本发明专利技术提供了一种由下述区所组成吸氢合金：Ｍｇ含量为５０％（摩尔）以上、７５％（摩尔）以下，Ｎｉ含量为５０％（摩尔）以下的第一区；和选自Ｍｇ含量为０％（摩尔）以上、５０％（摩尔）以下，Ｎｉ含量为７５％（摩尔）以下的第二区；Ｍｇ含量为７５％（摩尔）以上的第三区及Ｎｉ含量为７５％（摩尔）以上的第四区中的至少二个以上区。该吸氢合金比起以往的稀土类吸氢合金来，其单位重量的氢吸留量大，且价廉，重量轻。（*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吸氢合金(氢吸留合金，hydrogen-absorbing alloy)、电池用负极(negtive electrode)及碱性二次电池。吸氢合金是一种可将体积为其自身数万倍的氢(作为常温常压气体)稳定地吸留、储存的合金。为此，所述吸氢合金有望成为一种可安全、容易地储存、保管、输送氢能源的材料。另外，作为功能性新材料的吸氢合金的应用领域，已有人提出了如氢的储存、输送，热能的储存、输送，热能和机械能的转换，氢的分离、精制，氢同位素的分离，以氢为活性物质的电池，合成化学中的催化剂，温度传感器等广泛的应用领域。再有，近年来，将吸氢合金用作负极材料的镍-氢二次电池(蓄电池)所具有的特征是高容量、耐过充电·过放电、充放电效率大、干净，具有可与镍-镉电池的互换性等。所以，作为新一代民用电池特别引人注目，受到广泛的应用，并日益实用化。如此，充分利用吸氢合金的物理性质和化学性质，可开发出多种多样的用途，吸氢合金将成为今后产业的关键材料之一。作为吸氢金属，可使用与水起放热反应的、即，可与氢形成稳定化合物的金属元素(例如Pd、Ti、Zr、V、及其它稀土类金属元素、碱土类元素等)单体，也可以将这些金属元素与其它的金属合金化后使用。合金化的一个优点是，它不光可使金属-氢之间的结合力适当地减弱以便于作氢吸留反应，且可使氢的释放(解吸，desorption)反应也较容易进行。其第二个优点是，可以改善反应所必要的氢气压(平衡压；平稳电压)的大小、平衡区(平稳区)的大小、在吸氢过程中平衡压的变化(平坦性)等的吸留、释放特性。其第三个优点是，可以提高材料的化学、物理稳定性。作为以往吸氢合金的组成，若将上述可与氢起放热反应的金属元素作为A，将除其之外的金属作为B，则大致可分为如下的几种(1)AB5系(例如LaNi5、CaNi5等)，(2)AB2系(例如MgZn2、ZrNi2等)，(3)AB系(例如TiNi、TiFe等)，(4)A2B系(例如Mg2Ni、Ca2Fe等)，(5)其它(簇等)等合金。其中，(1)的LaNi5，属于(2)的莱维斯相合金及属于(3)的一部分合金可在常温附近与氢反应，且其化学稳定性较高，因此作为如前所述的二次电池的电极用材料，得到广泛的研究。然而，上述(4)A2B系的吸氢合金却存在如下所述的各种问题。即，其与氢结合的稳定性非常高，氢被吸留后很难释放。如果不是在较高温度下(200℃-300℃左右)，就不会发生氢的吸留、释放反应，或者是，该吸留、释放反应进行极为缓慢。其结果，上述A2B系吸氢合金除了储存、输送等的用途外，一般不大使用。不过，其所具有的优异特性是，其潜在的吸氢能力以其每单位体积来说，为其它合金系的同等以上，以其每单位重量来说，为其它合金系的2倍至数倍。因此，如能消除上述A2B系吸氢合金所存在的问题，则可将该吸氢合金的用途扩展至各种迄今为止一直是使用其它合金的物理化学、工业领域，也可再开拓出利用吸氢合金的新领域。另外，有关上述(5)系的合金，仅见于一些学术性的报导，现时完全未见有关其实用化或者是达到实用化运作阶段的报导。如上所述，在各种吸氢合金中，Mg-Ni系合金的特征是，重量轻，容量大，且通常可以碱土类金属和铁族金属为中心的组成进行制作，因此，其原料成本低。然而，上述的吸氢合金也具有前述各种问题。本专利技术在于提供一种吸氢合金，所述吸氢合金可以克服Mg-Ni系合金所具有的各种问题；可以提高在常温附近处的吸氢特性；特别是可以提高吸氢速度。本专利技术又在于提供一种含有提高了吸氢速度的吸氢合金的电池用负极，及提供一种提高了充放电循环特性的碱性二次电池。根据本专利技术，提供了一种吸氢合金(hydrogen-absorbing alloy)，所述吸氢合金含有由下述区所组成的合金Mg含量为50％(摩尔)以上、75％(摩尔)以下，Ni含量为50％(摩尔)以下的第一区(第I区)；和选自Mg含量为0％(摩尔)以上、50％(摩尔)以下，Ni含量为75％(摩尔)以下的第二区；Mg含量为75％(摩尔)以上的第三区及Ni含量为75％(摩尔)以上的第四区中的至少二个以上区(亦称第II区)。根据本专利技术，提供了一种含有吸氢合金的电池用负极，所述吸氢合金由选自下述区所组成Mg含量为50％(摩尔)以上、75％(摩尔)以下，Ni含量为50％(摩尔)以下的第一区(第I区)；和选自Mg含量为0％(摩尔)以上、50％(摩尔)以下，Ni含量为75％(摩尔)以下的第二区；Mg含量为75％(摩尔)以上的第三区及Ni含量为75％(摩尔)以上的第四区中的至少二个以上区(亦称第II区)。根据本专利技术，提供了一种设置有含吸氢合金的电池负极的碱性二次电池，所述吸氢合金由选自下述区所组成Mg含量为50％(摩尔)以上、75％(摩尔)以下，Ni含量为50％(摩尔)以下的第一区(第I区)；和选自Mg含量为0％(摩尔)以上、50％(摩尔)以下，Ni含量为75％(摩尔)以下的第二区；Mg含量为75％(摩尔)以上的第三区及Ni含量为75％(摩尔)以上的第四区中的至少二个以上区(亦称第II区)。附附图说明图1所示系作为本专利技术的碱性二次电池一个例子的圆筒型镍氢二次电池的部分截面立体图。附图2所示为用于本专利技术实施例的温度扫描式氢吸留、释放特性评价装置的示意图。以下，详细说明本专利技术。本专利技术的吸氢合金含有由下述区所组成的合金Mg含量为50％(摩尔)以上、75％(摩尔)以下，Ni含量为50％(摩尔)以下的第一区(第I区)；和选自Mg含量为0％(摩尔)以上、50％(摩尔)以下，Ni含量为75％(摩尔)以下的第二区；Mg含量为75％(摩尔)以上的第三区及Ni含量为75％(摩尔)以上的第四区中的至少二个以上区(亦称第II区)。这里，所谓的区即指均质的晶粒域、微观水平的析出粒子等作均一分散的晶粒域、存在于晶粒之间的晶间域、微晶的集合域、非晶域等在组成、结构上可与其它域区别的区域。以下，说明各区(第一区～第四区)(1)第一区该第一区(M1)的功能是用作为吸留、释放(absorption/desorption)氢的母体。如在该区中所述Mg的含量及所述Ni的含量偏离上述范围，则上述合金的氢吸留量减少，吸氢特性下降。从为了提高氢的吸留量的观点出发，最好将上述第一区中的Ni含量的下限设定为25％(摩尔)。作为该第一区，可以举出以Mg2Ni为主成分、杂质含量不到15％(摩尔)的区域。含有如上组成的第一区的合金，可以更加提高氢的吸留量。作为上述杂质可以举出在合金制作及热处理过程中因Mg成分在上述合金中所占的比例较大而混入的Cr、Mo、Mn、Tc、Re、Fe、Ru、Os、Co、Cu、Al、Ag、B、C、Si。另外，可以允许上述各元素形成的氧化物作为杂质混入。特别优选的是，所述第一区中的Mg含量在60％(摩尔)以上、70％(摩尔)以下，且Ni含量在20％(摩尔)以上、40％(摩尔)以下。当将Mg含量及Ni含量控制在这样的范围，则可容易得到以前述Mg2Ni为主成分组成的区。(2)第二区该第二区(M2)的作用可推测为使吸留的氢不稳定，促进氢的释放反应。如所述Mg的含量及所述Ni的含量偏离上述范围，则由于吸留的氢稳定地存在于上述合金中，氢从该合金中释放的特性降低。作为该第二区，可以举出例如以MgNi本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种吸氢合金，所述吸氢合金含有由下述区所组成的合金：Ｍｇ含量为５０％（摩尔）以上、７５％（摩尔）以下，Ｎｉ含量为５０％（摩尔）以下的的第一区；和选自Ｍｇ含量为０％（摩尔）以上、５０％（摩尔）以下，Ｎｉ含量为７５％（摩尔）以下的第二区 ；Ｍｇ含量为７５％（摩尔）以上的第三区及Ｎｉ含量为７５％（摩尔）以上的第四区中的至少二个以上的区。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：河野龙兴，神田基，鹤田慎司，
申请(专利权)人：东芝株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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