吸氢合金电极、吸氢合金电极的制造方法及碱性二次电池技术

一种用于碱性二次电池的吸氢合金电极、至少含有镍、钴、铝所构成的吸氢合金，将从该吸氢合金表面至其３０Ａ深处部分的钴原子和铝原子的存在比例之和作为ａ，将该吸氢合金内部主体领域中的钴原子和铝原子的存在比例之和作为ｂ，其关系满足ａ／ｂ≥１．３０的条件；又，本发明专利技术为一种用于碱性二次电池中吸氢合金电极的至少含有镍、钴、铝和锰所构成的吸氢合金，将从该吸氢合金表面至其３０Ａ深处部分的钴原子、铝原子、锰原子的存在比例之和作为Ａ，将该吸氢合金内部主体领域中的钴原子、铝原子、锰原子的存在比例之和作为Ｂ，其关系满足Ａ／Ｂ≥１．２０的条件。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种使用于镍-氢二次电池等的碱性二次电池负极的吸氢合金电极、该吸氢合金电极的制造方法及使用该吸氢合金电极的碱性二次电池。本专利技术的特征在于改善了使用于吸氢合金电极的吸氢合金；提高了吸氢合金电极的初期活度及其低温下的特性。以往，作为碱性二次电池之一种，已知有镍-氢二次电池，在该镍-氢二次电池中，通常是使用将吸氢合金用作负极的吸氢合金电极。此处，作为用作负极的吸氢合金是使用具有作为稀土类元素混合物的铈镧合金(Mm)的CaCu5型晶体结构(CaCu5Type crystal structure)的吸氢合金及laves系的吸氢合金。然而，这些吸氢合金通常是由于自然氧化等而在其表面形成氧化物等薄膜。为此，使用这样的吸氢合金制作吸氢合金电极，并将该吸氢合金电极用于镍-氢二次电池中的负极时，存在这样的问题吸氢合金电极的初期活度降低，不能充分地吸收氢气；镍-氢二次电池初期的电容量下降，因氢气而使该电池内的压力增加等。为此，近年来，如特开平5-225975号公报等所揭示的，提出了将吸氢合金浸渍于如盐酸等的酸性溶液中，以除去吸氢合金表面的氧化膜的方法。这里，如上所述，将吸氢合金浸渍于如盐酸等的酸性溶液中，以除去吸氢合金表面的氧化膜时，在吸氢合金表面出现一定程度的活性部位。然而，存在问题是在所述吸氢合金表面出现的活性部位如果再次氧化后，就不能充分提高吸氢合金的初期活度。这样，依然存在这样的问题在初期，氢气仍不能充分地被吸氢合金所吸收，初期的电容量低下，又，电池内的压力增加等。再有，在以往的使用了吸氢合金的吸氢合金电极中也有如下问题其低温下的电化学催化能力不充分，在低温下使用时，其放电特性也差。专利技术简述本专利技术的目的在于提供一种吸氢合金电极，所述吸氢合金电极在用作镍-氢二次电池等的碱性二次电池负极的吸氢合金电极时，可以提高该吸氢合金电极使用于负极时的初期活度。本专利技术的其它目的在于，提高吸氢合金电极的初期活度，以便可以简单地制得提高充电性能的吸氢合金电极。本专利技术的其它目的在于，在使用吸氢合金电极作为负极的碱性二次电池中，在提高其初期放电容量的同时，抑止电池内压的上升。本专利技术的其它目的在于，在使用吸氢合金电极作为负极的碱性二次电池中，即使在低温下使用时，也可获得充分的放电特性。在本专利技术的第一个吸氢合金电极中，使用至少含有镍、钴、铝所构成的吸氢合金，将从该吸氢合金表面至其30深处部分的钴原子和铝原子的存在比例之和作为a，将该吸氢合金内部的主体领域中的钴原子和铝原子的存在比例之和作为b时，需满足a/b≥1.30的条件。此处，如第一种吸氢合金电极那样，使该吸氢合金内部主体领域中的钴原子和铝原子的存在比例之和多于其在该合金表面之和，通过钴原子和铝原子的催化剂作用，可将使用该吸氢合金的吸氢合金电极的活度提高至高于其初期的活度，同时，提高其低温下的电子导电性。另外，将该第一种吸氢合金电极用作镍氢二次电池等碱性二次电池中的负极，即可抑止初期气体的发生，增大初期的电容量，同时，也抑止电池内的压力上升，提高电化学催化能力。在本专利技术的第二种吸氢合金电极中，使用至少含有镍、钴、铝、锰所构成的吸氢合金，将从该吸氢合金的表面至其30的深处部分的钴原子、铝原子及锰原子的各个原子的存在比例之和作为，将该吸氢合金内部主体领域中的钴原子、铝原子及锰原子的各个原子存在比例之和作为B时，需满足A/B≥1.20的条件。此处，如第二种吸氢合金电极那样，使该吸氢合金内部主体领域中的钴原子、铝原子及锰原子的各个原子存在比例之和多于其在该合金表面之和，通过钴原子、铝原子及锰原子的催化作用，可将使用该吸氢合金的吸氢合金电极的活度提高至高于其初期的活度，同时，提高其电化学催化能力。另外，将该第二种吸氢合金电极用作镍氢二次电池等碱性二次电池中的负极时，即可抑止初期气体的发生，在增大初期电池容量的同时，也抑止电池内的压力上升，提高低温下使用时的放电特性。又，在本专利技术的第一种吸氢合金电极的制造方法中，在使用至少含有镍、钴、铝的吸氢合金制造吸氢合金电极时，分别以对吸氢合金重量为1-5％(重量)的比例范围添加钴化物和铝化物，在如此形成的酸性溶液中对吸氢合金进行表面处理。如此，在添加了钴化物和铝化物的酸性溶液中，对含有镍、钴、铝所构成的吸氢合金进行表面处理，由此，可在吸氢合金表面呈现活性部分的同时，该活性部分得到由CoAl2O4组成的保护膜的保护，抑止了活性部分的再次氧化，同时，使该吸氢合金中的钴原子及铝原子在其表面的存在量大于其在吸氢合金内部主体领域的存在量。又，将添加于酸性溶液中的钴化物和铝化物的添加量分别控制在占吸氢合金重量为1～5％(重量)的范围，则可得到将从该吸氢合金表面至其30深处部分的钴原子和铝原子的存在比例之和作为a，将该吸氢合金内部主体领域中的钴原子和铝原子的存在比例之和作为b时，满足a/b≥1.30的条件，则得到上述第一种吸氢合金电极。如果，添加于酸性溶液中的钴化物和铝化物的添加量少于上述范围，则从该吸氢合金表面至其30深处部分的钴原子和铝原子的存在量减少；又，如果钴化物和铝化物的存在量过多，钴原子和铝原子也不残留于所述吸氢合金表面。所以，在任何情况下，都不能得到满足a/b≥1.30条件的第一种吸氢合金电极。这里，添加于酸性溶液中的钴化物和铝化物只要是可溶解于酸性溶液中的化合物即可，可以是任何化合物。例如，作为钴化物，可以使用如氯化钴及氢氧化钴(含碱式氢氧化钴)等，作为铝化物，可以使用氯化铝及氢氧化铝等。又，在本专利技术的第二种吸氢合金电极的制造方法中，在使用至少含有镍、钴、铝、锰所构成的吸氢合金制造吸氢合金电极时，以对吸氢合金重量为1～5％(重量)的比例范围添加铝化物，在如此形成的酸性溶液中对吸氢合金进行表面处理。如此，在添加了钴化物的酸性溶液中对含有镍、钴、铝、锰的吸氢合金进行表面处理，由此，可使该吸氢合金中的钴原子及铝原子和锰原子在其表面的存在量大于其在吸氢合金内部主体领域的存在量。又，将添加于酸性溶液中的铝化物的添加量控制在占吸氢合金重量为1～5％(重量)的范围，则可得到将从该吸氢合金表面至其30深处部分的钴原子、铝原子、锰原子的各个原子存在比例之和作为A，和该吸氢合金内部主体领域中的钴原子、铝原子、锰原子的各个原子存在比例之和作为B的关系满足A/B≥1.20的条件，则得到上述第二种吸氢合金电极。如果，添加于酸性溶液中的铝化物的量少于上述范围，则从该吸氢合金表面至其30深处部分的钴原子、铝原子、锰原子的存在量减少；又，如果铝原子的存在量过多，钴原子、铝原子、锰原子的各个原子也不残留于吸氢合金表面。所以，在任何情况下，都不能得到满足A/B≥1.20、a/b≥1.30的条件的上述吸氢合金电极。又，在本专利技术的第一及第二种吸氢合金电极的制造方法中，其各自酸性溶液的pH值如果过高，则不能去除吸氢合金表面的氧化物等薄膜；另一方面，如果酸性溶液的pH值过低，则吸氢合金中的活性金属也溶解，在吸氢合金表面的活性部分也低下。因此，理想的是，这些酸性溶液的初期pH值在0.7～2.0的范围内。又，上述酸性溶液的温度如果过高，则吸氢合金中的活性金属也溶解，在吸氢合金表面的活性部分也低下；另一方面，如果酸性溶液的温度过低，则不能去除吸氢合金表面的氧化物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸氢合金电极，所述吸氢合金电极为使用至少含有镍、钴、铝的吸氢合金所构成合金电极，其特征在于：将从该吸氢合金表面至其３０Ａ深处部分的钴原子和铝原子的存在比例之和作为ａ，将该吸氢合金内部的主体领域中的钴原子和铝原子的存在比例之和作为ｂ时，满足ａ／ｂ≥１．３０的条件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：井本辉彦，加藤菊子，黑田靖，东山信幸，木本卫，藤谷伸，西尾晃治，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]