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公開番号2025125329
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-27
出願番号2024021310
出願日2024-02-15
発明の名称ニッケル水素電池用負極活物質及びその製造方法
出願人トヨタ自動車株式会社,愛知製鋼株式会社,日本重化学工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01M 4/38 20060101AFI20250820BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】初期活性化に優れ、ならし充放電の回数が少なくても放電容量を高めることが可能なニッケル水素電池用負極活物質及びその製造方法を提供する。
【解決手段】Ti、Zr、Cr、Mn、及びNiを含有し、さらに、La及びCeからなる群より選ばれる一種以上の元素を含有する水素吸蔵合金を含み、かつ、前記水素吸蔵合金全体に対して、La及びCeからなる群より選ばれる一種以上の元素の合計含有割合が、8原子%以下である、ニッケル水素電池用負極活物質及びその製造方法。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｎ、及びＮｉを含有し、さらに、Ｌａ及びＣｅからなる群より選ばれる一種以上の元素を含有する水素吸蔵合金を含み、かつ、
前記水素吸蔵合金全体に対して、Ｌａ及びＣｅからなる群より選ばれる一種以上の元素の合計含有割合が、８原子％以下である、
ニッケル水素電池用負極活物質。
続きを表示（約 690 文字）【請求項２】
前記水素吸蔵合金が、主相、粒界相、及び第三相を備え、
主相はＡＢ
２
型合金相であり、かつ、粒界相はＡＢ型合金相であり、
前記ＡＢ
２
型合金相について、ＡがＴｉ及びＺｒからなる群より選ばれる一種以上の元素であり、かつ、ＢがＣｒ、Ｍｎ、及びＮｉからなる群より選ばれる一種以上の元素であり、
前記ＡＢ型合金相について、ＡがＴｉ及びＺｒからなる群より選ばれる一種以上の元素であり、かつ、ＢがＮｉであり、かつ、
前記第三相が、Ｌａ及びＣｅからなる群より選ばれる一種以上の元素とＮｉとを含む合金相である、請求項１に記載のニッケル水素電池用負極活物質。
【請求項３】
前記主相中のＮｉの含有割合が、前記主相全体に対して、１４原子％以上、２１原子％以下である、請求項１又は２に記載のニッケル水素電池用負極活物質。
【請求項４】
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｎ、及びＮｉを含有し、さらに、Ｌａ及びＣｅからなる群より選ばれる一種以上の元素を含有する原材料を溶解して溶湯を得ること、及び
前記溶湯を冷却して、前記溶湯を凝固させて、水素吸蔵合金の鋳塊を得ること、
を含み、
前記溶湯全体に対して、Ｌａ及びＣｅからなる群より選ばれる一種以上の元素の合計含有割合が、８原子％以下である、
ニッケル水素電池用負極活物質の製造方法。
【請求項５】
前記鋳塊をアルカリ溶液中に曝すこと、をさらに含む、請求項４に記載のニッケル水素電池用負極活物質の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ニッケル水素電池用負極活物質及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
ニッケル水素電池の負極活物質として、水素吸蔵合金が用いれらている。水素吸蔵合金は、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された水素吸蔵合金は、所定量のＺｒ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｍｏ、及びＢを含有し、かつ、合金相としての金属間化合物を備え、その金属間化合物がラーベス相に属する立方晶のＣ１５型又はＣ１４型である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平１０－３６９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された水素吸蔵合金を負極活物質に用いると、初期活性化に難があり、放電容量を高めるには、ならし充放電の回数が多くなる、という課題を、本発明者らは見出した。
【０００５】
本開示は、上記課題を解決するためになされたもので、初期活性化に優れ、ならし充放電の回数が少なくても放電容量を高めることが可能なニッケル水素電池用負極活物質及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示のニッケル水素電池用活物質及びその製造方法は、次の態様をとり得る。
〈態様１〉Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｎ、及びＮｉを含有し、さらに、Ｌａ及びＣｅからなる群より選ばれる一種以上の元素を含有する水素吸蔵合金を含み、かつ、
前記水素吸蔵合金全体に対して、Ｌａ及びＣｅからなる群より選ばれる一種以上の元素の合計含有割合が、８原子％以下である、
ニッケル水素電池用負極活物質。
〈態様２〉前記水素吸蔵合金が、主相、粒界相、及び第三相を備え、
主相はＡＢ
２
型合金相であり、かつ、粒界相はＡＢ型合金相であり、
前記ＡＢ
２
型合金相について、ＡがＴｉ及びＺｒからなる群より選ばれる一種以上の元素であり、かつ、ＢがＣｒ、Ｍｎ、及びＮｉからなる群より選ばれる一種以上の元素であり、
前記ＡＢ型合金相について、ＡがＴｉ及びＺｒからなる群より選ばれる一種以上の元素であり、かつ、ＢがＮｉであり、かつ、
前記第三相が、Ｌａ及びＣｅからなる群より選ばれる一種以上の元素とＮｉとを含む合金相である、態様１に記載のニッケル水素電池用負極活物質。
〈態様３〉前記主相中のＮｉの含有割合が、前記主相全体に対して、１４原子％以上、２１原子％以下である、態様１又は２に記載のニッケル水素電池用負極活物質。
〈態様４〉Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｎ、及びＮｉを含有し、さらに、Ｌａ及びＣｅからなる群より選ばれる一種以上の元素を含有する原材料を溶解して溶湯を得ること、及び
前記溶湯を冷却して、前記溶湯を凝固させて、水素吸蔵合金の鋳塊を得ること、
を含み、
前記溶湯全体に対して、Ｌａ及びＣｅからなる群より選ばれる一種以上の元素の合計含有割合が、８原子％以下である、
ニッケル水素電池用負極活物質の製造方法。
〈態様５〉前記鋳塊をアルカリ溶液中に曝すこと、をさらに含む、態様４に記載のニッケル水素電池用負極活物質の製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｎ、及びＮｉを含有する水素吸蔵合金に、さらに、Ｌａ及びＣｅからなる群より選ばれる一種以上の元素を少量添加することにより、初期活性化に優れ、ならし充放電の回数が少なくても放電容量を高めることが可能なニッケル水素電池用負極活物質及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、ならし回数と放電容量の関係を示すグラフである。
図２は、実施例１の試料についてのＥＤＸ面分析結果を示す説明図である。
図３は、比較例１の試料についてのＥＤＸ面分析結果を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に示す実施形態は、本開示のニッケル水素電池用負極活物質（以下、単に「本開示の負極活物質」ということがある。）及びその製造方法を限定するものではない。
【００１０】
理論に拘束されないが、本開示の負極活物質が、初期活性化に優れ、ならし充放電の回数が少なくても放電容量を高めることが可能な理由に関し、本発明者らが得た知見について説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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