(57)【要約】【課題】本発明は、電池の水素吸蔵合金を提供することを目的とする。【解決手段】式（Ｍｍ）Ｂ５によって表わされ、但し、上記Ｍｍは、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ金属及び／またはそれらを含有する合金であり、且つＬａのモル比は０．４５〜０．４７、Ｃｅのモル比は０．３６〜０．４０、Ｐｒのモル比は０．０３〜０．０４、Ｎｄのモル比は０．１０〜０．１２であり、上記Ｂは、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ金属及び／またはそれらを含有する合金であり、且つＮｉのモル比は３．４７〜３．５７、Ｃｏのモル比は０．７１〜０．７６、Ｍｎのモル比は０．３９〜０．４３、Ａｌのモル比は０．２８〜０．２９である。また、該水素吸蔵合金の電気化学容量は、３２５〜３４０ｍＡｈ／ｇである。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（Ｍｍ）Ｂ５によって表わされ、但し、上記Ｍｍは、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセネジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）金属及び／またはそれらを含有する金属合金であり、且つランタンのモル比は０．４５〜０．４７、セリウムのモル比は０．３６〜０．４０、プラセオジムのモル比は０．０３〜０．０４、ネオジムのモル比は０．１０〜０．１２であり、上記Ｂはニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、アルミニウム（Ａｌ）金属及び／またはそれらを含有する合金であり、且つニッケルのモル比は３．４７〜３．５７、コバルトのモル比は０．７１〜０．７６、マンガンのモル比は０．３９〜０．４３、アルミニウムのモル比は０．２８〜０．２９であることを特徴とする電池の水素吸蔵合金。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池の水素吸蔵合金に関し、特に、高化学電気容量の水素吸蔵合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１に示す如く、水素吸蔵合金１は、適当な温度及び圧力の下では、水素２を金属結晶格子間３に取込み、温度及び圧力を調整することによって、上記水素２を放出させることができる。
【０００３】
図２、図３に示されているように、従来の電池は水素吸蔵合金の特性を利用して、水素吸蔵合金がアルカリ性の電解溶液中で、下記反応式のような充放電の電気化学反応を行うのである。
【０００４】
【式１】
2004099986.tif 000002
【０００５】
充電時、水が水素ガスに直接電解され、水素吸蔵合金１は表面に生成された水素２を内部へ拡散吸蔵させる。放電時は、水素２が上記水素吸蔵合金１の内部から外部へ拡散放出され、当該水素吸蔵合金１の表面でＯＨ−イオンと結合して水になる。したがって、水素吸蔵合金は電池の作用を決める最も重要な役割を果たす。
【０００６】
一般に、電池の材料とする水素吸蔵合金を選択するときは、水素吸蔵合金の電気容量、充放電周期、及び低コストなどを条件として、考えなければならない。水素吸蔵合金の電気容量が高ければ、得られる電池充放電能力がよく、即ち電池の効果がよく、充放電周期は、回数が多ければ、電池の有効使用寿命が長い。そして、合金の値段が安ければ、電池のコストが低く、市場競争力がよい。しかしながら、よい水素吸蔵合金の開発は難しく、水素吸蔵合金を開発するとき、上記一つまたは二つの条件だけを満たしているのであれば、電池用と目されさらに改良の余地がある。
【０００７】
従来の電池に利用されている水素吸蔵合金としては、ＡＢ５（希土類系）、ＡＢ／Ａ２Ｂ（チタン系）、ＡＢ２（ジルコニウム系、Ｌａｖｅｓ相）の三つに大別される。その中で、ＡＢ５（希士類系）型合金は、急速に充放電可能で、且つ低コストの利点を有するため、研究開発の値があり、現在、研究開発の主な対象とされている。
【０００８】
そして、ＡＢ５（希土類系）型合金において、（Ｍｍ）Ｂ５系の水素吸蔵合金（Ｍｍは、例えば、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）の希土金属またはその合金を表し、Ｂは例えばニッケル（Ｎｉ）、コバルト（ＣＯ）、マンガン（Ｍｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ジルコニウム（Ｚｒ）・・・等の金属またはその合金）は、Ｍｍが安価であるため、特に多くの提案がなされている。上記水素吸蔵合金は、組成元素の変更によって、より高い電気化学容量を有することができ、当該合金を用いて電池を製造すると、実際によりよい電池エネルギーの充放電効果が得られる。
【０００９】
特許文献１の開示によれば、電池に用いられるＡＢ５系合金としての（Ｍｍ）Ｂ５系水素吸蔵合金としては、Ｍｍは、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄを含有する金属の混合物、Ｂは、Ｎｉ　、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ金属及び／またはそれらの金属を含有する合金であり、且つ、Ｎｉ　のモル比は３．４〜３．６、Ｃｏのモル比は０．６〜０．８、Ｍｎのモル比は０．３、Ａｌのモル比は０．５であり、上記合金の電気化学容量は３０２〜３１２ｍＡｈ／ｇとある。
【００１０】
また、特許文献１は、他のＡＢ５系合金である（Ｍｍ）Ｂ５系水素吸蔵合金は、ＭｍがＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄを含有する金属の混合物、Ｂは、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ金属及び／またはそれらの金属を含有する合金であり、且つ、Ｎｉのモル比は３．８、Ｃｏのモル比は１、Ｍｎのモル比は０．５、Ａｌのモル比は０．１であり、上記合金の電気化学容量は３０２ｍＡｈ／ｇであることを開示している。
【００１１】
【特許文献１】
特開平６−２０６８３号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記２つの水素吸蔵合金は、電気化学容量が３０２〜３１２ｍＡｈ／ｇであり、十分な充放電の効果をそなえており、すでに電池に応用され、産業上の生産価値もそなえているが、なおも、電気化学容量或いは水素吸蔵震の向上、充放電中電池において生じる内圧の抑制などのため、（Ｍｍ）Ｂ５系水素吸蔵合金の成分組成についてさらなる改善が見込まれる。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電池の水素吸蔵合金、特に電気容量及び水素吸蔵量が高い水素吸蔵合金を提供することを目的とする。
【００１４】
そして、本発明の電池の水素吸蔵合金は、式（Ｍｍ）Ｂ５で表わされ、式中、Ｍｍは、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）金属及び／またはそれらを含有する合金であり、且つ、ランタンのモル比は０．４５〜０．４７、セリウムのモル比は０．３６〜０．４０、プラセオジムのモル比は０．０３〜０．０４、ネオジムのモル比は０．１０〜０．１２であり、Ｂは、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、アルミニウム（Ａｌ）及び／またはそれらを含有する合金であり、且つニッケルのモル比は３．４７〜３．５７、コバルトのモル比は０．７１〜０．７６、マンガンのモル比は０．３９〜０．４３、アルミニウムのモル比は０．２８〜０．２９である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明における好ましい実施例の電池の水素吸蔵合金は、式（Ｍｍ）Ｂ５によって表わされ、但し、Ｍｍは、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ金属及び／またはそれらを含有する金属合金であり、且つＬａのモル比は０．４５〜０．４７、Ｃｅのモル比は０．３６〜０．４０、Ｐｒのモル比は０．０３〜０．０４、Ｎｄのモル比は０．１０〜０．１２であり、上記Ｂは、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ及び／またはそれらを含有する合金であり、且つＮｉのモル比は３．４７〜３．５７、Ｃｏのモル比は０．７１〜０．７６、Ｍｎのモル比は０．３９〜０．４３、Ａｌのモル比は０．２８〜０．２９である。
【００１６】
上記合金を製造するには、まず、アルゴンガスを充満した不活性雰囲気中、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ金属及び／またはそれらを含有する合金を、上記モル比によって混合し、当該金属混合物を混煉炉内に投入して、炉内浴の温度が１３００℃及び１５〜２５ｂａｒのアルゴンガス圧で、上記合金溶液に溶融する。次に、上記不活性雰囲気中に、上記合金溶融液を霧状に吐出すると同時に、アルゴンガスを吹付け、該合金溶融液を１０００℃／ｓｅｃの冷却速度で冷却する。そして冷却された合金を、アルゴンガスを充満した雰囲気において、７００〜９００℃で、３〜５時間調製し、焼結体（ｓｉｎｔｅｒｅｄ　ｃａｋｅ）を得る。最後、該合金の焼結体を細かく砕いてその粒子の直径が７５μｍ以下になるような合金粉末が得られる。該合金粉末を電池の製造に用いることができる。
【００１７】
上記モル比及び上記プロセスによって得られた水素吸蔵合金について、反復して実験した結果、電気化学容量が３２５〜３４０ｍＡｈ／ｇ、水素吸蔵量が１．２〜１．２５％（５ａｔｍ）、放電速度は高く、９６％（７００ｍＡ）以上で、電池の内圧が、充電量が１２０％のとき３．８ｂａｒ以下であることが確認された。
【００１８】
以上により、本発明の水素吸蔵合金の電気化学容量は、３２５〜３４０ｍＡｈ／ｇで、従来の水素吸蔵合金で得られる電気化学容量３０２〜３１２ｍＡｈ／ｇよりも高い。また、本発明の水素吸蔵合金の水素吸蔵量は、重量％で、１．２〜１．２５％であり、水素吸蔵量の理論値１．２％或いはそれ以上である。さらに、放電速度及び充放電時の電池内圧にもよい値が得られる。したがって、本発明の水素吸蔵合金が電池に用いられると、従来の水素吸蔵合金よりも高い化学反応特性が得られ、本発明の水素吸蔵合金を用いた電池が実際の充放電中においても向上した効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】水素吸蔵合金における格子間に水素を取り込む状態の概略模示図。
【図２】電池の水素吸蔵合金における電気化学の充電反応の概略図。
【図３】図２の電池の水素吸蔵合金における電気化学の放電反応の概略図。
【符号の説明】
１　　水素吸蔵合金
２　　水素
３　　格子間
【図１】
2004099986.tif 000003
【図２】
2004099986.tif 000004
【図３】
2004099986.tif 000005