔵合金の偏析は、ニッケル水素蓄電池におけるサイクル寿命の低下を生じる一因となる。そこで従来から、水素吸蔵合金の偏析を抑えて微粉化を生じ難くすることによりアルカリ電解液に対する水素吸蔵合金の耐腐食性を向上させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１５６３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、水素吸蔵合金の耐腐食性を向上させるために微粉化を生じ難くした場合には、水素吸蔵合金の微粉化に伴う表面積の増大が抑えられることにより、触媒として機能するニッケルの露出面積の増大が抑えられ、ニッケル水素蓄電池に用いた場合のニッケル水素蓄電池の電力の出力特性を十分に得られないことにもなりかねない。また、水素吸蔵合金の腐食が抑えられると、水素吸蔵合金のうち触媒として機能するニッケル以外の成分の溶解が抑えられてニッケルの露出面積の増大が抑えられることとなり、この点においてもニッケル水素蓄電池に用いた場合のニッケル水素蓄電池の電力の出力特性を十分に得られないことになりかねない。
【０００６】
なお、一般的な電気製品においては、充電率の使用範囲が０％付近や１００％付近といった電池にとって負荷の高い範囲でも使用される。そのため、０％付近や１００％付近で微粉化・腐食が起こりやすいので、上記した問題が生じにくい。しかし、ハイブリッド自動車（プラグインハイブリッド自動車を含む）の場合、充電率の使用範囲が２０％〜８０％であるため、微粉化・腐食が起こりにくく、上記した問題が生じやすい。
【０００７】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ニッケル水素蓄電池の電力の出力特性を高く維持することのできる水素吸蔵合金、該水素吸蔵合金を負極電極として備えるニッケル水素蓄電池、及び水素吸蔵合金の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する水素吸蔵合金は、ＡＢ５系合金からなる水素吸蔵合金であって、Ａ元素は希土類元素を主成分とするとともに、Ｂ元素はニッケルを主成分としてアルミニウム及びマンガンの少なくとも一方を含有し、前記水素吸蔵合金の断面においてアルミニウム及びマンガンが前記断面中に相対的に高濃度に存在する領域の比率が０．５％以上である。
【０００９】
上記構成によれば、アルミニウム及びマンガンが断面中に相対的に高濃度に存在する領域の比率が適度に担保される。そのため、水素吸蔵合金の微粉化に伴う表面積の増大によって水素吸蔵合金を用いたニッケル水素蓄電池の電力の出力特性の向上が図られる。
【００１０】
上記水素吸蔵合金の好ましい構成として、アルミニウム及びマンガンが前記断面中に相対的に高濃度に存在する領域の比率が４．０％以下である。
上記構成によれば、アルミニウム及びマンガンが断面中に相対的に高濃度に存在する領域の比率の上限が制限される。そのため、水素吸蔵合金における腐食の生じやすさに一定の制限が加わることにより、水素吸蔵合金における電解液に対する耐腐食性と、この水素吸蔵合金を用いたニッケル水素蓄電池の電力の出力特性との両立を図ることができる。
【００１１】
上記水素吸蔵合金の好ましい構成として、アルミニウム及びマンガンの両方を含有する。
上記構成によれば、アルミニウム及びマンガンの両方が断面中に相対的に高濃度に存在する領域の比率が適度に担保される。そのため、水素吸蔵合金の微粉化に伴う表面積の増大によって水素吸蔵合金を用いたニッケル水素蓄電池の電力の出力特性の更なる向上が図られる。
【００１２】
上記水素吸蔵合金の好ましい構成として、断面を複数の領域に分割したときに、各領域におけるアルミニウム及びマンガンが相対的に高濃度に存在する領域の比率の標準偏差が同比率の平均値よりも小さい。
【００１３】
上記構成によれば、アルミニウム及びマンガンの少なくとも一方が断面中に偏って存在することが抑えられる。そのため、水素吸蔵合金の微粉化に伴う、より安定した表面積の増大を促すことができる。
【００１４】
上記課題を解決するニッケル水素蓄電池は、水素吸蔵合金を負極電極として備えるニッケル水素蓄電池であって、前記水素吸蔵合金として上記構成の水素吸蔵合金を用いる。
上記構成によれば、微粉化・腐食の起こりやすい水素吸蔵合金を用いた負極電極を備えることにより、ニッケル水素蓄電池の電力の出力特性の向上を図ることができる。
【００１５】
上記ニッケル水素蓄電池の好ましい構成として、内燃機関及びモータを駆動源として備えるハイブリッド自動車に搭載されて、前記モータに電力を供給する。
上記構成によれば、ハイブリッド自動車の駆動源となるモータに対する供給電力の信頼性を維持しつつその出力特性を向上することができる。
【００１６】
上記ニッケル水素蓄電池の好ましい構成として、充電率が２０％〜８０％の範囲で使用される。
一般に、ニッケル水素蓄電池の充電率の使用範囲が２０％〜８０％に収まる条件下では水素吸蔵合金の微粉化が起こり難い。この点、上記構成によれば、アルミニウム及びマンガンの少なくとも一方が断面中に相対的に高濃度に存在する領域の比率が適度に担保されることにより、このような条件下にあっても水素吸蔵合金の微粉化が促される。その結果、水素吸蔵合金の微粉化に伴う表面積の増大によって水素吸蔵合金を用いたニッケル水素蓄電池の電力の出力特性の向上が図られる。したがって、ニッケル水素蓄電池の充電率の使用範囲が２０％〜８０％に収まる条件下であっても、車両の駆動源となるモータに対する供給電力の出力特性を向上する構成を好適に実現できる。
【００１７】
上記課題を解決する水素吸蔵合金の製造方法は、ＡＢ５系合金からなる水素吸蔵合金の製造方法であって、Ａ元素の主成分となる希土類元素と、Ｂ元素の主成分となるニッケルと、Ｂ元素を構成する成分となるアルミニウム及びマンガンの少なくとも一方とを所定の組成で含む原料組成物を準備する準備工程と、前記準備工程において準備された原料組成物に対して溶融急冷法により、前記水素吸蔵合金の断面においてアルミニウム及びマンガンが前記断面中に相対的に高濃度に存在する領域の比率が０．５％以上となるように水素吸蔵合金を生成する生成工程とを含む。
【００１８】
上記製造方法によれば、水素吸蔵合金を用いたニッケル水素蓄電池の電力の出力特性の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ニッケル水素蓄電池の電力の出力特性を高く維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ニッケル水素蓄電池の一実施の形態について、水素吸蔵合金におけるアルミニウム及びマンガンの偏析率と−３０℃でのＤＣ−ＩＲ（直流内部抵抗）との相関関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、ニッケル水素蓄電池の一実施の形態について説明する。
ニッケル水素蓄電池は、密閉型電池であり、エンジンとモータの２つの動力源を持つハイブリッド自動車において、モータを駆動するための電源として用いられる電池である。このニッケル水素蓄電池は、例えば、水素吸蔵合金を成分とする所定枚数の負極板と、水酸化ニッケルを成分とする所定枚数の正極板とを、耐アルカリ性樹脂の不織布から構成されるセパレータを介して積層した電極群を集電板に接続し、水酸化カリウムを主成分とする電解液とともに樹脂製の電槽内に収容して構成される。
【００２２】
次に、負極板に用いられる水素吸蔵合金について説明する。 
水素吸蔵合金は、ＡＢ５系の結晶構造を有し、本実施の形態では、ＭｍＮｉ５（Ｍｍ：ミッシュメタル）を原型とし、Ｎｉ（ニッケル）の一部を他の元素で置換して構成されている。ミッシュメタルは、Ｌａ（ランタン）及びＣｅ（セリウム）等の希土類元素の合金である。Ｎｉを置換する元素としては、例えば、Ｃｏ（コバルト）、Ｍｎ（マンガン）、Ｆｅ（鉄）、Ｃｕ（銅）、Ｔｉ（チタン）から選ばれる少なくとも一つの元素を用いることができる。なお、本実施の形態では、水素吸蔵合金として、Ｍｍ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｌ及びＭｎを含む合金等が用いられている。
【実施例】
【００２３】
以下、実施例について詳細に説明する。この実施例では下記の条件でニッケル水素蓄電池を作製し、その特性を評価した。
水素吸蔵合金は以下の方法で作製した。まず、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ（プラセオジム）、Ｎｄ（ネオジム）、Ｓｍ（サマリウム）などの希土類元素、詳しくはランタン系元素の混合物が合金化されたミッシュメタルを用意した。そして、準備工程として、このミッシュメタルと、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＡｌとを、所定の組成になるように配合して原料組成物を準備した。さらに、生成工程として、準備した原料組成物を溶融した上で溶融状態から凝固までの冷却速度を１０００℃／秒以上とするいわゆる溶融急冷法を行うことにより水素吸蔵合金を生成した。この場合、溶融した原料組成物が急速に冷却されることにより、組成成分の分布のばらつきの小さい水素吸蔵合金が生成される。また、水素吸蔵合金の全体に対するＡｌ及びＭｎの重量比が調整されることにより、水素吸蔵合金の断面のうちＡｌ及びＭｎが偏析して相対的に高濃度に存在する断面箇所の比率が制御される。そして、生成した水素吸蔵合金をボールミルで粉砕し、水素吸蔵合金粉末を作製した。
【００２４】
次に、水素吸蔵合金粉末をアルカリ水溶液に浸漬して攪拌した後に水洗および乾燥した。さらに、乾燥した水素吸蔵合金粉末にポリビニルアルコール溶液を加えて混練しペーストを作製した。そして、このペーストをパンチングメタルに塗布し、乾燥、圧延および切断することにより負極板を作製した。
【００２５】
正極板については、発泡ニッケル基板に水酸化ニッケルを主成分とする活物質ペーストを充填した上で乾燥、圧延および切断することにより正極板を作製した。そして、上記した正極板・負極板を耐アルカリ性樹脂の不織布から構成されるセパレータを介して複数枚積層し、水酸化カリウム（ＫＯＨ）を主成分とするアルカリ電解液とともに電槽内に収容することで、ニッケル水素蓄電池を作製した。
（直流に対する内部抵抗値（ＤＣ−ＩＲ）の測定方法）
まず、常温の下でニッケル水素蓄電池の充電率（ＳＯＣ：State Of Charge）が６０％になるまで充電を実施する。そして、ニッケル水素蓄電池を−３０℃まで冷却した後、一定の電流値で５秒間放電した際の電圧降下（ΔＶ）を用い、ニッケル水素蓄電池の直流内部抵抗（ＤＣ−ＩＲ）を「ΔＶ／電流値」によって算出する。
（水素吸蔵合金におけるＡｌ及びＭｎの偏析率の測定方法）
水素吸蔵合金におけるＡｌ及びＭｎの偏析率Ｘは電子線マイクロプローブアナライザ（ＥＰＭＡ）によって所定の条件で測定される元素の分布を用いて算出される。元素の分布の測定には、電子線マイクロプローブアナライザＪＸＡ−８１００（日本電子製）が用いられる。なお、本実施例では、所定の条件として、加速電圧＝１５ｋＶ、照射電流＝０．１μＡ、観察倍率＝４００倍が採用されている。そして、この所定の条件において、水素吸蔵合金の断面からＡｌに固有のＸ線の強度信号を検出し、その値が６０ＣＰＳ以上の場合、その断面箇所にＡｌが偏析して相対的に高濃度に存在している旨が判定される。また、この所定の条件において、水素吸蔵合金の断面からＭｎに固有のＸ線の強度信号を検出し、その値が２０ＣＰＳ以上の場合、その断面箇所にＭｎが偏析して相対的に高濃度に存在している旨が判定される。そして、水素吸蔵合金の断面のうち、Ａｌが偏析して相対的に高濃度に存在していると判定された断面箇所の比率と、Ｍｎが偏析して相対的に高濃度に存在していると判定された断面箇所の比率との合計値が偏析率Ｘとして測定される。
【００２６】
なお、上記６０ＣＰＳ及び２０ＣＰＳとの値は、合金断面の平均レベルの２倍以上の値が検出されるように設定した値である。つまり、請求項でいう「相対的に高濃度に存在する領域」とは、ＡｌやＭｎが、合金断面全体の平均濃度の２倍以上の濃度で存在している領域のことをいう。
【００２７】
また、ＡｌやＭｎの濃度は、合金断面全体の平均濃度の４倍以下であることが好ましい。４倍を超えると、濃度分布が不均一になって好ましくないからである。なお、４倍を超える濃度は、ＥＰＭＡの値がＡｌの場合には８７ＣＰＳを超える値、Ｍｎの場合には５７ＣＰＳを超える値を示すが、本実施例では、このような値を示す領域はなかった。
【００２８】
また、偏析率Ｘは、合金中のＡｌ及びＭｎの比率で調整することができる。つまり、Ａｌ及びＭｎの比率を増加させることで、偏析率Ｘも増加させることができる。
また、測定対象とされている水素吸蔵合金の断面をＮ個（本実施例では９個）の領域に等分割したときに、各領域のうちＡｌ及びＭｎが偏析して相対的に高濃度に存在している部分の面積の比率が領域ごとの偏析率Ｘ１〜ＸＮとして算出される。そして、これらの偏析率Ｘ１〜ＸＮの平均値に対する偏析率Ｘ１〜ＸＮの標準偏差δＸの比率が偏析ばらつき（変動係数）Ｘｒとして算出される。なお、偏析ばらつきＸｒは、溶融急冷法の鋳湯速度で調整することができる。つまり、鋳湯速度を遅くすることにより、偏析ばらつきＸｒを低くすることができる。
（測定結果）
本実施例のニッケル水素蓄電池について、水素吸蔵合金におけるアルミニウム及びマンガンの偏析率とＤＣ−ＩＲの測定結果との対応関係を図１に示している。
【００２９】
図１に示すように、本実施例では、Ａｌ及びＭｎの偏析率とＤＣ−ＩＲとの対応関係について４つの測定点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４が測定されている。各測定点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４における偏析率及びＤＣ−ＩＲの値は、偏析率の低い測定点から順に、Ｐ１（０．２、２０．５）、Ｐ２（０．６、１９．０）、Ｐ３（１．２、１８．６）、Ｐ４（２．８、１８．２）となっている。そして、これらの測定点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に基づき、本実施例のニッケル水素蓄電池における偏析率とＤＣ−ＩＲとの相関関係を示す近似曲線Ｌが算出される。
【００３０】
そして、本実施例では、偏析率が０．５％以上の範囲にあるときに、ＤＣ−ＩＲが１９．５ｍΩ以下となることが近似曲線Ｌに基づき把握される。ＤＣ−ＩＲが１９．５ｍΩ以下の場合、ハイブリッド自動車に要求される出力特性として好適なものとなる。なお、各測定点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４のうち、偏析率が０．５％以上となる３つの測定点Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４におけるＤＣ−ＩＲの値はほぼ一定となっている。これに対し、偏析率が０．５％未満となる測定点Ｐ１におけるＤＣ−ＩＲの値は、他の測定点Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４におけるＤＣ−ＩＲの値とは大きく乖離している。
【００３１】
また、本実施例では、水素吸蔵合金における偏析率の値が４％以下となる範囲を好ましい範囲としている。偏析率の値が４％を超えると、ＡｌやＭｎが腐食しやすくなる。この場合、ＡｌやＭｎが溶け出して析出し、ニッケル水素蓄電池にした際に短絡が発生するおそれがあるため、好ましくない。そのため、このように水素吸蔵合金における腐食の生じやすさに一定の制限を加えることにより、水素吸蔵合金における電解液に対する耐腐食性と、この水素吸蔵合金を用いたニッケル水素蓄電池の電力の出力特性との両立を図っている。
【００３２】
また、本実施例では、４つの測定点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４における偏析ばらつきＸｒの値は、偏析率の低い測定点から順に、Ｐ１（１００％）、Ｐ２（６８％）、Ｐ３（５９％）、Ｐ４（２４％）となっている。すなわち、全ての測定点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４における偏析ばらつきＸｒの値が１００％以下に設定されている。そのため、水素吸蔵合金におけるＡｌ及びＭｎの分布の均一性が担保されることにより、その特性にばらつきを生じることが抑えられている。特に、本実施例の測定点Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４における偏析ばらつきＸｒの値が７０％以下に設定されている。そのため、水素吸蔵合金におけるＡｌ及びＭｎの分布の均一性がより一層担保されることとなり、その特性にばらつきを生じることが特に抑えられている。
【００３３】
次に、上述したニッケル水素蓄電池の作用について説明する。
水素吸蔵合金については、Ａｌ及びＭｎの偏析率Ｘが高くなると微粉化及び腐食が起こり易くなるため、電解液に対するＮｉの露出面積の増大に伴って反応速度が向上する。その結果、水素吸蔵合金を用いたニッケル水素蓄電池の電力の出力特性が向上することにより、ニッケル水素蓄電池のＤＣ−ＩＲの値が低下する。そして、上記実施例で用いたニッケル水素蓄電池によれば、水素吸蔵合金におけるＡｌ及びＭｎの偏析率Ｘが０．５％以上の範囲にあるときに、ＤＣ−ＩＲが１９．５ｍΩ以下となることが確認された。そのため、ニッケル水素蓄電池がハイブリッド自動車に搭載されるときには、水素吸蔵合金におけるＡｌ及びＭｎの偏析率が０．５％以上の範囲にあれば水素吸蔵合金を用いたニッケル水素蓄電池の電力の出力特性が十分に得られることとなる。
【００３４】
また、水素吸蔵合金については、Ａｌ及びＭｎの偏析ばらつきＸｒが高くなるとＡｌ及びＭｎの分布の均一性が担保されなくなり、その特性にばらつきが生じやすくなる。そして、上記実施例で用いたニッケル水素蓄電池によれば、水素吸蔵合金におけるＡｌ及びＭｎの偏析ばらつきＸｒの値が１００％以下、つまり水素吸蔵合金の断面を複数に分割したときに、各領域におけるＡｌ及びＭｎが相対的に高濃度に存在する領域の比率である偏析率Ｘ１〜ＸＮの標準偏差δＸが偏析率Ｘ１〜ＸＮの平均値よりも小さくなるように設定されたときには、水素吸蔵合金を用いたニッケル水素蓄電池の電力の出力特性が安定することが確認された。そのため、水素吸蔵合金におけるＡｌ及びＭｎの偏析ばらつきＸｒが１００％以下の範囲にあれば水素吸蔵合金を用いたニッケル水素蓄電池の電力の出力特性についての信頼性が十分に得られることとなる。また、偏析ばらつきＸｒが７０％以下に設定されていることにより、上記出力特性の信頼性はさらに十分なものとなる。
【００３５】
なお一般に、ニッケル水素蓄電池がハイブリッド自動車に搭載されるときには、ニッケル水素蓄電池の充電率の使用範囲が、０％付近や１００％付近にまで及ぶ一般的な電気製品とは異なり、２０％〜８０％に収まることとなる。水素吸蔵合金の微粉化・腐食は充電率が０％付近や１００％付近といった、電池に対する負荷が大きい環境下で主に起こるため、この充電率の使用範囲では、水素吸蔵合金における微粉化及び腐食が起こり難い。この点、上記実施例で用いたニッケル水素蓄電池によれば、水素吸蔵合金におけるＡｌ及びＭｎの偏析率を０．５％以上の範囲として水素吸蔵合金を用いたニッケル水素蓄電池の電力の出力特性を向上させることにより、充電率の使用範囲が２０％〜８０％に収まる場合であっても水素吸蔵合金を用いたニッケル水素蓄電池の電力の出力特性が十分に得られることとなる。なお、ハイブリッド自動車に搭載されるニッケル水素蓄電池の充電率が２０％〜８０％の範囲で用いられるのは、過充電・過放電を防止するためである。
【００３６】
以上説明したように、上記実施の形態のニッケル水素蓄電池によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）水素吸蔵合金におけるＡｌ及びＭｎの偏析率Ｘが０．５％以上の範囲に設定されるため、水素吸蔵合金の断面においてＡｌ及びＭｎが断面中に相対的に高濃度に存在する領域の比率が適度に担保される。そのため、水素吸蔵合金の微粉化に伴う表面積の増大によって水素吸蔵合金を用いたニッケル水素蓄電池の電力の出力特性の向上が図られる。
【００３７】
（２）水素吸蔵合金におけるＡｌ及びＭｎの偏析率Ｘが４．０％以下の範囲に設定される。そのため、水素吸蔵合金における腐食の生じやすさに一定の制限が加わることにより、水素吸蔵合金における電解液に対する耐腐食性と、この水素吸蔵合金を用いたニッケル水素蓄電池の電力の出力特性との両立を図ることができる。
【００３８】
（３）水素吸蔵合金におけるＡｌ及びＭｎの偏析ばらつきＸｒの値が１００％以下に設定されるため、水素吸蔵合金の断面においてＡｌ及びＭｎの少なくとも一方が断面中に偏って存在することが抑えられる。そのため、水素吸蔵合金の微粉化に伴う、より安定した表面積の増大を促すことができる。
【００３９】
（４）微粉化・腐食の起こりやすい水素吸蔵合金を用いた負極電極を備えることにより、ニッケル水素蓄電池の電力の出力特性の向上を図ることができる。
（５）ニッケル水素蓄電池は、内燃機関及びモータを駆動源として備えるハイブリッド自動車に搭載されてモータに電力を供給する。そのため、ハイブリッド自動車の駆動源となるモータに対する供給電力の信頼性を維持しつつその出力特性を向上することができる。
【００４０】
（６）ニッケル水素蓄電池の充電率の使用範囲が水素吸蔵合金の微粉化・腐食が起こりにくい２０％〜８０％に収まる条件下であっても、車両の駆動源となるモータに対する供給電力の出力特性を向上する構成を好適に実現できる。
【００４１】
（７）Ａｌ及びＭｎを所定の組成で含む原料組成物に対して溶融急冷法を行うことにより、偏析ばらつきＸｒが１００％以下の、Ａｌ及びＭｎの分布の均一性が担保された水素吸蔵合金を得ることができる。それにより、水素吸蔵合金の微粉化・腐食によるニッケル水素蓄電池の出力特性の増大を確実に生じさせることができる。
【００４２】
なお、上記実施の形態は、以下のような形態にて実施することもできる。
・上記実施の形態では、水素吸蔵合金の断面のうち、Ａｌが偏析して相対的に高濃度に存在している断面箇所の比率と、Ｍｎが偏析して相対的に高濃度に存在している断面箇所の比率との合計値を偏析率Ｘとして規定した。ただし、水素吸蔵合金がＡｌ及びＭｎのうちの一方の元素のみを含むときには、水素吸蔵合金の断面のうち、Ａｌ及びＭｎの一方の元素が偏析して相対的に高濃度に存在している断面箇所の比率を偏析率として規定し、この偏析率の値を０．５％以上の範囲に設定してもよい。この場合であっても、水素吸蔵合金の断面においてＡｌ又はＭｎが断面中に相対的に高濃度に存在する領域の比率が適度に担保される。そのため、水素吸蔵合金の微粉化に伴う表面積の増大によって水素吸蔵合金を用いたニッケル水素蓄電池の電力の出力特性の向上が図られる。
【符号の説明】
【００４３】
Ｌ…近似曲線、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４…測定点。
【図１】
2015203119.tif 000003