JP2002050351A - 電池用水素吸蔵合金の製造方法 - Google Patents
電池用水素吸蔵合金の製造方法Info
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- JP2002050351A JP2002050351A JP2000236332A JP2000236332A JP2002050351A JP 2002050351 A JP2002050351 A JP 2002050351A JP 2000236332 A JP2000236332 A JP 2000236332A JP 2000236332 A JP2000236332 A JP 2000236332A JP 2002050351 A JP2002050351 A JP 2002050351A
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- hydrogen storage
- storage alloy
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶解中のマグネシウムの蒸発を抑制し、所定
量のマグネシウムを合金内に含有させ、真空溶解、又は
雰囲気溶解後に炉内を大気に解放するときの安全を確保
する方法を提供する。 【解決手段】 Ｍｇを添加するための原料として融点が
６５０℃以上のＭｇ金属、又はＭｇ合金を使用すること
を特徴し、さらに、Ｎｉ、Ｃｏ等の高融点金属を溶解し
た後に添加することを特徴とする。
量のマグネシウムを合金内に含有させ、真空溶解、又は
雰囲気溶解後に炉内を大気に解放するときの安全を確保
する方法を提供する。 【解決手段】 Ｍｇを添加するための原料として融点が
６５０℃以上のＭｇ金属、又はＭｇ合金を使用すること
を特徴し、さらに、Ｎｉ、Ｃｏ等の高融点金属を溶解し
た後に添加することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水素吸蔵合金の製
造方法に関し、特に、ニッケル水素二次電池に用いられ
る負極用の水素吸蔵合金の製造方法に関するものであ
る。
造方法に関し、特に、ニッケル水素二次電池に用いられ
る負極用の水素吸蔵合金の製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ニッケル水素二次電池において、負極に
用いられる水素吸蔵合金の溶解方法として従来から高周
波溶解方法、アーク溶解法等が用いられてきている。ま
た、原料は、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ等の希土類
金属や、それらの混合物であるミッシュメタル（以下、
「Ｍｍ」という。）とニッケル、コバルト、マンガン、
アルミニウムの金属を使用してきた。最近、これらの金
属以外にマグネシウムを合金中に０．５重量％程度含有
させることにより微粉化が抑制されたり、水素吸蔵合量
が増大したりすることがわかってきた。従来のＭｍ等に
もＭｇが不純物として含まれているが、溶解中に蒸発
し、ほとんどできあがった合金中に残存していない。そ
の理由としては、マグネシウムの飽和蒸気圧が他の金属
に比べ高いことと希土類とＭｇとの合金は融点が低くな
るため、溶解が早くなり、結果的に溶湯にいる時間が長
くなり、溶解中に蒸発してしまうことがわかっている。
蒸発したマグネシウムは、溶解炉壁に付着し、溶解、鋳
込み後、雰囲気置換チャンバーを大気に解放したとき、
燃焼、又は爆発の可能性があり非常に危険である。
用いられる水素吸蔵合金の溶解方法として従来から高周
波溶解方法、アーク溶解法等が用いられてきている。ま
た、原料は、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ等の希土類
金属や、それらの混合物であるミッシュメタル（以下、
「Ｍｍ」という。）とニッケル、コバルト、マンガン、
アルミニウムの金属を使用してきた。最近、これらの金
属以外にマグネシウムを合金中に０．５重量％程度含有
させることにより微粉化が抑制されたり、水素吸蔵合量
が増大したりすることがわかってきた。従来のＭｍ等に
もＭｇが不純物として含まれているが、溶解中に蒸発
し、ほとんどできあがった合金中に残存していない。そ
の理由としては、マグネシウムの飽和蒸気圧が他の金属
に比べ高いことと希土類とＭｇとの合金は融点が低くな
るため、溶解が早くなり、結果的に溶湯にいる時間が長
くなり、溶解中に蒸発してしまうことがわかっている。
蒸発したマグネシウムは、溶解炉壁に付着し、溶解、鋳
込み後、雰囲気置換チャンバーを大気に解放したとき、
燃焼、又は爆発の可能性があり非常に危険である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、これら従来
技術の課題を解決するもので、溶解中のマグネシウムの
蒸発を抑制し、所定量のマグネシウムを合金内に含有さ
せ、真空溶解、又は雰囲気溶解後に炉内を大気に解放す
るときの安全を確保する方法を提供するものである。
技術の課題を解決するもので、溶解中のマグネシウムの
蒸発を抑制し、所定量のマグネシウムを合金内に含有さ
せ、真空溶解、又は雰囲気溶解後に炉内を大気に解放す
るときの安全を確保する方法を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ｍｇを添加す
るための原料として融点が６５０℃以上のＭｇ金属、又
はＭｇ合金を使用することに特徴をもち、さらに、Ｎ
ｉ、Ｃｏ等の高融点金属を溶解した後に添加することを
特徴とする。そこで、Ｍｇの添加原料は、融点を６５０
℃以上にした合金、又はマグネシウムメタルを添加する
場合、ＮｉやＣｏ等の高融点金属が溶融した後に添加す
ることにより、マグネシウムの含有された金属が溶湯と
して存在している時間が短くなり、溶湯から蒸発するＭ
ｇ量が抑制される効果が期待される。結果として、炉壁
等へのＭｇの付着量が減少し、炉内を大気解放時により
安全に作業を進めることができるようになり、さらに、
できあがった合金中のマグネシウム含有量を高くするこ
とができる。
るための原料として融点が６５０℃以上のＭｇ金属、又
はＭｇ合金を使用することに特徴をもち、さらに、Ｎ
ｉ、Ｃｏ等の高融点金属を溶解した後に添加することを
特徴とする。そこで、Ｍｇの添加原料は、融点を６５０
℃以上にした合金、又はマグネシウムメタルを添加する
場合、ＮｉやＣｏ等の高融点金属が溶融した後に添加す
ることにより、マグネシウムの含有された金属が溶湯と
して存在している時間が短くなり、溶湯から蒸発するＭ
ｇ量が抑制される効果が期待される。結果として、炉壁
等へのＭｇの付着量が減少し、炉内を大気解放時により
安全に作業を進めることができるようになり、さらに、
できあがった合金中のマグネシウム含有量を高くするこ
とができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の対象となる水素吸蔵合金
は、ＬａＮｉ5、ＭｍＮｉ5、ＬｍＮｉ5（ＬｍはＬａリ
ッチなミッシュメタルを表す。）系合金であることを特
徴としており、Ｎｉの一部を、Ｃｏ、Ａｌ、Ｍｎで置換
してもよい。
は、ＬａＮｉ5、ＭｍＮｉ5、ＬｍＮｉ5（ＬｍはＬａリ
ッチなミッシュメタルを表す。）系合金であることを特
徴としており、Ｎｉの一部を、Ｃｏ、Ａｌ、Ｍｎで置換
してもよい。
【０００６】本発明の水素吸蔵合金製造方法は、以下の
ようにして行う。所定量の各元素を秤量し、高周波溶解
炉にてＡｒガス等の不活性ガス（０．０２〜０．２ＭＰ
ａ）で溶解する。この溶解原料としてＭｇ金属や融点６
５０℃以上の合金を用いる。例えば、ＭｇＮｉ2等が挙
げられる。添加量としては、用いる水素吸蔵合金に対
し、０．０５〜２．０重量％、好ましくは０．１〜１．
０重量％とするとよい。本発明の方法は、希土類系水素
吸蔵合金がＮｉ及び／又はＣｏを含み、Ｍｇの添加原料
を溶解時に添加する場合、少なくともＮｉ及び／又はＣ
ｏの高融点金属を溶解した後、溶湯内に添加することを
特徴とする。例えば、溶解の際、初期の坩堝内には、所
定量秤量したＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌをいれて溶解をは
じめる。それらが溶解した後、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎ
ｄ、又はＭｍの秤量品と同時にＭｇ金属、又はＭｇ合金
を溶湯内に添加する。このとき、一旦、溶湯温度が低下
するので再び所定温度まで上昇するのを待って、鋳型、
又はテーブル上に傾注し、冷却する。
ようにして行う。所定量の各元素を秤量し、高周波溶解
炉にてＡｒガス等の不活性ガス（０．０２〜０．２ＭＰ
ａ）で溶解する。この溶解原料としてＭｇ金属や融点６
５０℃以上の合金を用いる。例えば、ＭｇＮｉ2等が挙
げられる。添加量としては、用いる水素吸蔵合金に対
し、０．０５〜２．０重量％、好ましくは０．１〜１．
０重量％とするとよい。本発明の方法は、希土類系水素
吸蔵合金がＮｉ及び／又はＣｏを含み、Ｍｇの添加原料
を溶解時に添加する場合、少なくともＮｉ及び／又はＣ
ｏの高融点金属を溶解した後、溶湯内に添加することを
特徴とする。例えば、溶解の際、初期の坩堝内には、所
定量秤量したＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌをいれて溶解をは
じめる。それらが溶解した後、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎ
ｄ、又はＭｍの秤量品と同時にＭｇ金属、又はＭｇ合金
を溶湯内に添加する。このとき、一旦、溶湯温度が低下
するので再び所定温度まで上昇するのを待って、鋳型、
又はテーブル上に傾注し、冷却する。
【０００７】本発明の製造法で得られた合金は、既知の
方法で、熱処理、粉砕し、電極用水素吸蔵合金とする。
例えば、Ａｒガス等の不活性雰囲気下（０．０８〜０．
２ＭＰａ）で８００〜１２００℃で５〜２０時間熱処理
を行い、その後、Ａｒ等の不活性雰囲気下で衝撃式又は
摩砕式粉砕機又はジェットミルなどの粉砕機にて平均粒
径４〜７０μｍになるように粉砕して本発明の水素吸蔵
合金を得ることができる。
方法で、熱処理、粉砕し、電極用水素吸蔵合金とする。
例えば、Ａｒガス等の不活性雰囲気下（０．０８〜０．
２ＭＰａ）で８００〜１２００℃で５〜２０時間熱処理
を行い、その後、Ａｒ等の不活性雰囲気下で衝撃式又は
摩砕式粉砕機又はジェットミルなどの粉砕機にて平均粒
径４〜７０μｍになるように粉砕して本発明の水素吸蔵
合金を得ることができる。
【０００８】
【実施例】以下、実施例によって本発明を詳述するが、
本発明はこれに限定されるものではない。 実施例１、比較例１ 下記組成式（１）に示される合金に、該合金に対してＭ
ｇを０．２８重量％添加した合金を作製するのに、合金
溶解時に、まず、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌを溶解し、そ
の後、Ｍｍと同時にＭｇメタルを添加する水素吸蔵合金
の製造方法を実施例１とし、ＭｇをＭｍ、Ｎｉ、Ｃｏ、
Ｍｎ、Ａｌと同時に添加し、初期から溶解した場合を、
比較例１とした。溶解時のＭｇ添加量に対する合金中の
Ｍｇ量を残存率として、表１に示した。溶解は高周波溶
解炉、アルゴンガス（０．０３４ＭＰａ）を用い、温度
は１３４０〜１４２０℃であった。 ＭｍＮｉ4.17Ｃｏ0.4Ｍｎ0.38Ａｌ0.30 （１） Ｍｍとしては、Ｌａ８０重量％、Ｃｅ１２重量％、Ｐｒ
４重量％、Ｎｄ４重量％の組成を用いた。
本発明はこれに限定されるものではない。 実施例１、比較例１ 下記組成式（１）に示される合金に、該合金に対してＭ
ｇを０．２８重量％添加した合金を作製するのに、合金
溶解時に、まず、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌを溶解し、そ
の後、Ｍｍと同時にＭｇメタルを添加する水素吸蔵合金
の製造方法を実施例１とし、ＭｇをＭｍ、Ｎｉ、Ｃｏ、
Ｍｎ、Ａｌと同時に添加し、初期から溶解した場合を、
比較例１とした。溶解時のＭｇ添加量に対する合金中の
Ｍｇ量を残存率として、表１に示した。溶解は高周波溶
解炉、アルゴンガス（０．０３４ＭＰａ）を用い、温度
は１３４０〜１４２０℃であった。 ＭｍＮｉ4.17Ｃｏ0.4Ｍｎ0.38Ａｌ0.30 （１） Ｍｍとしては、Ｌａ８０重量％、Ｃｅ１２重量％、Ｐｒ
４重量％、Ｎｄ４重量％の組成を用いた。
【０００９】
【表１】
【００１０】実施例２、比較例２ 実施例１に示した製造方法にて、添加するＭｇをＮｉと
合金化し、融点を高くした（１１００℃）合金を添加す
る方法を実施例２とし、ＭｇとＡｌとの合金にて融点を
低くした（５５０℃）合金を添加する方法を比較例２と
し、実施例１の場合と同じようにＭｇの残存率を表２に
示した。
合金化し、融点を高くした（１１００℃）合金を添加す
る方法を実施例２とし、ＭｇとＡｌとの合金にて融点を
低くした（５５０℃）合金を添加する方法を比較例２と
し、実施例１の場合と同じようにＭｇの残存率を表２に
示した。
【００１１】
【表２】
【００１２】表１、表２からわかるとおり、Ｎｉ、Ｃｏ
等を溶解後にＭｇを添加し、また、融点がＭｇ金属（６
５９℃）以上であるほうが合金内により多く残存し、合
金外への放散が抑制され、溶解作業時に炉内を大気に解
放してもより安全に作業することが可能となることがわ
かる。
等を溶解後にＭｇを添加し、また、融点がＭｇ金属（６
５９℃）以上であるほうが合金内により多く残存し、合
金外への放散が抑制され、溶解作業時に炉内を大気に解
放してもより安全に作業することが可能となることがわ
かる。
【００１３】
【発明の効果】本発明の水素吸蔵合金の製造方法により
合金中のＭｇ含有量を所定のものにし、溶解時の蒸発を
抑制することにより、より安全な水素吸蔵合金の製造が
できる。
合金中のＭｇ含有量を所定のものにし、溶解時の蒸発を
抑制することにより、より安全な水素吸蔵合金の製造が
できる。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｍｇを添加する希土類系水素吸蔵合金の
製造方法であって、該Ｍｇの添加原料として融点が６５
０℃以上であるＭｇ合金、又はＭｇ金属を使用すること
を特徴とする水素吸蔵合金の製造方法。 - 【請求項２】 上記希土類系水素吸蔵合金がＮｉ及び／
又はＣｏを含み、上記Ｍｇの添加原料を溶解時に添加す
る場合、少なくとも該Ｎｉ及び／又はＣｏの高融点金属
を溶解した後、溶湯内に添加する請求項１に記載の水素
吸蔵合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000236332A JP2002050351A (ja) | 2000-08-04 | 2000-08-04 | 電池用水素吸蔵合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000236332A JP2002050351A (ja) | 2000-08-04 | 2000-08-04 | 電池用水素吸蔵合金の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002050351A true JP2002050351A (ja) | 2002-02-15 |
Family
ID=18728392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000236332A Pending JP2002050351A (ja) | 2000-08-04 | 2000-08-04 | 電池用水素吸蔵合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002050351A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005080617A1 (ja) * | 2004-02-20 | 2005-09-01 | Japan Metals And Chemicals Co., Ltd. | Mg-REM-Ni系水素吸蔵合金の製造方法 |
-
2000
- 2000-08-04 JP JP2000236332A patent/JP2002050351A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005080617A1 (ja) * | 2004-02-20 | 2005-09-01 | Japan Metals And Chemicals Co., Ltd. | Mg-REM-Ni系水素吸蔵合金の製造方法 |
| JPWO2005080617A1 (ja) * | 2004-02-20 | 2007-08-30 | 日本重化学工業株式会社 | Ｍｇ−ＲＥＭ−Ｎｉ系水素吸蔵合金の製造方法 |
| CN100378234C (zh) * | 2004-02-20 | 2008-04-02 | 日本重化学工业株式会社 | Mg-REM-Ni系储氢合金的制备方法 |
| US7988800B2 (en) | 2004-02-20 | 2011-08-02 | Japan Metals And Chemicals Co., Ltd. | Method for producing Mg-REM-Ni based hydrogen-absorbing alloy |
| JP4805816B2 (ja) * | 2004-02-20 | 2011-11-02 | 日本重化学工業株式会社 | Ｍｇ−ＲＥＭ−Ｎｉ系水素吸蔵合金の製造方法 |
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