JP5367296B2 - 水素吸蔵合金 - Google Patents
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Description
そこで本発明は、鉄(Fe)を含有する水素吸蔵合金について研究を進め、従来のものよりもさらにサイクル特性を高めることができる、新たな水素吸蔵合金を提案せんとするものである。
案する。
なお、本明細書において、「X〜Y」(X,Yは任意の数字)と記載した場合、特にことわらない限り「X以上Y以下」の意と共に、「好ましくはXより大きく、Yより小さい」の意を包含する。
Fe/Mnピーク比が0.12<[Fe/Mn比]<0.37であることにより、本水素吸蔵合金を電池の負極活物質として用いた場合、優れたサイクル特性を得ることができる。
このような効果は、Fe及びMnを好ましい比率で偏析相に濃縮させることにより、偏析相においてFe及びMnを含む固溶体(化合物)が形成され、母相の水素吸蔵・放出に伴う格子の膨張・収縮による歪みをこの固溶体(化合物)が緩和する役割(クッションの役割)を果たしているのではないかと推察される。
このような効果は、Fe及びAlを好ましい比率で偏析相に濃縮させることにより、上記同様にFe及びAlを含む固溶体(化合物)が偏析相において形成され、母相の水素吸蔵・放出に伴う格子の膨張・収縮による歪みをこの固溶体(化合物)が緩和する役割(クッションの役割)を果たしているのではないかと推察される。
このような効果は、Fe及びCoを好ましい比率で偏析相に濃縮させることにより、上記同様にFe及びCoを含む固溶体(化合物)が偏析相において形成され、母相の水素吸蔵・放出に伴う格子の膨張・収縮による歪みをこの固溶体(化合物)が緩和する役割(クッションの役割)を果たしているのではないかと推察される。
ただし、電気自動車やハイブリッド自動車に搭載される電池の負極活物質への利用を考慮すると、一般式MmNiaMnbAlcCodFeeで表すことができる水素吸蔵合金が好ましい。そこで以下に、電気自動車やハイブリッド自動車に搭載される電池の負極活物質への利用を考慮して、一般式MmNiaMnbAlcCodFeeで表すことができる水素吸蔵合金の好ましい母相の元素組成例について説明する。
中でも、Laは、Mm中で63.0〜88.2重量%を占めるのが好ましく、78.7〜88.2重量%を占めるのがより好ましい。
Ceは、Mm中で8.3〜26.0重量%を占めるのが好ましく、8.3〜20.3重量%を占めるのがより好ましい。
Ndは、Mm中で0〜8.3重量%を占めるのが好ましく、0〜4.8重量%を占めるのがより好ましい。
Prは、Mm中で0〜2.7重量%を占めるのが好ましく、0〜1.5重量%を占めるのがより好ましい。
なお、Nd及びPrを比較的多く含むMmについては、Laは、Mm中で60.0〜80.2重量%を占めるのが好ましく、62.0〜78.5重量%を占めるのがより好ましい。Ceは、Mm中で20.4〜30.5重量%を占めるのが好ましく、25.0〜30.5重量%を占めるのがより好ましい。Ndは、Mm中で5.0〜9.7重量%を占めるのが好ましく、7.5〜9.7重量%を占めるのがより好ましい。Prは、Mm中で1.6〜3.1重量%を占めるのが好ましく、1.7〜3.1重量%を占めるのがより好ましい。
本水素吸蔵合金は、水素吸蔵合金原料を秤量し混合し、例えば誘導加熱による高周波加熱溶解炉などを用いて上記水素吸蔵合金原料を溶解して溶湯とし、流し込み速度を調整しつつ溶湯を例えば水冷型鋳型に流し込み、水冷型鋳型内で急冷することにより得ることができる。
この際、水冷型鋳型に溶湯を流し込む速度を高めると、溶湯の冷却速度が低下して偏析し易くなるから、偏析され易い金属元素(Mn、Al>Fe>Ni、Co)ほど偏析相の元素濃度(含有量)を高めることができ、各元素の添加量および冷却装置への流入速度などを調整して、[Fe/Mn比][Fe/Al比]及び[Fe/Co比]が所定範囲になるように調整することができる。
また、得られた水素吸蔵合金(インゴット)を、必要に応じて、粗粉砕ないし微粉砕により必要な粒度の水素吸蔵合金粉末としてもよい。例えば500μmの篩目を通過する粒子サイズ(−500μm)まで粉砕を行い水素吸蔵合金粉末とすることができる。
さらにまた、必要に応じて、金属材料や高分子樹脂等により合金表面を被覆したり、酸やアルカリで表面を処理したりするなど適宜表面処理を施し、各種の電池の負極活物質として用いることができる。
本水素吸蔵合金(インゴット及び粉末を含む)は、公知の方法により、電池用負極を調製することができる。すなわち、公知の方法により結着剤、導電助剤などを混合、成形すれば水素吸蔵合金負極を製造できる。
また、ヒートポンプ、太陽・風力などの自然エネルギーの貯蔵、水素貯蔵、アクチュエータなどに使用される水素吸蔵合金への利用も可能である。
ここで、「充放電深度の中心領域で充放電される電池」とは、充放電深度の限界域(H/M=0若しくは約0.1〜約0.8)には満たない水素吸蔵量領域で充放電される電池を意味し、例えばH/M=約0.2〜約0.7、特に約0.4〜0.6を主な使用領域とする電池が好ましく、具体的には電気自動車及びハイブリッド自動車などの自動車に搭載される電池を挙げることができる。
各元素の重量比率で、Mm:31.77%、Ni:59.60%、Mn:4.99%、Al:2.30%、Co:1.34%となるように原料(Ni、Mn、Al及びCoの原料には純金属を用いた。)を秤量し、混合した。この混合物をルツボに入れて高周波溶解炉に固定し、10-4〜10-5Torrまで減圧にした後、アルゴンガスを導入し、アルゴンガス雰囲気中で1440℃まで加熱し、次いで総重量200kgの水冷式銅鋳型に10kgの溶湯を4kg/秒で流し込み、水素吸蔵合金を得た。さらに、得られた水素吸蔵合金をステンレス鋼製容器に入れて真空熱処理装置にセットし、アルゴンガス雰囲気中、1080℃で3時間の熱処理を行った。
また、Feは添加していないが、原料中の不可避不純物として含まれているため、得られた水素吸蔵合金中にFeが0.03wt%存在していることをICP分析により確認した。
各元素の重量比率で、Mm:31.75%、Ni:59.40%、Mn:4.99%、Al:2.27%、Co:1.34%、Fe:0.25%となるように原料(Ni、Mn、Al、Co及びFeの原料には純金属を用いた。)を秤量し、混合した。この混合物をルツボに入れて高周波溶解炉に固定し、10-4〜10-5Torrまで減圧にした後、アルゴンガスを導入し、アルゴンガス雰囲気中で1440℃まで加熱し、次いで総重量200kgの水冷式銅鋳型に10kgの溶湯を2kg/秒で流し込み、水素吸蔵合金を得た。さらに、得られた水素吸蔵合金をステンレス鋼製容器に入れて真空熱処理装置にセットし、アルゴンガス雰囲気中、1080℃で3時間の熱処理を行った。
各元素の重量比率で、Mm:31.77%、Ni:58.13%、Mn:4.99%、Al:2.27%、Co:1.34%、Fe:1.50%となるように原料(Ni、Mn、Al、Co及びFeの原料には純金属を用いた。)を秤量し、混合した。この混合物をルツボに入れて高周波溶解炉に固定し、10-4〜10-5Torrまで減圧にした後、アルゴンガスを導入し、アルゴンガス雰囲気中で1440℃まで加熱し、次いで総重量200kgの水冷式銅鋳型に10kgの溶湯を4kg/秒で流し込み、水素吸蔵合金を得た。さらに、得られた水素吸蔵合金をステンレス鋼製容器に入れて真空熱処理装置にセットし、アルゴンガス雰囲気中、1080℃で3時間の熱処理を行った。
各元素の重量比率で、Mm:31.75%、Ni:59.55%、Mn:4.99%、Al:2.27%、Co:1.34%、Fe:0.10%となるように原料(Ni、Mn、Al、Co及びFeの原料には純金属を用いた。)を秤量し、混合した。この混合物をルツボに入れて高周波溶解炉に固定し、10-4〜10-5Torrまで減圧にした後、アルゴンガスを導入し、アルゴンガス雰囲気中で1470℃まで加熱し、次いで総重量200kgの水冷式銅鋳型に10kgの溶湯を4kg/秒で流し込み、水素吸蔵合金を得た。さらに、得られた水素吸蔵合金をステンレス鋼製容器に入れて真空熱処理装置にセットし、アルゴンガス雰囲気中、1080℃で3時間の熱処理を行った。
各元素の重量比率で、Mm:31.75%、Ni:59.40%、Mn:4.99%、Al:2.27%、Co:1.34%、Fe:0.25%となるように原料(Ni、Mn、Al、Co及びFeの原料には純金属を用いた。)を秤量し、混合した。この混合物をルツボに入れて高周波溶解炉に固定し、10-4〜10-5Torrまで減圧にした後、アルゴンガスを導入し、アルゴンガス雰囲気中で1470℃まで加熱し、次いで総重量200kgの水冷式銅鋳型に10kgの溶湯を4kg/秒で流し込み、水素吸蔵合金を得た。さらに、得られた水素吸蔵合金をステンレス鋼製容器に入れて真空熱処理装置にセットし、アルゴンガス雰囲気中、1080℃で3時間の熱処理を行った。
各元素の重量比率で、Mm:31.75%、Ni:59.35%、Mn:4.99%、Al:2.27%、Co:1.34%、Fe:0.30%となるように原料(Ni、Mn、Al、Co及びFeの原料には純金属を用いた。)を秤量し、混合した。この混合物をルツボに入れて高周波溶解炉に固定し、10-4〜10-5Torrまで減圧にした後、アルゴンガスを導入し、アルゴンガス雰囲気中で1470℃まで加熱し、次いで総重量200kgの水冷式銅鋳型に10kgの溶湯を4kg/秒で流し込み、水素吸蔵合金を得た。さらに、得られた水素吸蔵合金をステンレス鋼製容器に入れて真空熱処理装置にセットし、アルゴンガス雰囲気中、1080℃で3時間の熱処理を行った。
各元素の重量比率で、Mm:31.75%、Ni:59.25%、Mn:4.99%、Al:2.27%、Co:1.34%、Fe:0.40%となるように原料(Ni、Mn、Al、Co及びFeの原料には純金属を用いた。)を秤量し、混合した。この混合物をルツボに入れて高周波溶解炉に固定し、10-4〜10-5Torrまで減圧にした後、アルゴンガスを導入し、アルゴンガス雰囲気中で1470℃まで加熱し、次いで総重量200kgの水冷式銅鋳型に10kgの溶湯を4kg/秒で流し込み、水素吸蔵合金を得た。さらに、得られた水素吸蔵合金をステンレス鋼製容器に入れて真空熱処理装置にセットし、アルゴンガス雰囲気中、1080℃で3時間の熱処理を行った。
各元素の重量比率で、Mm:31.75%、Ni:59.15%、Mn:4.99%、Al:2.27%、Co:1.34%、Fe:0.50%となるように原料(Ni、Mn、Al、Co及びFeの原料には純金属を用いた。)を秤量し、混合した。この混合物をルツボに入れて高周波溶解炉に固定し、10-4〜10-5Torrまで減圧にした後、アルゴンガスを導入し、アルゴンガス雰囲気中で1470℃まで加熱し、次いで総重量200kgの水冷式銅鋳型に10kgの溶湯を4kg/秒で流し込み、水素吸蔵合金を得た。さらに、得られた水素吸蔵合金をステンレス鋼製容器に入れて真空熱処理装置にセットし、アルゴンガス雰囲気中、1080℃で3時間の熱処理を行った。
各元素の重量比率で、Mm:31.75%、Ni:58.65%、Mn:4.99%、Al:2.27%、Co:1.34%、Fe:1.00%となるように原料(Ni、Mn、Al、Co及びFeの原料には純金属を用いた。)を秤量し、混合した。この混合物をルツボに入れて高周波溶解炉に固定し、10-4〜10-5Torrまで減圧にした後、アルゴンガスを導入し、アルゴンガス雰囲気中で1470℃まで加熱し、次いで総重量200kgの水冷式銅鋳型に10kgの溶湯を4kg/秒で流し込み、水素吸蔵合金を得た。さらに、得られた水素吸蔵合金をステンレス鋼製容器に入れて真空熱処理装置にセットし、アルゴンガス雰囲気中、1080℃で3時間の熱処理を行った。
各元素の重量比率で、Mm:31.75%、Ni:59.55%、Mn:4.99%、Al:2.27%、Co:1.34%、Fe:0.10%となるように原料(Ni、Mn、Al及びCoの原料には純金属を用い、Feの原料には下記原料を用いた。)を秤量し、Feを除く原料を混合し、得られた混合物をルツボに入れて高周波溶解炉に固定し、Feは炉内の別容器にセットした。高周波溶解炉内を10-4〜10-5Torrまで減圧にした後、アルゴンガスを導入し、アルゴンガス雰囲気中で1470℃まで加熱し、その後、Feを溶湯に添加し、即座に総重量200kgの水冷式銅鋳型に10kgの溶湯を4kg/秒で流し込み、水素吸蔵合金を得た。さらに、得られた水素吸蔵合金をステンレス鋼製容器に入れて真空熱処理装置にセットし、アルゴンガス雰囲気中、1080℃で3時間の熱処理を行った。
Mm原料としては、La、Ce、Nd及びPrの希土類混合物であるミッシュメタルであり、Mm中の各成分の含有割合が、Mm全重量に対してLa:88.2%、Ce:8.3%、Nd:2.6%、Pr:0.9%となるように調製したものを用いた。
各元素の重量比率で、Mm:31.59%、Ni:60.96%、Mn:4.04%、Al:2.44%、Co:0.67%、Fe:0.30%となるように原料(Ni、Mn、Al、Co及びFeの原料には純金属を用いた。)を秤量し、混合した。この混合物をルツボに入れて高周波溶解炉に固定し、10-4〜10-5Torrまで減圧にした後、アルゴンガスを導入し、アルゴンガス雰囲気中で1470℃まで加熱し、次いで総重量200kgの水冷式銅鋳型に10kgの溶湯を4kg/秒で流し込み、水素吸蔵合金を得た。さらに、得られた水素吸蔵合金をステンレス鋼製容器に入れて真空熱処理装置にセットし、アルゴンガス雰囲気中、1080℃で3時間の熱処理を行った。
各元素の重量比率で、Mm:31.51%、Ni:59.15%、Mn:6.19%、Al:1.52%、Co:1.33%、Fe:0.30%となるように原料(Ni、Mn、Al、Co及びFeの原料には純金属を用いた。)を秤量し、混合した。この混合物をルツボに入れて高周波溶解炉に固定し、10-4〜10-5Torrまで減圧にした後、アルゴンガスを導入し、アルゴンガス雰囲気中で1470℃まで加熱し、次いで総重量200kgの水冷式銅鋳型に10kgの溶湯を4kg/秒で流し込み、水素吸蔵合金を得た。さらに、得られた水素吸蔵合金をステンレス鋼製容器に入れて真空熱処理装置にセットし、アルゴンガス雰囲気中、1080℃で3時間の熱処理を行った。
各元素の重量比率で、Mm:31.91%、Ni:59.92%、Mn:3.76%、Al:2.77%、Co:1.34%、Fe:0.30%となるように原料(Ni、Mn、Al、Co及びFeの原料には純金属を用いた。)を秤量し、混合した。この混合物をルツボに入れて高周波溶解炉に固定し、10-4〜10-5Torrまで減圧にした後、アルゴンガスを導入し、アルゴンガス雰囲気中で1470℃まで加熱し、次いで総重量200kgの水冷式銅鋳型に10kgの溶湯を4kg/秒で流し込み、水素吸蔵合金を得た。さらに、得られた水素吸蔵合金をステンレス鋼製容器に入れて真空熱処理装置にセットし、アルゴンガス雰囲気中、1080℃で3時間の熱処理を行った。
各元素の重量比率で、Mm:31.84%、Ni:58.37%、Mn:4.13%、Al:2.46%、Co:0.67%、Fe:2.53%となるように原料(Ni、Mn、Al、Co及びFeの原料には純金属を用いた。)を秤量し、混合した。この混合物をルツボに入れて高周波溶解炉に固定し、10-4〜10-5Torrまで減圧にした後、アルゴンガスを導入し、アルゴンガス雰囲気中で1470℃まで加熱し、次いで総重量200kgの水冷式銅鋳型に3kgの溶湯を2kg/秒で流し込み、水素吸蔵合金を得た。さらに、得られた水素吸蔵合金をステンレス鋼製容器に入れて真空熱処理装置にセットし、アルゴンガス雰囲気中、1080℃で3時間の熱処理を行った。
各元素の重量比率で、Mm:31.74%、Ni:57.25%、Mn:4.99%、Al:1.71%、Co:4.01%、Fe:0.30%となるように原料(Ni、Mn、Al、Co及びFeの原料には純金属を用いた。)を秤量し、混合した。この混合物をルツボに入れて高周波溶解炉に固定し、10-4〜10-5Torrまで減圧にした後、アルゴンガスを導入し、アルゴンガス雰囲気中で1470℃まで加熱し、次いで総重量200kgの水冷式銅鋳型に10kgの溶湯を4kg/秒で流し込み、水素吸蔵合金を得た。さらに、得られた水素吸蔵合金をステンレス鋼製容器に入れて真空熱処理装置にセットし、アルゴンガス雰囲気中、1080℃で3時間の熱処理を行った。
上記実施例及び比較例で得られた水素吸蔵合金粉末について、下記に示す方法によって諸物性値を測定した。
1) 合金インゴット又は合金粉を樹脂埋めし、切断、研磨することによりサンプルを作製した。
2) 得られたサンプルをSEM(S-3500N, HITACHI製)により観察した。
3) 反射電子像により、偏析相および母相を確認し、それぞれの部位での点分析をEDX(EDAX,MODEL:S-3500N132-10 AMPLIFIER MODEL:194)(エダックス・ジャパン株式会社)を用いて行った。
4) 点分析には、auto32sアプリケーションソフト(エダックス・ジャパン株式会社)を使用した。
5) 測定条件は、SEMの試料高さを15mmにセットし、EDX測定時の強度(cps)が8000(cps)となるようにSEMの加速電圧を設定した。倍率は8000倍、測定時間30秒とし、点分析を行った。EDXで点分析を行なう際、LaLα,CeLα, NdLα, PrLα, NiKα,MnKα, AlKα, CoKαおよびFeKαのピークを対象とした。なお、バックグラウンドは自動バックグラウンド処理により行った。
6) 測定精度を向上させる為、各10視野の測定を実施し、それらのピーク強度の平均値を測定データとして用いた。
7) ピーク強度の平均値を用い、M元素ピーク強度比(%)を以下のように求めた。M元素とは、Fe、Mn、Al及びCoである。
M元素ピーク強度比(%)=(M元素の偏析相におけるピーク強度)/(M元素の母相におけるピーク強度)×100
8) 得られたM元素ピーク強度比から、[Fe/Mn比][Fe/Al比]及び[Fe/Co比]を算出し、表1に示した。例えば[Fe/Mn比]であれば、次の式より算出した。[Fe/Mn比(−)]={Feピーク強度比(%)}/{Mnピーク強度比(%)}
なお、Feピーク特性X線の種類はFeKα線(最強線)であり、Mnピーク特性X線の種類はMnKα線(最強線)であり、Alピーク特性X線の種類はAlKα線(最強線)であり、Coピーク特性X線の種類はCoKα線(最強線)である。
BET比表面積上昇率の測定は、PCTサイクルの前後で比表面積がどの程度増加したかを測定するものである。通常行なわれているような粒度を基準とした割れの程度を評価する方法(例えば微粉化残存率の測定)と異なるのは、サイクル前後の粒度測定の代わりに、窒素吸着法BET式比表面積の測定を行う点である。微粉化残存率では粒子が完全に割れていないと測定結果に反映されないが、窒素吸着法BET式による比表面積上昇率の測定では、粒子のひび割れによる比表面積増加の影響も測定結果に反映させることができるため、より精度の高い寿命評価が可能である。
実施例及び比較例で得られた水素吸蔵合金を、ジョークラッシャー(Fuji Paudal社製:model 1021-B)を用いて粗砕し、さらに横型ブラウン粉砕機(吉田製作所製)で500μmの篩目を通過する粒子サイズ(−500μm)まで粉砕を行った。
さらに、得られたこの−500μmの合金粉末20gをサイクロミル((型式1033-200)株式会社吉田製作所)で1分間粉砕した。次に、目開き22μm、53μmの篩を自動分級機(GILSON社製「GILSONIC AUTO SIEVER」)にセットし、得られた合金粉を該自動分級機を用いて5分間分級し、目開き22μmと53μmの篩間で得られた粉をサンプルとした。
得られたサンプル4gをPCTホルダーに充填し、PCT特性測定装置((株)鈴木商館)にセットした。また、残りのサンプルをサイクル前のサンプルとした。
サイクルを回す前に次のような操作を実施した。
(1) 合金付着水分処理:マントルヒーター(250℃)中、PCTホルダーを加熱した状態で1.7MPaの水素を導入し、10分間放置後、真空引きを行う一連の操作を2回実施した。
(2) 合金活性化処理:マントルヒーターからPCTホルダーを取り出し、3MPaの水素を導入し、10分間保持をした。その後、マントルヒーター(250℃)中でPCTホルダーを加熱した状態で10分間真空引きを行った。この一連の操作を2回実施した。
マントルヒーターからPCTホルダーを取り出し、45℃の恒温槽にホルダーを移動させた後、真空引きを30分行い、その後、水素吸蔵・放出サイクルを下記条件設定の下で行った。
・吸蔵時間:300sec
・放出圧力:0.0MPa
・放出時間:420sec
・サイクル数:10サイクル
10サイクル終了後、30分の真空引きを行った後、PCTホルダーからサンプルを取り出し、10サイクル後のサンプルを得た。
サイクル前及びサイクル後のサンプルを用い、以下の条件でBET比表面積の測定を行った。
・使用装置:流動法式ガス吸着法比表面積測定装置(MONOSORB, ユアサアイオニクス社製)
・混合ガス:N230%−He70%
・サンプル使用量:3g
・サンプルセル:標準サンプルセル(QS-100)
・ 脱気条件:混合ガス(N230%−He70%)30cc/min流通下、100℃加熱、15min
・IB電流:230mA
上記測定により得られた比表面積の値を用い、以下の式でBET比表面積上昇率を算出し、実施例1のBET比表面積上昇率を100とした時の相対値を求め、表1に示した。
・BET比表面積上昇率(%)={サイクル後比表面積(m2/g)/サイクル前比表面積(m2/g)}×100
また、表1及び図2の結果より、[Fe/Al比]に着目すると、比較例1〜3に比べて、実施例1〜12の水素吸蔵合金はBET比表面積上昇率が低く、図2中にプロットされた点は2次曲線に近似され、特に[Fe/Al比]が0.5〜0.7の時に特に顕著にサイクル特性が優れることがわかった。このような結果より、0.28<[Fe/Al比]<0.80に調整することによりさらにサイクル特性が好ましくなり、特に0.32≦[Fe/Al比]<0.80、中でも特に0.32≦[Fe/Al比]≦0.78に調整することにより、さらにサイクル特性が優れることが分った。
また、表1及び図3の結果より、[Fe/Co比]に着目すると、比較例1〜3に比べて、実施例1〜12の水素吸蔵合金はBET比表面積上昇率が低く、図3中にプロットされた点は2次曲線に近似され、特に[Fe/Co比]が1.0〜1.8の時に特に顕著にサイクル特性が優れることがわかった。このような結果より、[Fe/Co比]を、0.84<[Fe/Co比]<2.11に調整することによりさらにサイクル特性が好ましくなり、特に0.90≦[Fe/Co比]<2.11、中でも特に0.90≦[Fe/Co比]≦1.91に調整することにより、さらにサイクル特性が優れることが分った。
実施例11は、Feの添加量が多いが、高速冷却することで、[Fe/Mn比][Fe/Al比]および[Fe/Co比]を好ましい範囲に調整することができた。
Claims (8)
- 一般式MmNiaMnbAlcCodFee(式中、Mmはミッシュメタルであり、Mm中のLa、Ce、Nd及びPrの含有割合(重量%)が、56.7≦La(Mm中)≦88.2、8.3≦Ce(Mm中)≦30.5、0≦Nd(Mm中)≦9.7、0≦Pr(Mm中)≦3.1を満たす。また、4.0≦a≦4.7、0.3≦b≦0.7、0.20≦c≦0.50、0<d≦0.35、0<e<0.30、5.15≦a+b+c+d+e≦5.45)で表すことができるCaCu5型結晶構造の母相を有する水素吸蔵合金であって、エネルギー分散型X線分析装置(EDX)で点分析した時の母相のFeピーク強度に対する、偏析相のFeピーク強度の比率であるFeピーク強度比[{(偏析相のFeピーク強度)/(母相のFeピーク強度)}×100(%)]と、母相のMnピーク強度に対する、偏析相のMnピーク強度の比率であるMnピーク強度比[{(偏析相のMnピーク強度)/(母相のMnピーク強度)}×100(%)]との比率であるFe/Mnピーク比[Fe/Mn比]が、0.12<[Fe/Mn比]<0.37であることを特徴とする、電池の負極活物質として用いる水素吸蔵合金。
- 一般式MmNiaMnbAlcCodFee(式中、Mmはミッシュメタルであり、Mm中のLa、Ce、Nd及びPrの含有割合(重量%)が、56.7≦La(Mm中)≦88.2、8.3≦Ce(Mm中)≦30.5、0≦Nd(Mm中)≦9.7、0≦Pr(Mm中)≦3.1を満たす。また、4.1≦a≦4.6、0.3≦b≦0.6、0.20≦c≦0.45、0<d≦0.30、0<e<0.25、5.30≦a+b+c+d+e≦5.40)で表すことができるCaCu5型結晶構造の母相を有する水素吸蔵合金であって、エネルギー分散型X線分析装置(EDX)で点分析した時の母相のFeピーク強度に対する、偏析相のFeピーク強度の比率であるFeピーク強度比[{(偏析相のFeピーク強度)/(母相のFeピーク強度)}×100(%)]と、母相のMnピーク強度に対する、偏析相のMnピーク強度の比率であるMnピーク強度比[{(偏析相のMnピーク強度)/(母相のMnピーク強度)}×100(%)]との比率であるFe/Mnピーク比[Fe/Mn比]が、0.12<[Fe/Mn比]<0.37であることを特徴とする、電池の負極活物質として用いる水素吸蔵合金。
- 4.3≦a≦4.6であることを特徴とする請求項1又は2に記載の水素吸蔵合金。
- 一般式MmNiaMnbAlcCodFee(式中、Mmはミッシュメタルであり、Mm中のLa、Ce、Nd及びPrの含有割合(重量%)が、56.7≦La(Mm中)≦88.2、8.3≦Ce(Mm中)≦30.5、0≦Nd(Mm中)≦9.7、0≦Pr(Mm中)≦3.1を満たす。また、4.4≦a≦4.6、0.3≦b≦0.5、0.25≦c≦0.45、0.05≦d≦0.30、0<e≦0.20、5.30≦a+b+c+d+e≦5.40)で表すことができるCaCu5型結晶構造の母相を有する水素吸蔵合金であって、エネルギー分散型X線分析装置(EDX)で点分析した時の母相のFeピーク強度に対する、偏析相のFeピーク強度の比率であるFeピーク強度比[{(偏析相のFeピーク強度)/(母相のFeピーク強度)}×100(%)]と、母相のMnピーク強度に対する、偏析相のMnピーク強度の比率であるMnピーク強度比[{(偏析相のMnピーク強度)/(母相のMnピーク強度)}×100(%)]との比率であるFe/Mnピーク比[Fe/Mn比]が、0.12<[Fe/Mn比]<0.37であることを特徴とする、電池の負極活物質として用いる水素吸蔵合金。
- エネルギー分散型X線分析装置(EDX)で点分析した時の母相のFeピーク強度に対する、偏析相のFeピーク強度の比率であるFeピーク強度比[{(偏析相のFeピーク強度)/(母相のFeピーク強度)}×100(%)]と、母相のAlピーク強度に対する、偏析相のAlピーク強度の比率であるAlピーク強度比[{(偏析相のAlピーク強度)/(母相のAlピーク強度)}×100(%)]との比率であるFe/Alピーク比[Fe/Al比]が、0.28<[Fe/Al比]<0.80であることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の水素吸蔵合金。
- エネルギー分散型X線分析装置(EDX)で点分析した時の母相のFeピーク強度に対する、偏析相のFeピーク強度の比率であるFeピーク強度比[{(偏析相のFeピーク強度)/(母相のFeピーク強度)}×100(%)]と、母相のCoピーク強度に対する、偏析相のCoピーク強度の比率であるCoピーク強度比[{(偏析相のCoピーク強度)/(母相のCoピーク強度)}×100(%)]との比率であるFe/Coピーク比[Fe/Co比]が、0.84<[Fe/Co比]<2.11であることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の水素吸蔵合金。
- 電気自動車或いはハイブリッド自動車に搭載する電池の負極活物質として用いることを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の水素吸蔵合金。
- 請求項1〜7の何れかに記載の水素吸蔵合金を負極活物質として備えた電池。
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