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JP2003313601A - Hydrogen storage alloy, its production process and electrode for secondary battery - Google Patents

Hydrogen storage alloy, its production process and electrode for secondary battery

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Publication number
JP2003313601A
JP2003313601A JP2002194420A JP2002194420A JP2003313601A JP 2003313601 A JP2003313601 A JP 2003313601A JP 2002194420 A JP2002194420 A JP 2002194420A JP 2002194420 A JP2002194420 A JP 2002194420A JP 2003313601 A JP2003313601 A JP 2003313601A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alloy
phase
hydrogen storage
base material
alloy base
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2002194420A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Gashiyo Kaya
雅詔 賀屋
Tsutomu Iwamura
努 岩村
Shinichi Yamashita
信一 山下
Tsutomu Cho
勤 長
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP2002194420A priority Critical patent/JP2003313601A/en
Publication of JP2003313601A publication Critical patent/JP2003313601A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries
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    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/32Hydrogen storage

Landscapes

  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydrogen storage alloy which comprises a bcc phase having a high hydrogen storage capacity as a main phase and is suitable as an electrode for a secondary battery, and its production method. <P>SOLUTION: The hydrogen storage alloy is composed of a Ti-Cr alloy base metal 1 having the phase (bcc phase) of a body-centered cubic crystal structure as the main phase and Ni-containing regions (Ni-deposited phases 2 and Ti-Ni alloy regions 3) formed in a dispersed manner on the surface of the Ti-Cr alloy base metal 1. This can inhibit the generation of a Laves phase, even when subjecting the surface of the Ti-Cr alloy base metal 1 to a heat treatment for forming the Ti-Ni alloy regions 3 having catalytic activities, thereby the high hydrogen storage capacity can be maintained. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、水素の吸蔵と放出
が可能な水素吸蔵合金、その中で特に、理論的に高容量
である体心立方型(bcc)結晶構造系水素吸蔵合金に
関して実用的な圧力域と温度範囲において優れた水素吸
放出量を示すとともに、単位重量当りにおける高水素吸
蔵量並びに高効率の工業生産が可能な、高い実用性を有
する水素吸蔵合金等に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydrogen storage alloy capable of storing and releasing hydrogen, and particularly to a hydrogen storage alloy of body-centered cubic (bcc) crystal structure type having a theoretically high capacity. The present invention relates to a hydrogen storage alloy and the like which has an excellent hydrogen absorption / desorption amount in a specific pressure range and a temperature range and has a high hydrogen storage amount per unit weight and a highly practical industrial production capable of highly efficient industrial production.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、化石燃料の使用によって増大する
NOx(窒素酸化物)を原因とする酸性雨や、CO2によ
る地球温暖化が懸念されており、これらの環境破壊が深
刻な問題となってきている。その中でクリーンエネルギ
ーとして水素エネルギーの実用化が世界的に注目されて
きている。水素は地球上に無尽蔵に存在する水の構成元
素であって、種々の一次エネルギーを用いて作り出すこ
とが可能であるばかりか、副生成物が水だけであるため
に環境破壊の心配がなく、また電力に比べて貯蔵が比較
的容易であるなど優れた特性を有している。
2. Description of the Related Art At present, there is a concern about acid rain caused by NOx (nitrogen oxide), which is increased by the use of fossil fuels, and global warming due to CO 2. These environmental destructions are serious problems. Is coming. Among them, the practical application of hydrogen energy as clean energy has been attracting worldwide attention. Hydrogen is an inexhaustible constituent element of water on the earth, and not only can it be created using various primary energies, but it is also a by-product of water, so there is no concern of environmental damage. Further, it has excellent characteristics such as being relatively easy to store as compared with electric power.

【0003】このため、近年、これら水素の貯蔵および
輸送媒体として水素吸蔵合金の研究開発及び実用化検討
が活発に実施されている。これら水素吸蔵合金とは、適
当な条件で水素を吸収、放出できる金属・合金のことで
ある。この合金を用いる事により、従来の水素ガスボン
ベと比較して低い圧力でしかも高密度に水素を貯蔵する
ことが可能となる。そして、その体積密度は液体水素あ
るいは固体水素とほぼ同等かそれ以上であり、かつ取扱
い上の安全性も格段と優れている。
Therefore, in recent years, research and development of hydrogen storage alloys as a storage and transportation medium for these hydrogens and studies for their practical use have been actively carried out. These hydrogen storage alloys are metals and alloys that can absorb and release hydrogen under appropriate conditions. By using this alloy, it becomes possible to store hydrogen at a low pressure and at a high density as compared with a conventional hydrogen gas cylinder. The volume density thereof is almost equal to or higher than that of liquid hydrogen or solid hydrogen, and the handling safety is remarkably excellent.

【0004】これら水素吸蔵合金としては、LaNi5
などのAB5型合金あるいはTiMn 2などのAB2型合
金が実用化されている。しかし、その水素吸蔵量は高々
1.4mass%前後であり、例えばWE−NET(国
際エネルギーネットワーク)が提唱する燃料電池等の水
素貯蔵用に用いる水素吸蔵合金の目標性能100℃以下
にて3mass%には到達できない。近年になり、例え
ば特開平10−110225号公報、特開平10−12
1180号公報や特開2000−345273号公報に
て提案されているように、水素吸蔵サイト数が多く、合
金の単位重量当りにおいて吸蔵できる理論水素量が約4
mass%、(H/M=2、H:吸蔵水素原子、M:合
金構成元素)と極めて大きい体心立方構造(以後「bc
c相」、「bcc型」あるいは「bcc」と呼称する)
を有するTi−Cr系合金が注目され、実用化を目指し
て数多くの検討が始まっている。
LaNi is one of these hydrogen storage alloys.Five
AB such asFiveType alloy or TiMn 2AB such as2Pattern
Gold has been put to practical use. However, its hydrogen storage capacity is at most
It is around 1.4 mass%, for example, WE-NET (country
Water such as fuel cells advocated by the International Energy Network)
Target performance of hydrogen storage alloy used for elementary storage 100 ℃ or less
Can't reach 3 mass%. In recent years, for example,
For example, JP-A-10-110225 and JP-A-10-12
1180 and Japanese Patent Laid-Open No. 2000-345273.
The number of hydrogen storage sites is large and
The theoretical amount of hydrogen that can be stored per unit weight of gold is about 4
mass%, (H / M = 2, H: occluded hydrogen atom, M: total
Very large body-centered cubic structure (hereinafter “bc”)
Called "phase c", "bcc type" or "bcc")
Ti-Cr type alloys with
Many studies have begun.

【0005】bcc相を主相とするTi−Cr二元系合
金を得るためには、bcc相を生成する温度領域に加熱
した後に、例えば水中で急冷することが効果的である。
そして、このTi−Cr二元系合金においては、水素の
吸蔵並びに放出を実用的な温度および圧力にて実施可能
となる混合比率が40≦Cr(at%)≦60とされてい
る。しかし、40≦Cr(at%)≦60の合金は、Ti
−Cr二元系状態図からも解るように、合金の融点とC
14型結晶構造(βTiCr2/ラーベス相)またはC
15型結晶構造(αTiCr2/ラーベス相)が生成す
る温度との間にあるbcc相が生成する温度領域の幅が
極めて小さい。したがって、合金中にbcc相とは異な
る別のC14型もしくはC15型ラーベス相が相当量形
成され、bcc相を主相とする合金を得ることが困難で
ある。
In order to obtain a Ti-Cr binary alloy containing the bcc phase as the main phase, it is effective to heat the alloy in a temperature range where the bcc phase is produced and then rapidly cool it, for example, in water.
In this Ti-Cr binary alloy, the mixing ratio that allows hydrogen storage and release at a practical temperature and pressure is 40≤Cr (at%) ≤60. However, the alloy of 40 ≦ Cr (at%) ≦ 60 is
As can be seen from the -Cr binary system phase diagram, the melting point of the alloy and C
14 type crystal structure (βTiCr 2 / Laves phase) or C
The width of the temperature region in which the bcc phase is generated, which is between the temperature in which the 15-type crystal structure (αTiCr 2 / Laves phase) is generated, is extremely small. Therefore, another C14 type or C15 type Laves phase different from the bcc phase is formed in the alloy in a considerable amount, and it is difficult to obtain an alloy having the bcc phase as the main phase.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、水素吸蔵合
金を二次電池用電極として用いる場合には、触媒として
機能するNiを水素吸蔵合金中に含有させる必要があ
る。しかし、Niを含む水素吸蔵合金、例えばTi−C
r−Ni系合金は、bcc単相のTi−Cr系合金と較
べて単位重量あたりの水素吸蔵量が低下してしまうのみ
ならず、6NのKOH等の強アルカリ性の電解液中では
二次電池用電極として動作しないという問題がある。こ
うした問題に鑑みて、特開2001−273891号公
報は、水素吸蔵合金を構成する基本組成からNiを除
き、かつ水素吸蔵合金粒子の表層部にTi−Ni系合金
相を形成することを提案している。しかしながら、特開
2001−273891号公報に開示された方法では、
水素吸蔵合金粒子の表層部にTi−Ni系合金相を形成
させるために長時間、具体的には600〜700℃で6
時間加熱を行っているため、水素吸蔵合金においてラー
ベス相が出現してしまう。そして、上述の通り、ラーベ
ス相が出現すると水素吸蔵量が低下してしまう。よっ
て、本発明は上記した問題点に着目してなされたもの
で、高い水素吸蔵量を有するbcc相を主相とし、かつ
二次電池用電極として好適な水素吸蔵合金およびその製
造方法等を提供することを課題とする。
By the way, when a hydrogen storage alloy is used as an electrode for a secondary battery, it is necessary to contain Ni which functions as a catalyst in the hydrogen storage alloy. However, a hydrogen storage alloy containing Ni, such as Ti-C
The r-Ni-based alloy not only has a lower hydrogen storage amount per unit weight than the bcc single-phase Ti-Cr-based alloy, but also recharges a secondary battery in a strongly alkaline electrolyte such as 6N KOH. There is a problem that it does not operate as a working electrode. In view of such a problem, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-273891 proposes to remove Ni from the basic composition constituting the hydrogen storage alloy and to form a Ti—Ni based alloy phase on the surface layer portion of the hydrogen storage alloy particles. ing. However, in the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-273891,
In order to form a Ti-Ni-based alloy phase on the surface layer of the hydrogen storage alloy particles, a long time, specifically, 600 to 700 ° C. is used for 6 hours.
Since heating is performed for a time, the Laves phase appears in the hydrogen storage alloy. Then, as described above, when the Laves phase appears, the hydrogen storage amount decreases. Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and provides a hydrogen storage alloy, which has a bcc phase having a high hydrogen storage capacity as a main phase, and is suitable as an electrode for a secondary battery, a method for producing the same, and the like. The task is to do.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者は前記課題を解
決するために、Ti−Cr系合金母材のbcc相を減少
させることなく、Niを含有させるために様々な検討を
行った。その結果、Ni含有領域をTi−Cr系合金母
材の表面に離散的に形成させることにより、ラーベス相
の出現を抑えつつ、bcc相を主相とすることができる
ことを知見した。すなわち、本発明は、体心立方型結晶
構造からなる相(bcc相)を主相とするTi−Cr系
合金母材と、このTi−Cr系合金母材表面に離散的に
形成されたNi含有領域とを備えたことを特徴とする水
素吸蔵合金を提供する。ここで、本願明細書において、
「離散的」とは、Ti−Cr系合金母材の表面全体を覆
うようにNi含有領域が存在するのではなく、Ti−C
r系合金母材の表面にNi含有領域が点在していること
を意味している。また、Ni含有領域とは、Ni元素を
何らかの形で含む領域を意味する。本発明の水素吸蔵合
金において、Ti−Cr系合金母材表面に離散的に形成
されたNi含有領域は、その全部または一部をTi−N
i系合金領域とすることができ、またこのNi含有領域
は、その径を5μm以下(0を含まず)とすることがで
きる。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present inventor has conducted various studies for containing Ni without reducing the bcc phase of a Ti—Cr alloy base material. As a result, it was found that the bcc phase can be used as the main phase while suppressing the appearance of the Laves phase by discretely forming the Ni-containing regions on the surface of the Ti-Cr alloy base material. That is, according to the present invention, a Ti—Cr based alloy base material having a phase (bcc phase) having a body-centered cubic crystal structure as a main phase and Ni formed discretely on the surface of the Ti—Cr based alloy base material. Provided is a hydrogen storage alloy having a containing region. Here, in the present specification,
“Discretely” does not mean that the Ni-containing region exists so as to cover the entire surface of the Ti—Cr based alloy base material, but Ti—C.
This means that Ni-containing regions are scattered on the surface of the r-based alloy base material. The Ni-containing region means a region containing Ni element in some form. In the hydrogen storage alloy of the present invention, the Ni-containing regions discretely formed on the surface of the Ti-Cr alloy base material are entirely or partially made of Ti-N.
The i-based alloy region may be used, and the Ni-containing region may have a diameter of 5 μm or less (not including 0).

【0008】また本発明は、体心立方型結晶構造からな
る相(bcc相)を主相とするTi−Cr系合金母材か
らなる水素吸蔵合金であって、Ti−Cr系合金母材の
表面には、Ti−Cr系合金相と、触媒能を有するTi
−Ni系合金相とが存在することを特徴とする水素吸蔵
合金を提供する。本発明の水素吸蔵合金において、Ti
−Cr系合金母材の組成を以下のようにすることが望ま
しい。組成を以下の範囲にすることにより、高いbcc
相形成能を有し、鋳造の状態(以下、適宜「as ca
st」という)または鋳造後の熱処理および簡易な冷却
を行うことによって、有害なC14型、C15型等のラ
ーベス相をほとんど含まないbcc相単相合金を得るこ
とができる。しかも、得られたbcc相は、Ti−Cr
系合金母材の表面に被着されたNiを拡散するための熱
処理を施した後でも維持される。 Ti(100-a-b-c-d)CrabX’cNid 但し20≦a(at%)≦80、0≦b(at%)≦1
0、0≦c(at%)≦30、0≦d(at%)≦5で
表され、前記XがRu、Rh、OsおよびIrの少なく
とも一種の元素、前記X’がV、Mo、WおよびAlの
少なくとも一種の元素
Further, the present invention is a hydrogen storage alloy composed of a Ti-Cr alloy base material having a phase (bcc phase) having a body-centered cubic crystal structure as a main phase, which is a Ti-Cr alloy base material. On the surface, Ti-Cr alloy phase and Ti having catalytic ability
And a Ni-based alloy phase. In the hydrogen storage alloy of the present invention, Ti
It is desirable that the composition of the -Cr alloy base material be as follows. High bcc by adjusting the composition to the following range
It has a phase-forming ability and is in a cast state (hereinafter referred to as "as ca" as appropriate.
st)) or heat treatment after casting and simple cooling to obtain a bcc phase single phase alloy containing almost no harmful Laves phase such as C14 type and C15 type. Moreover, the obtained bcc phase is Ti-Cr
It is maintained even after the heat treatment for diffusing Ni deposited on the surface of the base alloy base material. Ti (100-abcd) Cr a X b X 'c Ni d where 20 ≦ a (at%) ≦ 80,0 ≦ b (at%) ≦ 1
0, 0 ≦ c (at%) ≦ 30, 0 ≦ d (at%) ≦ 5, X is at least one element of Ru, Rh, Os and Ir, and X ′ is V, Mo, W And at least one element of Al

【0009】また本発明の水素吸蔵合金によれば、上述
したTi−Cr系合金母材を体心立方型結晶構造からな
る相(bcc相)の単相組織とすることが可能である。
Further, according to the hydrogen storage alloy of the present invention, it is possible to make the above Ti—Cr alloy base material into a single phase structure of a phase (bcc phase) having a body-centered cubic crystal structure.

【0010】さらにまた本発明は、上記の特徴を有する
水素吸蔵合金を得るのに適した以下の特徴を有する水素
吸蔵合金の製造方法を提供する。すなわち、本発明の水
素吸蔵合金の製造方法は、Ti−Cr系合金母材を得る
工程(a)と、工程(a)で得られたTi−Cr系合金
母材の表面にNiを離散的に被着させる工程(b)と、
Ti−Cr系合金母材の表面に被着されたNiを拡散処
理する工程(c)とを備えることを特徴とする。本発明
に係る水素吸蔵合金の製造方法では、工程(a)におい
て、5at%以下(0を含まず)のNiを含むTi−C
r系合金母材を得ることが望ましい。また、工程(b)
におけるNiの被着は、機械的な被着とすることが有効
である。さらに、上述した工程(a)において得られる
Ti−Cr系合金母材および上述した工程(c)の後に
得られる水素吸蔵合金は、ともに体心立方型結晶構造か
らなる相(bcc相)を主相とすることができる。ま
た、工程(c)における拡散処理として、500〜70
0℃の温度範囲で10分から3時間の加熱処理を採用す
ることができる。
Furthermore, the present invention provides a method for producing a hydrogen storage alloy having the following characteristics, which is suitable for obtaining the hydrogen storage alloy having the above characteristics. That is, in the method for producing a hydrogen storage alloy of the present invention, the step (a) of obtaining the Ti—Cr based alloy base material and the Ni on the surface of the Ti—Cr based alloy base material obtained in the step (a) are dispersed in a discrete manner. A step (b) of depositing on
And a step (c) of diffusing Ni deposited on the surface of the Ti-Cr alloy base material. In the method for producing a hydrogen storage alloy according to the present invention, in the step (a), Ti—C containing 5 at% or less (not including 0) of Ni is used.
It is desirable to obtain an r-based alloy base material. Also, step (b)
It is effective that the Ni is adhered by mechanically. Furthermore, the Ti-Cr alloy base material obtained in the above-mentioned step (a) and the hydrogen storage alloy obtained after the above-mentioned step (c) are mainly composed of a phase (bcc phase) having a body-centered cubic crystal structure. Can be phases. Further, as the diffusion treatment in the step (c), 500 to 70
Heat treatment for 10 minutes to 3 hours in the temperature range of 0 ° C. can be adopted.

【0011】また、工程(b)に先立ち、工程(a)で
得られたTi−Cr系合金母材を、Ti−Cr系合金母
材が体心立方型結晶構造からなる相(bcc相)が形成
される温度領域、例えば1250〜1450℃の温度範
囲に、所定時間、例えば1分〜1時間、保持する加熱処
理を行う工程(d)、をさらに備えることもできる。こ
のときには、工程(d)の後、Ti−Cr系合金母材を
強制的に冷却する工程(e)を備えて、Ti−Cr系合
金母材を急冷しても良い。特に、Ti−Cr系合金母材
にMoが含有される場合、その含有量が多ければ急冷・
除冷を問わず、同等の特性が得られるが、含有量が少な
い場合には、急冷を行うことによって良好な特性を得る
ことが期待できる。
Prior to the step (b), the Ti-Cr alloy base material obtained in the step (a) is a phase (bcc phase) in which the Ti-Cr alloy base material has a body-centered cubic crystal structure. It is possible to further include a step (d) of performing a heat treatment in which a predetermined temperature period, for example, 1 minute to 1 hour is maintained in a temperature region in which is formed, for example, a temperature range of 1250 to 1450 ° C. At this time, after the step (d), a step (e) of forcibly cooling the Ti—Cr based alloy base material may be provided to rapidly cool the Ti—Cr based alloy base material. In particular, when Mo is contained in the Ti-Cr alloy base material, if the content of Mo is large, quenching
Equivalent characteristics can be obtained regardless of the cooling, but when the content is small, it can be expected to obtain good characteristics by performing rapid cooling.

【0012】さらに本発明は、以下の特徴を有する二次
電池用水素吸蔵合金電極をも提供する。すなわち、本発
明の二次電池用水素吸蔵合金電極は、組成をTi
(100-a-b-c -d)CrabX’cNidとしかつ体心立方型
結晶構造からなる相(bcc相)を主相とするTi−C
r系合金母材と、このTi−Cr系合金母材表面に離散
的に形成されたNi含有領域とを備えること特徴とす
る。ここで、Ti−Cr系合金母材の組成において、2
0≦a(at%)≦80、0≦b(at%)≦10、0
≦c(at%)≦30、0≦d(at%)≦5で表さ
れ、前記XがRu、Rh、OsおよびIrの少なくとも
一種の元素、前記X’がV、Mo、WおよびAlの少な
くとも一種の元素とすることが望ましい。このような電
極は、上記したような本発明の製造方法によって製造さ
れた水素吸蔵合金によって形成されるのが好ましい。
The present invention also provides a hydrogen storage alloy electrode for a secondary battery, which has the following features. That is, the hydrogen storage alloy electrode for a secondary battery of the present invention has a composition of Ti
(100-abc -d) Cr a X b X 'c Ni d Toshikatsu body-centered cubic type of crystalline structure phases (bcc phase) as the main phase Ti-C
It is characterized by including an r-based alloy base material and Ni-containing regions discretely formed on the surface of the Ti-Cr-based alloy base material. Here, in the composition of the Ti-Cr alloy base material, 2
0 ≦ a (at%) ≦ 80, 0 ≦ b (at%) ≦ 10,0
≦ c (at%) ≦ 30, 0 ≦ d (at%) ≦ 5, X is at least one element of Ru, Rh, Os and Ir, and X ′ is V, Mo, W and Al. It is desirable to use at least one element. Such an electrode is preferably formed of the hydrogen storage alloy manufactured by the manufacturing method of the present invention as described above.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明に係る水素吸蔵合金は、b
cc相を主相とするTi−Cr系合金母材と、このTi
−Cr系合金母材の表面に離散的に形成されたNi含有
領域とからなることを特徴としている。本願明細書にお
いて、Ni含有領域とは、Ni元素を何らかの形で含む
領域を意味する。すなわち、Niが単独で存在する領域
(例えばNi被着相)、Niが他の元素とともに合金化
されて形成されている領域(例えばTi−Ni系合金領
域)等を本願明細書では総称して「Ni含有領域」と称
する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The hydrogen storage alloy according to the present invention is b
A Ti-Cr alloy base material having a cc phase as a main phase, and this Ti
It is characterized by comprising Ni-containing regions discretely formed on the surface of the -Cr alloy base material. In the present specification, the Ni-containing region means a region containing Ni element in some form. That is, in the present specification, a region in which Ni exists alone (for example, a Ni adhered phase), a region in which Ni is alloyed with other elements (for example, a Ti—Ni alloy region), and the like are collectively referred to. This is referred to as "Ni-containing region".

【0014】図1は、本発明に係る水素吸蔵合金の構成
を模式的に示す図であり、図1(a)はNi拡散処理を
行う前の水素吸蔵合金の状態、図1(b)はNi拡散処
理を行った後の水素吸蔵合金の状態をそれぞれ示してい
る。なお、図1に示すように、水素吸蔵合金は粒子状を
なしている。また、Ni拡散処理の内容は後述する。
FIG. 1 is a diagram schematically showing the structure of a hydrogen storage alloy according to the present invention. FIG. 1 (a) shows the state of the hydrogen storage alloy before the Ni diffusion treatment, and FIG. 1 (b) shows The states of the hydrogen storage alloy after the Ni diffusion treatment are shown respectively. In addition, as shown in FIG. 1, the hydrogen storage alloy is in the form of particles. The details of the Ni diffusion process will be described later.

【0015】まず、図1(a)を用いて、Ni拡散処理
を行う前の水素吸蔵合金の状態を説明する。図1(a)
に示すように、Ti−Cr系合金母材1の表面には、N
i被着相(Ni含有領域)2が離散的に形成されてい
る。ここで、本願明細書において、「離散的」とは、上
述したように、Ti−Cr系合金母材1の表面全体を覆
うようにNi被着相2が存在するのではなく、Ti−C
r系合金母材1の表面にNi被着相2が点在しているこ
とを意味している。したがって、図1(a)に示したよ
うに、Ti−Cr系合金母材1はその一部が露出してい
る。
First, with reference to FIG. 1A, the state of the hydrogen storage alloy before the Ni diffusion treatment will be described. Figure 1 (a)
As shown in, the surface of the Ti-Cr alloy base material 1 has N
The i adhered phase (Ni-containing region) 2 is discretely formed. Here, in the specification of the present application, “discretely” does not mean that the Ni-adhered phase 2 exists so as to cover the entire surface of the Ti—Cr alloy base material 1 as described above, but that it is Ti—C.
This means that the Ni adhered phase 2 is scattered on the surface of the r-based alloy base material 1. Therefore, as shown in FIG. 1A, a part of the Ti—Cr alloy base material 1 is exposed.

【0016】次に、図1(b)を用いて、Ni拡散処理
を行った後の水素吸蔵合金の状態を説明する。Ni拡散
処理を行うことにより、Ni被着相2はその全部または
その一部がTi−Cr系合金母材1との間で生ずる拡散
によりTi−Ni系合金に変化する。そして、Ni被着
相2が転じてTi−Ni系合金となった領域(以下、
「Ti−Ni系合金領域(Ni含有領域)3」と称す
る)は、水素吸蔵合金に電気化学的に水素を吸蔵および
放出する反応に対する触媒能を付与するとともに、耐酸
化性という効果をも得ることができる。ここで、Ni被
着相2の一部がTi−Ni系合金領域3に変化した状態
を示すと、図1(b)のようになる。このTi−Ni系
合金領域3は、Ti−Ni系合金母材1の表面からNi
原子を拡散させることにより形成することができる。T
i−Ni系合金領域3は、例えばTi2Ni、TiN
i、TiNi3等からなる。また、Ti−Ni系合金領
域3は、Ti以外にもCr、Moなどの合金構成元素が
取り込まれていてもよい。
Next, the state of the hydrogen storage alloy after Ni diffusion treatment will be described with reference to FIG. 1 (b). By performing the Ni diffusion treatment, the Ni-deposited phase 2 is entirely or partially converted into a Ti-Ni-based alloy due to the diffusion that occurs between the Ni-adhered phase 2 and the Ti-Cr-based alloy base material 1. Then, a region where the Ni-adhered phase 2 is turned to become a Ti-Ni alloy (hereinafter,
The “Ti—Ni-based alloy region (Ni-containing region) 3” provides the hydrogen storage alloy with a catalytic ability for a reaction of electrochemically storing and releasing hydrogen, and also has an effect of oxidation resistance. be able to. Here, FIG. 1B shows a state in which a part of the Ni adhered phase 2 is changed to the Ti—Ni alloy region 3. The Ti—Ni based alloy region 3 is formed from the surface of the Ti—Ni based alloy base material 1 to Ni.
It can be formed by diffusing atoms. T
The i-Ni alloy region 3 is formed of, for example, Ti 2 Ni or TiN.
i, TiNi 3, etc. In addition to Ti, alloy constituent elements such as Cr and Mo may be incorporated in the Ti—Ni based alloy region 3.

【0017】以上、図1を用いて本発明に係る水素吸蔵
合金の構成を模式的に示した。そして、上述の通り、本
願明細書ではNi元素を含有している領域を「Ni含有
領域」と称する。よって、図1に示したNi被着相2お
よびTi−Ni系合金領域3は、ともに本発明で意味す
るところの「Ni含有領域」に含まれる。本発明に係る
水素吸蔵合金において、Ni含有領域はTi−Cr系合
金母材1に対して1〜10wt%の割合で形成される。
また、Ni含有領域は、その径が5μm以下(0を含ま
ず)であることが好ましい。より望ましいNi含有領域
の径は3μm以下(0を含まず)、さらには0.5〜
1.0μmである。上述のように、Ni含有領域として
のTi−Ni系合金領域3が、水素吸蔵合金に電気化学
的に水素を吸蔵および放出する反応に対する触媒能を付
与することとなるが、水素の吸放出にはNi含有領域の
径を5μm以下(0を含まず)とすれば十分である。一
方、Ni含有領域の径が5μmを超えると、水素吸蔵に
伴う膨張により合金の破壊(割れ)が起こるため好まし
くない。なお、後述するように、本発明においてTi−
Cr系合金母材1に5at%以下のNiを予め含有させ
ることができるが、これはあくまでTi−Cr系合金母
材1に含まれるものをいうのであって、Ni含有領域と
区別される。
The structure of the hydrogen storage alloy according to the present invention has been schematically shown above with reference to FIG. Then, as described above, in the present specification, the region containing the Ni element is referred to as “Ni-containing region”. Therefore, the Ni adhered phase 2 and the Ti—Ni based alloy region 3 shown in FIG. 1 are both included in the “Ni-containing region” which is meant in the present invention. In the hydrogen storage alloy according to the present invention, the Ni-containing region is formed in a proportion of 1 to 10 wt% with respect to the Ti-Cr alloy base material 1.
The Ni-containing region preferably has a diameter of 5 μm or less (not including 0). A more desirable diameter of the Ni-containing region is 3 μm or less (not including 0), and further 0.5 to
It is 1.0 μm. As described above, the Ti—Ni-based alloy region 3 as the Ni-containing region provides the hydrogen storage alloy with a catalytic ability for a reaction of electrochemically storing and releasing hydrogen, but it does not absorb hydrogen. Is sufficient if the diameter of the Ni-containing region is 5 μm or less (not including 0). On the other hand, if the diameter of the Ni-containing region exceeds 5 μm, the alloy is destroyed (cracked) due to expansion accompanying hydrogen storage, which is not preferable. As will be described later, in the present invention, Ti-
The Cr-based alloy base material 1 can contain Ni at 5 at% or less in advance, but this means that it is contained in the Ti—Cr-based alloy base material 1 and is distinguished from the Ni-containing region.

【0018】本発明に係る水素吸蔵合金は、Ti−Cr
系合金母材1の全表面にNi含有領域(Ni被着相2,
Ti−Ni系合金領域3)を形成するのではなく、Ni
含有領域をTi−Cr系合金母材1の表面に離散的に形
成することを最大の特徴としている。この特徴により、
Ti−Cr系合金母材1の表面に形成されたNi含有領
域を拡散するための熱処理の時間が短時間で済むため、
この熱処理を施した後においてもラーベス相の出現を抑
えつつ、bcc相を主相とする水素吸蔵合金を得ること
が可能となる。後述の実施例で詳述するが、本発明の水
素吸蔵合金によれば、高い水素吸蔵量を得ることができ
るため、本発明の水素吸蔵合金を用いた二次電池用電極
は、良好なサイクル特性を示す。具体的には、20サイ
クル後においても高い電気容量を維持することができ
る。
The hydrogen storage alloy according to the present invention comprises Ti--Cr.
The Ni-containing region (Ni-deposited phase 2,
Instead of forming the Ti-Ni alloy region 3),
The greatest feature is that the containing regions are discretely formed on the surface of the Ti—Cr alloy base material 1. Due to this feature,
Since the heat treatment time for diffusing the Ni-containing region formed on the surface of the Ti-Cr alloy base material 1 is short,
Even after this heat treatment, it is possible to obtain a hydrogen storage alloy having the bcc phase as the main phase while suppressing the appearance of the Laves phase. As will be described in detail in Examples described later, according to the hydrogen storage alloy of the present invention, since a high hydrogen storage amount can be obtained, an electrode for a secondary battery using the hydrogen storage alloy of the present invention has a good cycle. Show the characteristics. Specifically, a high electric capacity can be maintained even after 20 cycles.

【0019】次に、Ti−Cr系合金母材1の望ましい
組成について言及する。本発明において、合金母材をT
i−Cr系合金とするのは、上述の通りTi−Cr系合
金によれば高い水素吸蔵量を得ることができるからであ
る。また、Ti−Cr系合金母材1の組成を以下のもの
とすることにより、Ni被着相2を拡散させるための加
熱処理を行った後においてもbcc相を主相とすること
が可能となる。以下、Ti−Cr系合金母材1の望まし
い組成を詳述する。
Next, the desirable composition of the Ti-Cr alloy base material 1 will be described. In the present invention, the alloy base material is T
The i-Cr alloy is used because a high hydrogen storage amount can be obtained by the Ti-Cr alloy as described above. Further, by setting the composition of the Ti-Cr alloy base material 1 as follows, it is possible to make the bcc phase the main phase even after the heat treatment for diffusing the Ni-adhered phase 2 is performed. Become. Hereinafter, a desirable composition of the Ti—Cr alloy base material 1 will be described in detail.

【0020】Ti−Cr系合金は、一般式Ti
(100-a-b-c)CrabX’c、但し20≦a(at%)≦
80、0≦b(at%)≦10、0≦c(at%)≦3
0で表され、前記XがRu、Rh、OsおよびIrの少
なくとも一種の元素、前記X’がV、Mo、WおよびA
lの少なくとも一種の元素の組成を有するものとするこ
とが好ましい。以下、この組成限定理由について説明す
る。
The Ti--Cr alloy has the general formula Ti.
(100-abc) Cr a X b X 'c, where 20 ≦ a (at%) ≦
80, 0 ≦ b (at%) ≦ 10, 0 ≦ c (at%) ≦ 3
0, X is at least one element of Ru, Rh, Os and Ir, and X ′ is V, Mo, W and A
It is preferable to have a composition of at least one element of l. The reasons for limiting the composition will be described below.

【0021】Tiの原子半径(0.146nm)はCr
の原子半径(0.125nm)より大きいので、合金中
のTi含有量を増し、Cr含有量を減じればbcc相の
格子定数が大きくなり、プラトー圧が低下する。つま
り、Ti−Cr系合金は、TiおよびCrの組成比を制
御することによってプラトー圧を制御することができ
る。したがって、水素吸蔵合金のプラトー圧は合金動作
温度により変化するが、目的とする動作温度に合致した
Cr/Ti比を選択すればよい。
The atomic radius of Ti (0.146 nm) is Cr
Since the atomic radius is larger than the atomic radius (0.125 nm), the Ti content of the alloy is increased and the Cr content is decreased, the lattice constant of the bcc phase is increased and the plateau pressure is decreased. That is, the Ti—Cr alloy can control the plateau pressure by controlling the composition ratio of Ti and Cr. Therefore, although the plateau pressure of the hydrogen storage alloy changes depending on the alloy operating temperature, the Cr / Ti ratio that matches the target operating temperature may be selected.

【0022】しかし、Cr含有量aが80at%を超え
るとプラトー圧が著しく上昇し、逆に20at%未満で
はプラトー圧は著しく低くなり実用性に乏しくなること
から、20≦a(at%)≦80の範囲とする。好まし
くは30≦a(at%)≦70の範囲、さらに好ましく
は45≦a(at%)≦65で目的とする動作温度に適
切なCr/Ti比を選択すればよい。ある種の実用性を
考えると、20℃(293K)〜40℃(313K)に
おいて適当なプラトー圧を有することが望ましく、その
場合Cr/Ti比を1.0〜1.6の範囲とすることが推
奨される。具体的にはTi(100-a)Cra、但し50≦a
(at%)≦62の組成である。もっとも本発明はこの
組成に限定されるものではない。
However, when the Cr content a exceeds 80 at%, the plateau pressure remarkably rises, and when the Cr content a is less than 20 at%, the plateau pressure remarkably lowers and the practicability becomes poor. Therefore, 20 ≦ a (at%) ≦ The range is 80. It is preferable to select a Cr / Ti ratio suitable for the target operating temperature in the range of 30 ≦ a (at%) ≦ 70, and more preferably 45 ≦ a (at%) ≦ 65. Considering a certain practicality, it is desirable to have an appropriate plateau pressure at 20 ° C (293K) to 40 ° C (313K), in which case the Cr / Ti ratio should be in the range of 1.0 to 1.6. Is recommended. Specifically, Ti (100-a) Cr a , where 50 ≦ a
The composition is (at%) ≦ 62. However, the present invention is not limited to this composition.

【0023】次に、X元素、つまりRu、Rh、Osお
よびIrの少なくとも一種を10at%以下の範囲で含
有することが望ましい。X元素(以下、Ru等と略記す
ることがある)は少量の添加であってもbcc相の安定
化効果が強く、この効果は、従来知られているV、M
o、W、Alといったbcc安定化元素を凌駕してい
る。本発明におけるX元素の含有量は、目的とする動作
温度、動作圧力によって適宜選択すればよい。しかし、
10at%を超えると単位重量当りの水素吸蔵量が低下
し、かつ工業的に高価になりすぎる。したがって、その
含有量を10at%以下とする。好ましくは7at%以
下、さらに好ましくは5at%以下の範囲で選択すれば
よい。もっとも、Ni被着相2を拡散させてTi−Ni
系合金領域3を形成するための熱処理においても、bc
c相を維持する観点からいうと、RuおよびOsの少な
くとも一種を含有せしめる場合には1.5≦b(at
%)≦5、さらには2≦b(at%)≦4、Rhおよび
Irの少なくとも一種を含有せしめる場合には2.5≦
b(at%)≦7、さらには3≦b(at%)≦5とする
ことが望ましい。
Next, it is desirable to contain the X element, that is, at least one of Ru, Rh, Os and Ir in the range of 10 at% or less. The X element (hereinafter sometimes abbreviated as Ru, etc.) has a strong stabilizing effect on the bcc phase even when added in a small amount, and this effect is due to the conventionally known effects of V and M.
It surpasses bcc stabilizing elements such as o, W, and Al. The content of the X element in the present invention may be appropriately selected depending on the target operating temperature and operating pressure. But,
If it exceeds 10 at%, the hydrogen storage amount per unit weight decreases, and the cost becomes industrially too high. Therefore, the content is set to 10 at% or less. It may be selected in the range of preferably 7 at% or less, more preferably 5 at% or less. However, the Ni-deposited phase 2 is diffused to form Ti-Ni.
Even in the heat treatment for forming the base alloy region 3, bc
From the viewpoint of maintaining the c-phase, when at least one of Ru and Os is contained, 1.5 ≦ b (at
%) ≦ 5, further 2 ≦ b (at%) ≦ 4, and 2.5 ≦ when at least one of Rh and Ir is contained.
It is desirable that b (at%) ≦ 7, and further 3 ≦ b (at%) ≦ 5.

【0024】本発明のX元素が以上のようにbcc相の
安定化効果を有する理由は明らかではない。bcc相の
安定化については、原子半径がTi(原子半径:0.1
46nm)とCr(原子半径:0.125nm)の中間
の値を示す元素を含有せしめることが有効である。ラー
べス相はAB2の組成で表され、これらの組成において
理想的な幾何学的構造をとるためには、A、B両原子の
原子半径(RA:RB)は約1.225:1である必要が
あるのに対して、Tiの原子半径:Crの原子半径は
1.17:1であるから、理想的な幾何学的構造からや
や離れている。そして、Ti−Cr二元系合金におい
て、Tiの量を増大することにより、見かけ上Bサイト
にTiがより多く侵入することによってAサイトとBサ
イトの原子半径比が縮まり、一層ラーべス相の理想的幾
何学構造から離間させることができる。また、Aサイト
より原子半径が小さく、かつBサイトよりも原子半径の
大きな元素をTi−Cr二元系合金に含有せしめれば、
この元素がA,Bいずれのサイトに入ってもRA:RB
さらに小さくなり、ラーべス相形成を阻害、つまりbc
c相の形成を促進するものと推測される。本発明のX元
素は、以下に示すように、いずれもその原子半径がTi
(原子半径:0.146nm)とCr(原子半径:0.1
25nm)の中間の値を示している。したがって、本発
明のX元素によるbcc相の安定化効果は、上述した推
測に則ったものではあるが、前記従来のbcc相の安定
化元素もその原子半径がTiとCrの中間の値を示して
いることから、前記従来のbcc相の安定化元素からは
予期することのできない顕著な効果を備えている。 (X元素の原子半径) Ru:0.133nm,Rh:0.134nm Os:0.134nm,Ir:0.135nm
The reason why the element X of the present invention has the bcc phase stabilizing effect as described above is not clear. Regarding the stabilization of the bcc phase, the atomic radius is Ti (atomic radius: 0.1
It is effective to contain an element having an intermediate value between 46 nm) and Cr (atomic radius: 0.125 nm). Ra Beth phase expressed by a composition of the AB 2, to take an ideal geometry in these compositions, A, B both atomic atomic radius (R A: R B) is about 1.225 The atomic radius of Ti: Cr is 1.17: 1, which is slightly apart from the ideal geometrical structure. Then, in the Ti-Cr binary alloy, by increasing the amount of Ti, apparently more Ti penetrates into the B site, the atomic radius ratio between the A site and the B site is reduced, and the Laves phase is further increased. Can be separated from the ideal geometrical structure of. Further, if an element having a smaller atomic radius than the A site and a larger atomic radius than the B site is contained in the Ti-Cr binary alloy,
When this element enters either A or B site, R A : R B becomes smaller and hinders Laves phase formation, that is, bc
It is presumed to promote the formation of the c-phase. The X element of the present invention has an atomic radius of Ti as shown below.
(Atomic radius: 0.146 nm) and Cr (Atomic radius: 0.1
25 nm). Therefore, although the stabilizing effect of the bcc phase by the X element of the present invention is based on the above-mentioned assumption, the conventional stabilizing element of the bcc phase also has an atomic radius between Ti and Cr. Therefore, it has a remarkable effect that cannot be expected from the conventional bcc phase stabilizing element. (Atomic radius of X element) Ru: 0.133 nm, Rh: 0.134 nm Os: 0.134 nm, Ir: 0.135 nm

【0025】図2は、Ti37Cr585合金、Ti39
59Mo2合金およびTi41Cr57Ru2合金のbcc相
からラーべス相への相変態温度を測定した結果を示すグ
ラフ(DTA曲線)である。図2から、Ti41Cr57
2合金のラーべス相への変態温度が、Ti37Cr5 85
合金およびTi39Cr59Mo2合金のラーべス相への変
態温度よりも高いことがわかる。つまり図2は、Ruを
含む合金がNiの拡散処理においてもラーべス相の抑制
効果が大きいであろうことを示唆している。
FIG. 2 shows Ti 37 Cr 58 V 5 alloy, Ti 39 C
It is a graph showing the results of measuring the phase transformation temperature to the color Beth phase from bcc phase r 59 Mo 2 alloy and Ti 41 Cr 57 Ru 2 alloy (DTA curve). From FIG. 2, Ti 41 Cr 57 R
transformation temperature to the u 2 alloy of error Beth phase, Ti 37 Cr 5 8 V 5
It can be seen that it is higher than the transformation temperature of the alloy and the Ti 39 Cr 59 Mo 2 alloy to the Laves phase. That is, FIG. 2 suggests that the Ru-containing alloy will have a large Laves phase suppressing effect even in the Ni diffusion treatment.

【0026】本発明の水素吸蔵合金は、X元素に替えて
またはX元素とともに、bcc相の安定化元素として
V、Mo、WおよびAlの少なくとも一種(X’元素)
を含有することができる。このX’元素をX元素と同時
に含有させることにより、X元素の含有量をさらに低く
押さえ、また、X’元素も少量で済むことになるから、
単位重量当たりの水素吸蔵量の低下を軽微なものに留め
ることができる。その結果、コストと単位重量当りの水
素吸蔵量においてバランスのとれた高い実用性を有する
水素吸蔵合金を得ることができる。本発明において、
X’元素は少量で所定の効果を発揮することができるも
のの、従来と同程度の量を含有することを否定するもの
ではない。したがって、30at%以下の範囲の含有を
許容する。しかし、その含有量は所定の効果が得られる
範囲で少ないほうが望ましく、したがって、本発明で
は、20at%以下、さらには10at%以下の範囲の
含有量を推奨する。X’元素の量は、X元素との組み合
わせによっては、5at%以下の極めて少ない含有量に
おいても所定の効果を発揮することができる。本発明の
水素吸蔵合金を一般式Ti(100-a-b-c)CrabX’c
表した場合におけるX’cの含有量の目安を以下に示
す。1つの指針として、Ruおよび/またはRhとVと
を複合添加する場合にはb+(c/10)を2at%以
上(b,cは上記一般式中の記号)、Ruおよび/また
はRhとMoとを複合添加する場合にはb+(c/3)
を2at%以上、Osおよび/またはIrとVとを複合
添加する場合にはb+(c×3/20)を3at%以
上、Osおよび/またはIrとMoとを複合添加する場
合にはb+(c/2)を3at%以上とすることによ
り、Ni被着相2の拡散処理のための熱処理後であって
も、bcc単相組織を得ることができる。
In the hydrogen storage alloy of the present invention, at least one of V, Mo, W and Al (X 'element) is used as a stabilizing element of the bcc phase in place of or together with the X element.
Can be included. By containing this X'element at the same time as the X element, the content of the X element can be further reduced, and a small amount of the X'element can be used.
The decrease in the hydrogen storage amount per unit weight can be suppressed to a slight level. As a result, it is possible to obtain a hydrogen storage alloy having high practicality, which is well balanced in cost and hydrogen storage amount per unit weight. In the present invention,
Although a small amount of the X'element can exert a predetermined effect, it cannot be denied that the X'element is contained in the same amount as the conventional one. Therefore, the inclusion of 30 at% or less is allowed. However, its content is preferably as small as possible within the range where a predetermined effect can be obtained. Therefore, in the present invention, the content of 20 at% or less, further 10 at% or less is recommended. Depending on the combination of the X element and the X element, the predetermined effect can be exhibited even with an extremely small content of 5 at% or less. An indication of the content of c 'X when expressed in c' a hydrogen storage alloy of the present invention the general formula Ti (100-abc) Cr a X b X below. As one guideline, when Ru and / or Rh and V are added in combination, b + (c / 10) is 2 at% or more (b and c are symbols in the above general formula), Ru and / or Rh and Mo. B + (c / 3) when adding and
Is 2 at% or more, when Os and / or Ir and V are added in combination, b + (c × 3/20) is 3 at% or more, and when Os and / or Ir and Mo are added in combination, b + ( By setting c / 2) to 3 at% or more, a bcc single-phase structure can be obtained even after the heat treatment for diffusion treatment of the Ni-adhered phase 2.

【0027】本発明は、Ti−Cr系合金母材1にNi
を5at%以下(0を含まず)の範囲で適宜含有させる
ことを一つの特徴としている。この範囲でNiを予めT
i−Cr系合金母材1に含有せしめることにより、プラ
トー圧の任意の制御、プラトー圧の平坦性制御、製造工
程の溶解温度制御、熱処理温度の制御、合金の耐食性向
上、二次電池電極材料としての合金の集電特性等を制御
することが可能となる。但し、5at%を超えるNiを
Ti−Cr系合金母材1に含有させた場合には、以下の
ような不都合が生じる。すなわち、Ti,Cr等のNi
以外の元素とNiとを同時に溶解すると、Ti−Cr系
合金母材1全体に水素吸蔵量の少ないNi偏析が形成さ
れ、水素吸蔵量が低下してしまう。よって、Ti−Cr
系合金母材1において、予め含有せしめるNi量は5a
t%以下(0を含まず)とする。Ti−Cr系合金母材
1におけるより望ましいNi量は、3at%以下、さら
に望ましくは2at%以下である。
In the present invention, the Ti-Cr alloy base material 1 is made of Ni.
One of the features is to appropriately contain 5% or less (not including 0). Ni in this range is previously set to T
By including it in the i-Cr alloy base material 1, the plateau pressure is arbitrarily controlled, the flatness of the plateau pressure is controlled, the melting temperature of the manufacturing process is controlled, the heat treatment temperature is controlled, the corrosion resistance of the alloy is improved, and the secondary battery electrode material is used. It is possible to control the current collecting characteristics and the like of the alloy. However, when Ni exceeding 5 at% is contained in the Ti-Cr alloy base material 1, the following problems occur. That is, Ni such as Ti and Cr
When elements other than the above and Ni are simultaneously dissolved, Ni segregation having a small hydrogen storage amount is formed in the entire Ti—Cr alloy base material 1 and the hydrogen storage amount is reduced. Therefore, Ti-Cr
In the base alloy base material 1, the amount of Ni contained in advance is 5a
t% or less (not including 0). A more desirable amount of Ni in the Ti-Cr alloy base material 1 is 3 at% or less, and more desirably 2 at% or less.

【0028】ところで、水素の吸蔵放出を数十回〜数百
回繰り返す(以下、水素の吸蔵放出を数十回〜数百回繰
り返すことを適宜「高サイクル」という。)と、徐々に
水素吸蔵合金の結晶構造が歪み、水素吸蔵合金が割れや
すくなることが知られている。そして、この割れが水素
吸蔵合金の特性劣化の主な原因と考えられている。とこ
ろが、本発明者の検討によると、本発明に係るTi−C
r系合金母材1において、Niを予め5at%以下(0
を含まず)の範囲で適宜含有させることによって、高サ
イクル後においてもTi−Cr系合金母材1が割れにく
くなる。つまり、Ti−Cr系合金母材1に予め所定量
のNiを含有させることにより、水素吸蔵合金の特性劣
化の主な原因である割れを緩和することができる。よっ
て、本発明に係る水素吸蔵合金によれば、高サイクル後
であっても所期の特性を有することが可能である。ま
た、Ti−Cr系合金母材1に予めNiを含有させた場
合には、Ti−Cr系合金母材1が仮に割れたとして
も、割れた面においてもNiが存在するため、依然とし
て二次電池用電極として機能しうることとなる。
By the way, hydrogen absorption and desorption is repeated tens to hundreds of times (hereinafter, repeating hydrogen absorption and desorption tens to hundreds of times is appropriately referred to as "high cycle"), and hydrogen is gradually absorbed. It is known that the crystal structure of the alloy is distorted and the hydrogen storage alloy is easily cracked. And it is thought that this crack is the main cause of the characteristic deterioration of the hydrogen storage alloy. However, according to a study by the present inventor, Ti-C according to the present invention
In the r-based alloy base material 1, Ni was previously contained at 5 at% or less (0
(Not including), the Ti—Cr alloy base material 1 is less likely to crack even after a high cycle. That is, by preliminarily containing a predetermined amount of Ni in the Ti—Cr alloy base material 1, it is possible to mitigate cracking, which is the main cause of deterioration of the characteristics of the hydrogen storage alloy. Therefore, according to the hydrogen storage alloy of the present invention, it is possible to have desired properties even after a high cycle. In addition, when Ni is contained in the Ti-Cr alloy base material 1 in advance, even if the Ti-Cr alloy base material 1 is cracked, Ni is still present on the cracked surface, and therefore the secondary surface is still present. It can function as a battery electrode.

【0029】本発明のTi−Cr系合金母材1がNi元
素を含む場合を考慮した一般式は以下の通りである。 Ti(100-a-b-c-d)CrabX’cNid 但し20≦a(at%)≦80、0≦b(at%)≦1
0、0≦c(at%)≦30、0≦d(at%)≦5で
表され、前記XがRu、Rh、OsおよびIrの少なく
とも一種の元素、前記X’がV、Mo、WおよびAlの
少なくとも一種の元素
A general formula considering the case where the Ti—Cr alloy base material 1 of the present invention contains Ni element is as follows. Ti (100-abcd) Cr a X b X 'c Ni d where 20 ≦ a (at%) ≦ 80,0 ≦ b (at%) ≦ 1
0, 0 ≦ c (at%) ≦ 30, 0 ≦ d (at%) ≦ 5, X is at least one element of Ru, Rh, Os and Ir, and X ′ is V, Mo, W And at least one element of Al

【0030】さらに本発明の水素吸蔵合金は、Yおよび
ランタノイド系元素(La,Ce,Pr,Nd,Pm,
Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Y
b,Lu 以下、Yを含めてL元素)の少なくとも一種
を10at%以下、望ましくは5at%以下、さらに望
ましくは3at%以下の範囲で含有させることができ
る。L元素は、酸素との親和力が強いため合金中に存在
する酸素をL元素酸化物として除去する効果を発揮す
る。その結果、水素吸蔵量を安定化させ、かつ比較的酸
素量の多い原料も工業的に有効に利用することも可能と
なる。本発明の水素吸蔵合金がL元素を含む場合の一般
式は以下の通りである。 Ti(100-a-b-c-d-e)CrabX’cNide 但し20≦a(at%)≦80、0≦b(at%)≦1
0、0≦c(at%)≦30、0≦d(at%)≦5、
0≦e(at%)≦10で表され、前記XがRu、Rh、
OsおよびIrの少なくとも一種の元素、前記X’が
V、Mo、WおよびAlの少なくとも一種の元素、前記
LがY,La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,
Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,YbおよびLu
の少なくとも一種の元素
Further, the hydrogen storage alloy of the present invention comprises Y and lanthanoid series elements (La, Ce, Pr, Nd, Pm,
Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Y
b, Lu or less, and at least one of L elements including Y) can be contained in the range of 10 at% or less, preferably 5 at% or less, and more preferably 3 at% or less. Since the L element has a strong affinity with oxygen, it exerts an effect of removing oxygen existing in the alloy as an L element oxide. As a result, it becomes possible to stabilize the hydrogen storage amount and to effectively use industrially a raw material having a relatively large amount of oxygen. The general formula when the hydrogen storage alloy of the present invention contains L element is as follows. Ti (100-abcde) Cr a X b X 'c Ni d L e where 20 ≦ a (at%) ≦ 80,0 ≦ b (at%) ≦ 1
0, 0 ≦ c (at%) ≦ 30, 0 ≦ d (at%) ≦ 5,
0 ≦ e (at%) ≦ 10, and X is Ru, Rh,
At least one element of Os and Ir, X ′ is at least one element of V, Mo, W and Al, and L is Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu,
Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu
At least one element of

【0031】なお、合金母材に、さらにMn、Fe、C
o、Cu、Nb、Ta、BおよびCの少なくとも一種の
元素(以下、T元素)を30at%以下、望ましくは2
0at%以下、さらに望ましくは10at%以下の範囲
で適宜含有させることができる。本発明の水素吸蔵合金
がT元素を含む場合の一般式は以下の通りである。 Ti(100-a-b-c-d-e-f)CrabX’cNidef 但し20≦a(at%)≦80、0≦b(at%)≦1
0、0≦c(at%)≦30、0≦d(at%)≦5、
0≦f(at%)≦30で表され、前記XがRu、R
h、OsおよびIrの少なくとも一種の元素、前記X’
がV、Mo、WおよびAlの少なくとも一種の元素、前
記LがY,La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,E
u,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Ybおよび
Luの少なくとも一種の元素、前記TがMn、Fe、C
o、Cu、Nb、Ta、BおよびCの少なくとも一種の
元素
Further, Mn, Fe and C are added to the alloy base material.
At least one element of O, Cu, Nb, Ta, B and C (hereinafter, T element) is 30 at% or less, preferably 2
It can be appropriately contained within a range of 0 at% or less, more preferably 10 at% or less. When the hydrogen storage alloy of the present invention contains T element, the general formula is as follows. Ti (100-abcdef) Cr a X b X 'c Ni d L e T f where 20 ≦ a (at%) ≦ 80,0 ≦ b (at%) ≦ 1
0, 0 ≦ c (at%) ≦ 30, 0 ≦ d (at%) ≦ 5,
0 ≦ f (at%) ≦ 30, and X is Ru, R
at least one element of h, Os and Ir, the above X ′
Is at least one element of V, Mo, W and Al, and L is Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, E
at least one element of u, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu, where T is Mn, Fe, C
at least one element of o, Cu, Nb, Ta, B and C

【0032】以上の構成を備えた本発明の水素吸蔵合金
は、bcc相を主相とする。合金がbcc相を主相とす
るか否かはX線回折により判断することができる。本発
明においても、X線回折によってbcc相が主相か否か
を判断する。より具体的には、回折線の積分強度による
以下の式による割合(%)が50%以上のものをbcc
相が主相の合金と定義する。本発明の水素吸蔵合金は、
bcc相の割合は高いほど望ましく、70%以上、さら
には90%以上がbcc相からなることが望ましい。本
発明は、bcc相が100%、つまりbcc相が単相の
場合をも包含することは言うまでもなく、水素吸蔵量、
その他の特性にとって最も望ましい形態である。なお、
X線回折によって指数(110)のみならず、指数(2
00)および(211)においてもbcc相のピークが
観察されるが、高次の指数(200)、(211)につ
いては本願明細書ではbcc相の割合を算出する上で考
慮しないこととする。 bcc(110)/[bcc(110)+{C14Laves(201)
+C15Laves(311)}×2] 本発明において、bcc相のほかに存在し得る相は、ラ
ーべス相である。先にも述べたようにラーべス相は、C
14型結晶構造(βTiCr2/ラーベス相)およびC
15型結晶構造(αTiCr2/ラーベス相)、さらに
通常は観察されないがC36型結晶構造(γTiCr2
ラーベス相)がある。
The hydrogen storage alloy of the present invention having the above structure has the bcc phase as the main phase. Whether or not the alloy has the bcc phase as the main phase can be determined by X-ray diffraction. Also in the present invention, whether or not the bcc phase is the main phase is determined by X-ray diffraction. More specifically, the ratio (%) according to the following formula based on the integrated intensity of the diffraction line is 50% or more.
The alloy is defined as the main phase. The hydrogen storage alloy of the present invention,
It is desirable that the proportion of the bcc phase is higher, and it is desirable that 70% or more, and further 90% or more, consist of the bcc phase. Needless to say, the present invention includes the case where the bcc phase is 100%, that is, the bcc phase is a single phase, and the hydrogen storage amount,
It is the most desirable form for other properties. In addition,
Not only the index (110) but also the index (2
The peak of the bcc phase is also observed in (00) and (211), but the higher-order indices (200) and (211) are not considered in the calculation of the ratio of the bcc phase in the present specification. bcc (110) / [bcc (110) + {C14Laves (201)
+ C15Laves (311)} × 2] In the present invention, the phase that may exist in addition to the bcc phase is the Laves phase. As mentioned above, the Laves phase is C
14-type crystal structure (βTiCr 2 / Laves phase) and C
15-type crystal structure (αTiCr 2 / Laves phase), and although not usually observed, C36-type crystal structure (γTiCr 2).
Laves phase).

【0033】本発明の水素吸蔵合金は、Ti−Ni系合
金領域3を形成するためのNi拡散処理、具体的には熱
処理を施した後でも、bcc単相を維持することができ
る。しかも、この合金に上述したX元素、すなわちRu
等の元素を含む場合には、2at%あるいは3at%程
度のごく少量の添加で足りる。これは、従来のbcc相
の安定化元素として知られているV、Mo、WおよびA
l等に比べて少ない。
The hydrogen storage alloy of the present invention can maintain the bcc single phase even after the Ni diffusion treatment for forming the Ti--Ni alloy region 3, specifically, the heat treatment. Moreover, this alloy contains the above-mentioned X element, namely Ru.
When such elements are included, it is sufficient to add a very small amount of 2 at% or 3 at%. This is known as V, Mo, W and A, which are known as conventional bcc phase stabilizing elements.
Less than 1 etc.

【0034】次に、本発明の水素吸蔵合金を得るための
望ましい製造方法について、図3を用いて説明する。図
3は、本発明の水素吸蔵合金の製造方法を示すフローチ
ャートである。図3に示すように、本発明の水素吸蔵合
金の製造方法は、Ti−Cr系合金母材1を得る工程
(以下、「合金作製工程」という)と、得られたTi−
Cr系合金母材1の表面にNiを離散的に被着させる工
程(以下、「Ni被着工程」という)と、Ti−Cr系
合金母材1の表面に被着されたNiを拡散処理する工程
(以下、「Ni拡散処理工程」という)とを含む。以
下、各工程を詳述する。
Next, a desirable manufacturing method for obtaining the hydrogen storage alloy of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing the method for producing a hydrogen storage alloy of the present invention. As shown in FIG. 3, in the method for producing a hydrogen storage alloy of the present invention, a step of obtaining a Ti—Cr alloy base material 1 (hereinafter referred to as “alloy production step”) and the obtained Ti—
A step of discretely depositing Ni on the surface of the Cr-based alloy base material 1 (hereinafter referred to as “Ni deposition step”), and a diffusion treatment of Ni deposited on the surface of the Ti—Cr-based alloy base material 1. (Hereinafter referred to as "Ni diffusion treatment step"). Hereinafter, each step will be described in detail.

【0035】<合金作製工程>まず、合金作製工程(ス
テップS101)について説明する。本発明によるTi
−Cr系合金母材1は、例えばアーク溶解法により作製
することができる。ここで、アーク溶解法によりTi−
Cr系合金母材1を作製する場合の工程を図4に示す。
図4に示すように、ステップS101における合金作製
工程は、合金元素の秤量(ステップS201)、アーク
溶解(ステップS202)、粉砕(ステップS203)、
加熱処理(ステップS204)、急速冷却(以下、急
冷)(ステップS205)の各工程から構成される。ま
ず、ステップS201において、得たい水素吸蔵合金を
構成する各金属について組成比率に該当する量を秤量す
る。例えば、Ti−Cr系合金母材1をTi−Cr−M
o−Ni系合金としたい場合には、TiとCrとMoと
Niとを組成比率に該当する量を秤量する。同様に、T
i−Cr系合金母材1をTi−Cr−Ru合金としたい
場合には、TiとCrとRuとを組成比率に該当する量
を秤量すればよい。
<Alloy Making Step> First, the alloy making step (step S101) will be described. Ti according to the invention
The —Cr alloy base material 1 can be produced by, for example, an arc melting method. Here, Ti-
FIG. 4 shows a process for producing the Cr-based alloy base material 1.
As shown in FIG. 4, in the alloy preparation process in step S101, weighing of alloy elements (step S201), arc melting (step S202), crushing (step S203),
The heat treatment (step S204) and the rapid cooling (hereinafter, quenching) (step S205) are included. First, in step S201, an amount corresponding to the composition ratio is weighed for each metal forming the hydrogen storage alloy to be obtained. For example, the Ti-Cr alloy base material 1 is replaced with Ti-Cr-M.
When it is desired to form an o-Ni alloy, Ti, Cr, Mo, and Ni are weighed in an amount corresponding to the composition ratio. Similarly, T
When the i-Cr alloy base material 1 is desired to be a Ti-Cr-Ru alloy, Ti, Cr, and Ru may be weighed in an amount corresponding to the composition ratio.

【0036】ステップS201において合金元素の秤量
を行った後、ステップS202に進む。ステップS20
2では、秤量された各金属がアーク溶解装置(図示せ
ず)に投入され、約50kPaのアルゴン雰囲気中で溶
融・撹拌・凝固を所定回数(実験例においては構成元素
の数によっても異なるが、およそ3〜5回)を繰り返
す。溶融・撹拌・凝固を繰り返すのは、合金の均質性を
高めるためである。本発明の水素吸蔵合金は、凝固後の
as castの状態でbcc単相を得ることもでき
る。
After weighing the alloy elements in step S201, the process proceeds to step S202. Step S20
In No. 2, each weighed metal was put into an arc melting apparatus (not shown), and melting, stirring, and solidification were performed a predetermined number of times in an argon atmosphere of about 50 kPa (in the experimental example, it depends on the number of constituent elements, Repeat about 3 to 5 times). The reason for repeating melting, stirring and solidifying is to enhance the homogeneity of the alloy. The hydrogen storage alloy of the present invention can also obtain a single bcc phase in the as cast state after solidification.

【0037】ステップS202においてアーク溶解を行
った後、これによって均質化されたインゴットを必要に
応じて粉砕する(ステップS203)。インゴットを粉
砕するには、スタンプミルを用い、粉砕後の粒子径が、
例えば150μm以下となるようにする。
After the arc melting is performed in step S202, the ingot homogenized by the arc melting is crushed if necessary (step S203). To crush the ingot, a stamp mill is used, and the particle size after crushing is
For example, it is set to 150 μm or less.

【0038】さらに、インゴット、あるいは粉砕後の粒
子について、その溶融点直下の温度領域に所定時間保持
する加熱処理を行う(ステップS204)。加熱処理時に
おけるの加熱温度は、得ようとする組成の合金が有する
溶融温度の直下領域にbcc型となる温度領域が存在す
ることから、bcc型となる溶融温度直下の温度領域
(1250〜1450℃)内で適宜選択すればよい。例
えば、Crを約60at%含む組成の場合には、140
0℃程度の温度に保持すればよい。但し、bcc型とな
る溶融温度直下の温度領域の中でも、その温度が低い
(約1000℃以下)と熱処理時間を長くする必要があ
る。加熱温度が高いと熱処理時間は短くて済むが加熱コ
ストが増大することから、これら観点を考慮して加熱温
度を選択すればよい。
Further, the ingot or the crushed particles is subjected to a heat treatment for holding it in the temperature region immediately below the melting point for a predetermined time (step S204). Since the heating temperature during the heat treatment has a temperature range of bcc type immediately below the melting temperature of the alloy having the composition to be obtained, a temperature range of 1250 to 1450 just below the melting temperature of bcc type is present. It may be appropriately selected within (° C). For example, in the case of a composition containing about 60 at% of Cr, it is 140
The temperature may be maintained at about 0 ° C. However, if the temperature is low (about 1000 ° C. or less) even in the temperature range just below the melting temperature for bcc type, it is necessary to lengthen the heat treatment time. When the heating temperature is high, the heat treatment time is short, but the heating cost is increased. Therefore, the heating temperature may be selected in consideration of these points.

【0039】また、加熱保持する時間としては、短すぎ
ると十分なbcc相の形成が得られず、逆に長すぎると
熱処理コストが上昇するだけでなく、異相が析出して水
素吸蔵特性が劣化する副作用も現れるおそれがある。し
たがって、加熱温度を考慮して適宜選択すればよいが、
Ti−Cr系合金母材1において、bcc相の形成能の
優れたX元素またはX’元素を含有する場合には1分〜
1時間の範囲の加熱で足りる。もっとも、1時間を超え
て加熱保持することを妨げるものではない。加熱保持
は、不活性ガス、例えばArガス中または真空中で行わ
れるのが望ましい。合金の酸化防止のためである。
If the heating and holding time is too short, sufficient formation of the bcc phase cannot be obtained. Conversely, if the heating and holding time is too long, not only the heat treatment cost rises, but also a different phase precipitates to deteriorate the hydrogen storage characteristics. There may be side effects. Therefore, it may be appropriately selected in consideration of the heating temperature,
When the Ti-Cr alloy base material 1 contains an X element or an X'element excellent in the ability to form a bcc phase, 1 minute to
Heating in the range of 1 hour is sufficient. However, it does not prevent the heating and holding for more than 1 hour. The heating and holding is preferably performed in an inert gas such as Ar gas or in a vacuum. This is to prevent oxidation of the alloy.

【0040】ステップS204において加熱処理を行っ
た後、ステップS205に進む。ステップS205で
は、加熱、保持された合金が急冷処理される。この急冷
処理は、加熱保持で形成されたbcc相を常温まで保持
するためであって、加熱、保持とともに、bcc相の生
成処理を構成する。急冷処理の具体的手段としては、氷
水中への投入または不活性ガスの吹き付けが挙げられ
る。もっとも、氷水中への投入または不活性ガスの吹き
付けは本発明の望ましい形態であるが、他の冷却方法を
排除するものではない。ここで、急冷処理における冷却
速度によって合金中のbcc相の体積比が変化する。つ
まり冷却速度が遅いとbcc相の体積比が低下すること
から、100K/sec以上の冷却速度にて急冷するこ
とが望ましい。
After performing the heat treatment in step S204, the process proceeds to step S205. In step S205, the heated and held alloy is rapidly cooled. This quenching treatment is for holding the bcc phase formed by heating and holding to room temperature, and constitutes a bcc phase generation processing together with heating and holding. As a specific means for the rapid cooling treatment, charging into ice water or spraying with an inert gas can be mentioned. However, charging into ice water or spraying with an inert gas is a desirable mode of the present invention, but other cooling methods are not excluded. Here, the volume ratio of the bcc phase in the alloy changes depending on the cooling rate in the quenching process. That is, when the cooling rate is slow, the volume ratio of the bcc phase decreases, so it is desirable to perform rapid cooling at a cooling rate of 100 K / sec or more.

【0041】図3に示した合金作製工程(ステップS1
01)は、例えば上述したステップS201〜ステップ
S205を含む。合金作製工程(ステップS101)に
おいてTi−Cr系合金母材1を得た後、図3に示した
Ni被着工程(ステップS102)に進む。Ni被着工
程では、Ti−Cr系合金母材1の表面にNiを被着す
る。Niの被着方法としては、めっき法、粉末法等が挙
げられるが、Ti−Cr系合金母材1の表面にNiを離
散的に被着させるには粉末法が好ましい。粉末法は、T
i−Cr系合金母材1とNi粉末を混合することによ
り、その表面にNi粉末を被着させる方法である。この
混合時に、機械的な衝撃を加えることが望ましい。そし
て、機械的な衝撃を加えることによりTi−Cr系合金
母材1の表面にNi粉末を被着させるには、例えばスタ
ンプミルを用いることができる。
The alloy production process shown in FIG. 3 (step S1
01) includes, for example, steps S201 to S205 described above. After obtaining the Ti—Cr alloy base material 1 in the alloy preparation step (step S101), the process proceeds to the Ni deposition step (step S102) shown in FIG. In the Ni deposition step, Ni is deposited on the surface of the Ti—Cr alloy base material 1. Examples of the Ni deposition method include a plating method and a powder method. The powder method is preferable for discretely depositing Ni on the surface of the Ti—Cr alloy base material 1. The powder method is T
This is a method of adhering Ni powder to the surface of i-Cr alloy base material 1 and Ni powder by mixing them. It is desirable to apply mechanical impact during this mixing. Then, in order to deposit the Ni powder on the surface of the Ti—Cr alloy base material 1 by applying mechanical impact, for example, a stamp mill can be used.

【0042】ここで、Ni粉末の添加量は、Ti−Cr
系合金母材1に対し10wt%以下(0を含まず)とす
る。より望ましいNi粉末の添加量は、5wt%以下、
さらには3wt%以下である。本発明者の検討による
と、Ni粉末の添加量が5wt%近辺となったときに水
素吸蔵合金の水素吸放出量がピーク値に達する。よっ
て、Ni粉末の添加量は5wt%以下(0を含まず)と
することが望ましい。Ni被着工程(ステップS10
2)において準備するNi粉末の粒径は、5μm以下
(0を含まず)、より望ましくは3μm以下、さらに望
ましくは0.5〜1.0μm程度とすればよい。
Here, the addition amount of Ni powder is Ti--Cr.
It is 10 wt% or less (not including 0) with respect to the base alloy base material 1. More desirable addition amount of Ni powder is 5 wt% or less,
Furthermore, it is 3 wt% or less. According to the study by the present inventors, the hydrogen absorption / desorption amount of the hydrogen storage alloy reaches a peak value when the addition amount of Ni powder is around 5 wt%. Therefore, it is desirable that the added amount of Ni powder be 5 wt% or less (not including 0). Ni deposition process (step S10
The particle size of the Ni powder prepared in 2) may be 5 μm or less (not including 0), more preferably 3 μm or less, and further preferably about 0.5 to 1.0 μm.

【0043】なお、Niの被着方法として粉末法、特に
スタンプミルを用いてTi−Cr系合金母材1にNiを
機械的に被着させることが望ましい。スタンプミル等を
用いてNiを機械的に被着させた場合には、後述するN
iを拡散するための熱処理(Ni拡散処理工程)を低温
・短時間化することができ、ラーベス相の析出を抑制す
るために効果的である。但し、本発明は、他のいかなる
方法であっても、合金表面にNiが離散的に被着されて
いる限り、それを包含する。
Incidentally, as a method of depositing Ni, it is desirable to mechanically deposit Ni on the Ti—Cr alloy base material 1 using a powder method, particularly a stamp mill. When Ni is mechanically deposited using a stamp mill or the like, the N
The heat treatment for diffusing i (Ni diffusion treatment step) can be performed at a low temperature for a short time, which is effective for suppressing the precipitation of the Laves phase. However, the present invention includes any other method as long as Ni is discretely deposited on the alloy surface.

【0044】<Ni拡散処理工程>Ni被着工程(ステ
ップS102)においてTi−Cr系合金母材1の表面
にNiを離散的に被着した後、Ni拡散処理工程(ステ
ップS103)に進む。Ni拡散処理工程(ステップS
103)では、Ti−Cr系合金母材1の表面のNiを
拡散するための処理、より具体的には、Niが被着され
たTi−Cr系合金母材1を所定温度域で所定時間保持
する熱処理を行う。このNi拡散処理によって、Ti−
Cr系合金母材1の表面に離散的に被着したNiの全部
または一部が図1(b)に示したようにTi−Ni系合
金領域3となる。このNi拡散処理工程における熱処理
は、非酸化性の雰囲気で行うことが望ましい。また、こ
の熱処理の加熱温度は、500〜1000℃、さらには
500〜700℃の範囲とすることが望ましい。加熱温
度が500℃未満であると、加熱時間を長くしたとして
もNiの拡散が十分進まない。一方、加熱温度が100
0℃を超えると、Niがより内部まで拡散してしまい、
水素吸蔵量が減少する虞があるからである。
<Ni Diffusion Treatment Step> After Ni is discretely deposited on the surface of the Ti—Cr alloy base material 1 in the Ni deposition step (step S102), the process proceeds to the Ni diffusion treatment step (step S103). Ni diffusion treatment step (step S
In 103), a treatment for diffusing Ni on the surface of the Ti-Cr alloy base material 1, more specifically, a Ti-Cr alloy base material 1 to which Ni is adhered is applied in a predetermined temperature range for a predetermined time. A heat treatment for holding is performed. By this Ni diffusion treatment, Ti-
All or part of the Ni discretely deposited on the surface of the Cr-based alloy base material 1 becomes the Ti—Ni-based alloy region 3 as shown in FIG. 1B. The heat treatment in this Ni diffusion treatment step is preferably performed in a non-oxidizing atmosphere. The heating temperature of this heat treatment is preferably in the range of 500 to 1000 ° C, more preferably 500 to 700 ° C. If the heating temperature is less than 500 ° C., the diffusion of Ni will not proceed sufficiently even if the heating time is lengthened. On the other hand, the heating temperature is 100
When it exceeds 0 ° C, Ni diffuses further into the inside,
This is because the hydrogen storage amount may decrease.

【0045】加熱温度が500〜700℃の範囲である
場合には、加熱時間は10分〜3時間とする。加熱時間
が3時間を超えると、Ti−Cr系合金母材1にラーベ
ス相が出現し、bcc相が減少してしまう。上述の通
り、bcc相の減少は水素吸蔵量の低下につながるた
め、好ましくない。一方、加熱時間が10分未満になる
と、Niの拡散が十分進まない。よって、加熱温度が5
00〜700℃の範囲である場合における加熱時間は1
0分〜3時間とする。この場合において、より望ましい
加熱時間は10分〜2時間である。但し、望ましい加熱
時間は、加熱温度によって異なることはいうまでもな
い。
When the heating temperature is in the range of 500 to 700 ° C., the heating time is 10 minutes to 3 hours. When the heating time exceeds 3 hours, the Laves phase appears in the Ti—Cr alloy base material 1 and the bcc phase decreases. As described above, a decrease in the bcc phase leads to a decrease in the hydrogen storage amount, which is not preferable. On the other hand, if the heating time is less than 10 minutes, the diffusion of Ni will not proceed sufficiently. Therefore, the heating temperature is 5
The heating time in the range of 00 to 700 ° C. is 1
0 minutes to 3 hours. In this case, a more preferable heating time is 10 minutes to 2 hours. However, it goes without saying that the desired heating time varies depending on the heating temperature.

【0046】以上のステップS101〜ステップS10
3の工程を経ることにより、本発明に係る水素吸蔵合金
を得ることができる。本発明に係る水素吸蔵合金は、T
i−Cr系合金母材1の表面にNi含有領域(Ni被着
相2、Ti−Ni系合金領域3)が離散的に形成されて
いる点に最大の特徴を有する。この特徴により、Ni含
有領域をTi−Cr系合金母材1の全表面に形成した場
合と較べて、Ni拡散処理のための加熱時間を短くする
ことができる。よって、Ti−Cr系合金母材1にラー
ベス相が出現することを効果的に抑制することができ
る。したがって、Ni拡散処理工程(ステップS10
3)後においても、Ti−Cr系合金母材1のbcc相
が単相または主相として維持されるため、本発明に係る
水素吸蔵合金の製造方法によれば、水素吸蔵特性に優れ
た水素吸蔵合金、さらにはサイクル特性に優れた二次電
池用電極を得ることが可能となる。
The above steps S101 to S10
By going through the process of 3, the hydrogen storage alloy according to the present invention can be obtained. The hydrogen storage alloy according to the present invention has T
The greatest feature is that Ni-containing regions (Ni deposit phase 2, Ti-Ni alloy region 3) are discretely formed on the surface of the i-Cr alloy base material 1. Due to this feature, the heating time for the Ni diffusion treatment can be shortened as compared with the case where the Ni-containing region is formed on the entire surface of the Ti—Cr alloy base material 1. Therefore, it is possible to effectively suppress the appearance of the Laves phase in the Ti—Cr alloy base material 1. Therefore, the Ni diffusion treatment step (step S10
Even after 3), since the bcc phase of the Ti-Cr alloy base material 1 is maintained as a single phase or a main phase, according to the method for producing a hydrogen storage alloy of the present invention, hydrogen having excellent hydrogen storage characteristics is obtained. It is possible to obtain a storage battery and an electrode for a secondary battery having excellent cycle characteristics.

【0047】なお、以上の実施形態においては、図4を
用いて溶融・撹拌・凝固してインゴットを得た後に、イ
ンゴットに対して加熱保持−急冷からなる熱処理を示し
たが、凝固と急冷とを同時に行う急冷凝固プロセスによ
って本発明のTi−Cr系合金母材1を製造することも
できる。例えば、溶融した合金をストリップキャステン
グ法、片ロール法、アトマイズ法などの方法により、板
状、リボン状または粉状の合金を得るプロセスである。
この急冷凝固プロセスを用いることにより、前述した加
熱保持−急冷からなる熱処理を施すことなく、bcc相
を主相とする本発明のTi−Cr系合金母材1を効率よ
く得ることもできる。急冷凝固により得られた合金であ
っても、bcc相を主相としない場合(ラーベス相(主
相)+bcc相またはラーベス相)には、前述した加熱
保持−急冷からなる熱処理を実施することもできる。も
ちろん、合金組成によっては、溶融した合金を急冷凝固
した後に熱処理を加えなくともbcc相が主相(単相も
含む)になることもある。急冷凝固した後にbcc単相
であっても、急冷凝固および熱処理を施すことによっ
て、組成が均質化してプラトー平坦性が改善される。得
られた水素吸蔵合金は、圧力−組成等温(Pressure Com
position Isotherms:PCT)線を測定することによ
り、その特性を知ることができる。PCT線の測定法は
JIS H7201に規定されており、最も一般的なの
が真空原点法(JIS H7003 3003)であ
る。水素吸蔵合金の水素吸蔵量は、この真空原点法によ
って求めるのが一般的である。
In the above embodiment, the heat treatment of heating, holding and quenching the ingot after melting, stirring and solidifying to obtain the ingot is shown in FIG. The Ti—Cr alloy base material 1 of the present invention can also be manufactured by a rapid solidification process in which For example, it is a process of obtaining a plate-shaped, ribbon-shaped, or powder-shaped alloy from a molten alloy by a method such as a strip casting method, a single roll method, or an atomizing method.
By using this rapid solidification process, it is possible to efficiently obtain the Ti—Cr based alloy base material 1 of the present invention having the bcc phase as the main phase, without performing the above-mentioned heat treatment of holding and quenching. Even if the alloy obtained by rapid solidification does not have the bcc phase as the main phase (Laves phase (main phase) + bcc phase or Laves phase), the heat treatment of heating and holding-quenching described above may be performed. it can. Of course, depending on the alloy composition, the bcc phase may become the main phase (including a single phase) without heat treatment after rapid solidification of the molten alloy. Even if the bcc single phase is obtained after rapid solidification, the composition is homogenized and the plateau flatness is improved by performing rapid solidification and heat treatment. The obtained hydrogen storage alloy has a pressure-composition isothermal (Pressure Com
By measuring the position Isotherms (PCT) line, its characteristics can be known. The measuring method of the PCT line is specified in JIS H7201, and the most common method is the vacuum origin method (JIS H7003 3003). The hydrogen storage amount of a hydrogen storage alloy is generally obtained by this vacuum origin method.

【0048】[0048]

【実施例】以下本発明の水素吸蔵合金について、具体的
な実験例に基づいて説明する。 (実験例1)前述したアーク溶解装置を用いた溶融・撹
拌・凝固を繰り返すことによってTi48Cr43Mo
9(at%)の組成を有する合金(インゴット)を得
た。なお、凝固は合金溶湯を銅ハース上で自然冷却して
行われる。次いで、得られたas castの状態の合
金を150μm以下に粉砕した。この粉砕粉末に0.5
〜1μmのNi粉末を5wt%被着させ、サンプル1を
得た。また、粉砕粉末にNi粉末を5wt%被着させた
後、以下の条件でアニール(a),(b)を行うことに
より、サンプル2およびサンプル3を得た。このアニー
ル(a),(b)は、NiをTi−Cr系合金母材中に
拡散させるための処理を想定している。なお、Niの被
着は、スタンプミルを用いて行った。具体的には、合金
粉末(粉砕粉末)とNi粉末を手で混合した後、この混
合粉末が75μm以下になるまでスタンプミルを用いて
機械的な衝撃を加えた。Niの被着方法については以下
の実験例についても同様である。
EXAMPLES The hydrogen storage alloy of the present invention will be described below based on specific experimental examples. (Experimental Example 1) Ti 48 Cr 43 Mo was obtained by repeating melting, stirring, and solidification using the arc melting apparatus described above.
An alloy (ingot) having a composition of 9 (at%) was obtained. The solidification is carried out by naturally cooling the molten alloy on a copper hearth. Next, the obtained alloy in the as cast state was crushed to 150 μm or less. 0.5 to this ground powder
Sample 1 was obtained by applying 5 wt% of Ni powder of ˜1 μm. Further, sample 2 and sample 3 were obtained by applying 5 wt% of Ni powder to the pulverized powder and then performing annealing (a) and (b) under the following conditions. The annealing (a) and (b) is supposed to be a process for diffusing Ni into the Ti—Cr alloy base material. The Ni was deposited using a stamp mill. Specifically, the alloy powder (pulverized powder) and the Ni powder were mixed by hand, and mechanical impact was applied using a stamp mill until the mixed powder became 75 μm or less. The Ni deposition method is the same in the following experimental examples.

【0049】アニール(a):真空中で600℃、1時
間保持した後に炉冷 アニール(b):真空中で600℃、10時間保持した
後に炉冷
Annealing (a): holding at 600 ° C. in vacuum for 1 hour and then furnace cooling Annealing (b): holding at 600 ° C. in vacuum for 10 hours and then furnace cooling

【0050】サンプル1、サンプル2およびサンプル3
についてX線回折により相同定を行った。結果を図5に
示す。なお、図5(a)はas cast材の相同定結
果、図5(b)はアニール(a)を行ったサンプル2の
相同定結果、図5(c)はアニール(b)を行ったサン
プル3の相同定結果をそれぞれ示している。
Sample 1, Sample 2 and Sample 3
Was identified by X-ray diffraction. Results are shown in FIG. 5A is a phase identification result of the as cast material, FIG. 5B is a phase identification result of the sample 2 subjected to the annealing (a), and FIG. 5C is a sample subjected to the annealing (b). The results of phase identification of 3 are shown respectively.

【0051】図5(a)に示すように、as cast
材であるサンプル1についてはbcc相とともに、純N
i相が確認された。これは、合金母材におけるbcc相
のピークと、合金母材の表面に被着している純Ni相の
ピークが、重なって現れたためであると考えられる。図
5(a)において観察されたピークのうち、純Ni相を
示すピークを差し引くと、bcc相を示す指数(11
0)、(200)、(211)のみが観察されたことに
なるので、as cast状態の合金母材はbcc相単
相組織を形成していることが伺える。一方、図5(b)
に示すように、Niを合金母材中に拡散させるための処
理を行ったサンプル2(アニール(a)材)について
は、純Ni相が観察されなかった。これは、合金母材の
表面に被着してたNiが合金母材中に拡散し、合金母材
中のTi,Cr等とともに合金化されたためであると考
えられる。図5(b)から、アニール(a)を行った後
も、合金母材は依然としてbcc相単相組織を維持して
いることがわかる。また、アニール(a)材よりも加熱
時間が長いサンプル3(アニール(b)材)について
は、bcc相の他にラーベス相が同定された。
As shown in FIG. 5A, as cast
For sample 1 which is a material, pure N together with the bcc phase
Phase i was confirmed. It is considered that this is because the peak of the bcc phase in the alloy base material and the peak of the pure Ni phase adhered to the surface of the alloy base material overlapped each other. From the peaks observed in FIG. 5 (a), when the peak showing the pure Ni phase was subtracted, the index (11
Since only 0), (200) and (211) were observed, it can be seen that the alloy base material in the as cast state forms a bcc phase single phase structure. On the other hand, FIG.
As shown in (1), no pure Ni phase was observed in the sample 2 (annealed (a) material) that was treated to diffuse Ni into the alloy base material. It is considered that this is because Ni deposited on the surface of the alloy base material diffused into the alloy base material and was alloyed with Ti, Cr, etc. in the alloy base material. It can be seen from FIG. 5B that the alloy base material still maintains the bcc-phase single-phase structure after the annealing (a). In addition, for sample 3 (annealed (b) material) having a longer heating time than the annealed (a) material, the Laves phase was identified in addition to the bcc phase.

【0052】以上の結果より、NiをTi−Cr系の合
金母材表面に被着させた場合であっても、NiをTi−
Cr系の合金母材中に拡散するための処理時間を適切な
範囲とすることにより、bcc単相組織を得ることがで
きることがわかった。また、拡散させるための処理時間
が10時間と長くなるとラーベス相が出現して、bcc
単相組織を得ることができないことがわかった。ここ
で、加熱温度が600℃で加熱時間が1時間であるサン
プル2(アニール(a)材)はbcc単相組織となって
いることから、加熱温度が500〜700℃の場合にお
ける望ましい加熱時間は10分〜3時間、より望ましい
加熱時間は20分〜2時間、さらに望ましい加熱時間は
30分〜1時間程度であると推察される。
From the above results, even when Ni was deposited on the surface of the Ti-Cr alloy base material, Ni was added to Ti-
It was found that a bcc single-phase structure can be obtained by setting the treatment time for diffusing into the Cr-based alloy base material within an appropriate range. Also, when the processing time for diffusion becomes as long as 10 hours, the Laves phase appears and bcc
It was found that a monophasic structure could not be obtained. Here, since the sample 2 (annealed (a) material) having a heating temperature of 600 ° C. and a heating time of 1 hour has a bcc single-phase structure, a desirable heating time when the heating temperature is 500 to 700 ° C. Is assumed to be 10 minutes to 3 hours, more preferable heating time is 20 minutes to 2 hours, and further preferable heating time is about 30 minutes to 1 hour.

【0053】また、サンプル2の組織分析を行ったとこ
ろ、図1に示したように、Ti−Cr系合金母材1の表
面に、2μm以下のNi含有領域(Ni被着相2、Ti
−Ni系合金領域3)が離散的に形成されていた。その
Ti−Cr系合金母材1の表面には、Ni被着相2およ
びNi被着相2を取り囲むTi−Ni系合金領域3が確
認された。このTi−Ni系合金領域3は、Ni被着相
2が加熱処理によって転じて形成されたものと考えられ
る。
When the structure of Sample 2 was analyzed, as shown in FIG. 1, a Ni-containing region of 2 μm or less (Ni deposited phase 2, Ti deposited on the surface of the Ti—Cr alloy base material 1) was obtained.
-Ni-based alloy regions 3) were formed discretely. On the surface of the Ti—Cr alloy base material 1, a Ni deposit phase 2 and a Ti—Ni alloy region 3 surrounding the Ni deposit phase 2 were confirmed. It is considered that the Ti-Ni alloy region 3 was formed by the Ni-adhered phase 2 being inverted by the heat treatment.

【0054】(実験例2)Ti−Cr系合金母材にNi
を5wt%被着させて得た水素吸蔵合金の水素吸蔵量、
およびこの水素吸蔵合金を電極に用いることにより作製
された二次電池の電気容量,サイクル特性を確認するた
めに行った実験を実験例2として示す。実験例1と同様
の方法でTi48Cr43Mo9(at%)の組成を有する
合金(インゴット)を得た後、合金を150μm以下に
粉砕した。この粉砕粉末に0.5〜1μmのNi粉末を
5wt%被着させてアニール(a)を行うことにより、
サンプル4を得た。なお、Niの被着は実施例1と同様
にスタンプミルを用いて行った。
(Experimental Example 2) Ni was used as the base material of the Ti-Cr alloy.
Hydrogen storage capacity of the hydrogen storage alloy obtained by depositing 5 wt% of
Experimental example 2 shows an experiment conducted to confirm the electric capacity and cycle characteristics of a secondary battery produced by using this hydrogen storage alloy for an electrode. After obtaining an alloy (ingot) having a composition of Ti 48 Cr 43 Mo 9 (at%) by the same method as in Experimental Example 1, the alloy was pulverized to 150 μm or less. By applying 5 wt% of 0.5 to 1 μm Ni powder to this crushed powder and performing annealing (a),
Sample 4 was obtained. Note that Ni was adhered by using a stamp mill as in Example 1.

【0055】サンプル4についてX線回折により相同定
を行ったところ、図5(b)に示したサンプル2の相同
定結果と同様の結果が確認された。つまり、サンプル4
についても、bcc単相組織が維持されていることが確
認された。
When the phase identification was performed on the sample 4 by X-ray diffraction, the same result as the phase identification result of the sample 2 shown in FIG. 5B was confirmed. That is, sample 4
It was also confirmed that the bcc single-phase structure was maintained.

【0056】次に、サンプル4のPCT曲線を測定し
た。その結果を図6に示す。なお、比較の便宜のため
に、従来材(MmNi5:ここで、Mmはミッシュメタ
ル)のPCT曲線の測定結果についても併せて図6に示
す。
Next, the PCT curve of Sample 4 was measured. The result is shown in FIG. For convenience of comparison, FIG. 6 also shows the measurement results of the PCT curve of the conventional material (MmNi 5 : where Mm is misch metal).

【0057】図6を見ると、サンプル4が従来材よりも
優れた水素吸蔵量および水素放出量を示すことがわか
る。具体的には、従来材の水素吸蔵量が約1.25wt
%であるのに対し、サンプル4は約2.3wt%、つま
り従来材の約2倍の高い水素吸蔵量を示した。
It can be seen from FIG. 6 that Sample 4 exhibits a hydrogen storage capacity and a hydrogen release capacity which are superior to those of the conventional material. Specifically, the hydrogen storage capacity of the conventional material is about 1.25 wt.
%, The sample 4 showed a hydrogen storage amount of about 2.3 wt%, which is about twice as high as that of the conventional material.

【0058】次に、サンプル4および従来材をそれぞれ
電極とした二次電池について、充放電サイクルの条件を
40mA/gで10時間とし、電気容量(ジーベルツ法
からの計算値)を求めた。結果を図7に示す。図7に示
すように、従来材の電気容量は、30サイクルにおいて
約300mAh/gである。これに対し、Niをスタン
プミルを用いて5wt%被着させた本発明によるサンプ
ル4は、30サイクルにおいても370mAh/g以上
の良好な電気容量を得ている。また、25サイクル目の
電気容量(373.6mAh/g)と、1サイクル目の
電気容量(385.6mAh/g)を用いてサンプル4
の容量劣化率を測定したところ、わずかに3.1%であ
った。さらに本発明によるサンプル4は、60サイクル
経過後においても350mAh/g以上の良好な電気容
量を示しており、高サイクルまで二次電池としての特性
(電気容量)が劣化しないことが確認された。なお、6
0サイクル経過後にサンプル4の表面を観察したとこ
ろ、割れは観察されなかった。以上の結果から、Ti−
Cr系合金母材の表面にNi含有領域が離散的に形成さ
れた水素吸蔵合金は良好な水素吸放出量を示すととも
に、この水素吸蔵合金を電極として用いた二次電池は高
い電気容量および低い容量劣化率を示すことがわかっ
た。
Next, with respect to the secondary battery using the sample 4 and the conventional material as electrodes, the charge and discharge cycle conditions were set to 40 mA / g for 10 hours, and the electric capacity (calculated value from the Sibelts method) was obtained. The results are shown in Fig. 7. As shown in FIG. 7, the electric capacity of the conventional material is about 300 mAh / g in 30 cycles. On the other hand, the sample 4 according to the present invention in which 5 wt% of Ni was deposited using the stamp mill has a good electric capacity of 370 mAh / g or more even after 30 cycles. In addition, Sample 4 was obtained using the electric capacity at the 25th cycle (373.6 mAh / g) and the electric capacity at the first cycle (385.6 mAh / g).
When the capacity deterioration rate was measured, it was only 3.1%. Further, Sample 4 according to the present invention showed a good electric capacity of 350 mAh / g or more even after 60 cycles, and it was confirmed that the characteristics (electric capacity) as a secondary battery did not deteriorate until a high cycle. 6
When the surface of Sample 4 was observed after 0 cycles, no crack was observed. From the above results, Ti-
A hydrogen storage alloy in which Ni-containing regions are discretely formed on the surface of a Cr-based alloy base material exhibits a good hydrogen absorption / desorption amount, and a secondary battery using this hydrogen storage alloy as an electrode has a high electric capacity and a low electric capacity. It was found to show a capacity deterioration rate.

【0059】(実験例3)Niを予めTi−Cr系合金
母材に含有する水素吸蔵合金の水素吸放出特性を確認す
るために行った実験を実験例3として示す。表1に示す
組成(at%)の合金を前述したアーク溶解装置を用い
た溶融・撹拌・凝固を繰り返すことによって合金(イン
ゴット)を得た。なお、凝固は合金溶湯を銅ハース上で
自然冷却して行われる。得られた合金について、0.1
MPaのAr雰囲気中、1350℃、3分間保持後、氷
水中に投入して急冷することにより試料を得た。この試
料を急冷材という。急冷処理後、真空中で600℃、6
時間保持した後に炉冷するアニール(a)を行った。こ
うして得られた合金(Ti50Cr40Ni3Mo7(at
%))を150μm以下に粉砕した。この粉砕粉末に
0.5〜1μmのNi粉末を5wt%被着させてアニー
ル(a)を行うことにより、サンプル5を得た。また、
同様に、得られた合金(Ti49Cr39Ni5Mo7(at
%))を150μm以下に粉砕し、この粉砕粉末に0.
5〜1μmのNi粉末を5wt%被着させてアニール
(a)を行うことにより、サンプル6を得た。なお、N
iの被着は実施例1と同様にスタンプミルを用いて行っ
た。
(Experimental Example 3) Experimental Example 3 is an experiment conducted to confirm the hydrogen absorption / desorption characteristics of the hydrogen storage alloy containing Ni in the Ti-Cr alloy base material in advance. An alloy (ingot) was obtained by repeating melting, stirring, and solidification of the alloy having the composition (at%) shown in Table 1 using the above-described arc melting apparatus. The solidification is carried out by naturally cooling the molten alloy on a copper hearth. About the obtained alloy, 0.1
After holding at 1350 ° C. for 3 minutes in an Ar atmosphere of MPa, the sample was obtained by pouring into ice water and quenching. This sample is called a quenching material. After quenching, 600 ° C in vacuum, 6
Annealing (a) in which the furnace is cooled after holding for a time was performed. The alloy (Ti 50 Cr 40 Ni 3 Mo 7 (at
%)) Was pulverized to 150 μm or less. Sample 5 was obtained by applying 5 wt% of Ni powder of 0.5 to 1 μm to this pulverized powder and annealing (a). Also,
Similarly, the obtained alloy (Ti 49 Cr 39 Ni 5 Mo 7 (at
%)) Is pulverized to 150 μm or less, and the pulverized powder is crushed with 0.1
Sample 6 was obtained by applying 5 wt% of Ni powder of 5 to 1 μm and annealing (a). Note that N
The deposition of i was performed using a stamp mill as in Example 1.

【0060】次いで、サンプル5およびサンプル6につ
いて真空原点法による水素吸蔵量を測定した。その結果
を表1に示す。また、サンプル5およびサンプル6につ
いて実験例2と同様の条件で電気容量(ジーベルツ法か
らの計算値)を求めた。その結果についても表1に示
す。なお、比較の便宜のため、実験例2で作製した、サ
ンプル4(Ti−Cr系合金母材にNiを含有しない)
の水素吸蔵量、電気容量についても併せて表1に示す。
Then, the hydrogen storage amount of the sample 5 and the sample 6 was measured by the vacuum origin method. The results are shown in Table 1. In addition, the electric capacities (calculated values from the Sibelts method) of Sample 5 and Sample 6 were obtained under the same conditions as in Experimental Example 2. The results are also shown in Table 1. For convenience of comparison, Sample 4 (Ti—Cr alloy base metal containing no Ni) produced in Experimental Example 2
Table 1 also shows the hydrogen storage amount and the electric capacity of the.

【0061】[0061]

【表1】 [Table 1]

【0062】表1に示すように、水素吸蔵合金中に3a
t%のNiを予め含有するサンプル5は、1サイクル目
で3.5wt%、2サイクル目で2.2wt%、30サ
イクル目においても2.1wt%の水素吸蔵量を示して
いる。これらの値は水素吸蔵合金中に予めNiを含有し
ていないサンプル4と等しいことから、Niの含有量が
3at%程度であれば水素吸蔵量を劣化させることはな
いことがわかった。但し、水素吸蔵合金中に予め含有さ
れるNiの量が3at%(サンプル5)から5at%
(サンプル6)になると、電気容量は400mAh/g
から420mAh/gに向上するものの、その一方で水
素吸蔵量が若干減少してしまう。したがって、水素吸蔵
合金中に予め含有するNiは5wt%以下にするのが望
ましい。
As shown in Table 1, 3a is contained in the hydrogen storage alloy.
Sample 5 containing t% Ni in advance showed a hydrogen storage amount of 3.5 wt% in the first cycle, 2.2 wt% in the second cycle, and 2.1 wt% in the 30th cycle. Since these values are the same as those of Sample 4 in which the hydrogen storage alloy does not contain Ni in advance, it was found that the hydrogen storage amount would not be deteriorated if the Ni content was about 3 at%. However, the amount of Ni previously contained in the hydrogen storage alloy was 3 at% (Sample 5) to 5 at%.
When it becomes (Sample 6), the electric capacity is 400 mAh / g.
To 420 mAh / g, on the other hand, the hydrogen storage capacity is slightly reduced. Therefore, Ni contained in the hydrogen storage alloy in advance is preferably 5 wt% or less.

【0063】また、サンプル5およびサンプル6につい
てX線回折により相同定を行ったところ、図5(b)に
示したサンプル2の相同定結果と同様の結果が確認され
た。つまり、サンプル5およびサンプル6についても、
bcc単相組織が維持されていることが確認された。
Further, when the phase identification was performed on the sample 5 and the sample 6 by X-ray diffraction, the same result as the phase identification result of the sample 2 shown in FIG. 5B was confirmed. In other words, for Sample 5 and Sample 6,
It was confirmed that the bcc single-phase structure was maintained.

【0064】以上の結果から、所定量のNiを予めTi
−Cr系合金母材に含有せしめることにより、高サイク
ル後においても高い水素吸蔵量および電気容量を得るこ
とができることがわかった。但し、サンプル5とサンプ
ル6の水素吸蔵量を比較すると、サンプル5の方が高い
水素吸蔵量を得ていることから、Ti−Cr系合金母材
に含有せしめるNi量は5at%以下、さらには3at
%以下とすることが有効であるといえる。ここで、サン
プル6のPCT曲線を測定した結果を図8に示す。図8
に示すように、サンプル6は、良好な水素吸放出量を示
すことがわかった。また、30回の水素吸蔵放出を繰り
返した後においても、サンプル5およびサンプル6には
割れは生じなかった。
From the above results, a predetermined amount of Ni was previously added to Ti.
It was found that the inclusion of the -Cr alloy base material makes it possible to obtain a high hydrogen storage amount and a high electric capacity even after a high cycle. However, comparing the hydrogen storage amounts of sample 5 and sample 6, since the sample 5 has a higher hydrogen storage amount, the amount of Ni contained in the Ti-Cr alloy base material is 5 at% or less, and further, 3 at
It can be said that it is effective to set it to be not more than%. Here, the result of measuring the PCT curve of Sample 6 is shown in FIG. Figure 8
It was found that Sample 6 shows a good hydrogen absorption / desorption amount as shown in FIG. Further, even after repeating hydrogen absorption and desorption 30 times, cracks did not occur in Sample 5 and Sample 6.

【0065】(実験例4)次に、X元素を含む合金に所
定量のNiを被着させた場合の出現相を確認するために
行った実験を実験例4として示す。表2に示す組成(a
t%)の合金を前述したアーク溶解装置を用いた溶融・
撹拌・凝固を繰り返すことによって合金(インゴット)
を得た。なお、凝固は合金溶湯を銅ハース上で自然冷却
して行われる。得られた合金について、0.1MPaの
Ar雰囲気中、1400℃、10分間保持後、氷水中に
投入して急冷することにより試料を得た。この試料を急
冷材という。急冷処理後、合金を150μm以下に粉砕
し、この粉砕粉末にスタンプミルを用いてNi粉末を3
wt%被着させ、その後アニール(a)を行った。得ら
れた合金についてX線回折により相同定を行った。結果
を表2に併せて示す。なお、表2には、前述した式によ
り算出したbcc相の割合も記している。
(Experimental Example 4) Next, Experimental Example 4 shows an experiment carried out to confirm the appearance phase when a predetermined amount of Ni is deposited on the alloy containing the X element. The composition shown in Table 2 (a
(t%) alloy using the above-mentioned arc melting device
Alloy (ingot) by repeating stirring and solidification
Got The solidification is carried out by naturally cooling the molten alloy on a copper hearth. A sample was obtained by holding the obtained alloy at 1400 ° C. for 10 minutes in an Ar atmosphere of 0.1 MPa, and then pouring it into ice water to rapidly cool it. This sample is called a quenching material. After the quenching treatment, the alloy was pulverized to 150 μm or less, and the pulverized powder was mixed with Ni powder to 3 by using a stamp mill.
wt% was applied, and then annealing (a) was performed. The obtained alloy was subjected to phase identification by X-ray diffraction. The results are also shown in Table 2. Table 2 also shows the proportion of the bcc phase calculated by the above-mentioned formula.

【0066】[0066]

【表2】 [Table 2]

【0067】表2に示すように、Ruの含有量が2at
%の合金であるTi40Cr58Ru2は、アニール(a)
を行った後のbcc相の割合が90%と、bcc相が主
相となっている。Ruの含有量が3at%以上になる
と、アニール(a)を行った後でもbcc単相組織を維
持することができる。また、同じRuの含有量が2at
%の合金であっても、Ti50Cr48Ru2は、アニール
(a)を行った後の組織がbcc単相組織となってい
る。このように、bcc単相組織を得ることのできるR
uの量は、TiおよびCrの含有量によって変動する。
具体的には、Tiの含有量が多ければより少ないRu量
でbcc単相組織を得ることができるが、Tiの含有量
が少なければRu量を多くする必要がある。合金表面を
観察したところ、被着させたNiと合金母材との間で拡
散が生じたためと推察されるTi−Ni系合金領域が観
察された。またこのTi−Ni系合金領域は、合金母材
の表面に分散して形成されていた。
As shown in Table 2, the Ru content is 2 at
% Alloy Ti 40 Cr 58 Ru 2 is annealed (a)
The ratio of the bcc phase after performing was 90%, and the bcc phase was the main phase. When the Ru content is 3 at% or more, the bcc single-phase structure can be maintained even after annealing (a). Also, the same Ru content is 2 at
% Of the alloy, Ti 50 Cr 48 Ru 2 has a bcc single-phase structure after annealing (a). Thus, it is possible to obtain an Rcc that can obtain a bcc single phase structure.
The amount of u varies depending on the contents of Ti and Cr.
Specifically, if the Ti content is high, a bcc single-phase structure can be obtained with a smaller Ru content, but if the Ti content is low, the Ru content needs to be increased. As a result of observing the surface of the alloy, a Ti—Ni based alloy region, which is presumed to be due to diffusion between the deposited Ni and the alloy base material, was observed. Further, the Ti-Ni alloy region was formed dispersedly on the surface of the alloy base material.

【0068】急冷材およびアニール(a)材のPCT曲
線を測定した。その結果を図9(急冷材)および図10
(アニール(a)材)に示す。いずれも、Ru量(X)
が2at%および3at%の場合に、水素吸蔵量が高く
なることが確認された。Niを被着していない急冷材お
よびアニール(a)材のPCT曲線を測定した。その結
果を図9(急冷材)および図10(アニール(a)材)
に示す。Ruが2at%または3at%を含むアニール
(a)材の水素吸蔵量は、急冷材と比較して遜色がな
い。これは、Ru量(X)が所定量含まれていれば、ア
ニール(a)を施した後でも、その組織がbcc相を主
相または単相としていることを示唆している。
The PCT curves of the quenched material and the annealed (a) material were measured. The results are shown in FIG. 9 (quenched material) and FIG.
(Annealed (a) material). In all cases, Ru amount (X)
It was confirmed that the hydrogen storage amount was high when the values of 2 at% and 3 at%. The PCT curves of the quenched material not annealed with Ni and the annealed (a) material were measured. The results are shown in FIG. 9 (quenched material) and FIG. 10 (annealed (a) material).
Shown in. The hydrogen storage capacity of the annealed (a) material containing Ru at 2 at% or 3 at% is comparable to that of the quenched material. This suggests that if the Ru amount (X) is contained in a predetermined amount, the structure has the bcc phase as the main phase or the single phase even after annealing (a).

【0069】(実験例5)続いて行った実験例5は、T
i−Cr系合金母材に加熱処理を施した後にNiを5w
t%被着させて得る水素吸蔵合金において、Moの含有
量による特性変化を確認するために行った実験である。
実験例1と同様の方法でTi45Cr55-X'MoX'(at
%:X’=0、2、4、6、9の4通り)の組成を有す
る合金(インゴット)を得た後、合金を150μm以下
に粉砕した。この粉砕粉末に0.5〜1μmのNi粉末
を5wt%被着させてアニール(a)を行うことによ
り、サンプル7a(Ti45Cr55)、サンプル8a(T
45Cr53Mo2)、サンプル9a(Ti45Cr51
4)、サンプル10a(Ti45Cr49Mo6)、サンプ
ル11a(Ti45Cr43Mo9)を得た。なお、Niの
被着は実施例1と同様にスタンプミルを用いて行った。
(Experimental Example 5) In Experimental Example 5, which was carried out subsequently, T
After heat treatment of the i-Cr alloy base material, Ni was added to 5 w
This is an experiment conducted for confirming the characteristic change depending on the Mo content in the hydrogen storage alloy obtained by depositing t%.
In the same manner as in Experimental Example 1, Ti 45 Cr 55-X ' Mo X' (at
%: X ′ = 0, 4, 4, 6, and 9), an alloy (ingot) having a composition was obtained, and then the alloy was pulverized to 150 μm or less. By applying 5 wt% of 0.5 to 1 μm Ni powder to this pulverized powder and annealing (a), sample 7a (Ti 45 Cr 55 ), sample 8a (T
i 45 Cr 53 Mo 2 ), sample 9a (Ti 45 Cr 51 M
o 4 ), sample 10a (Ti 45 Cr 49 Mo 6 ) and sample 11a (Ti 45 Cr 43 Mo 9 ) were obtained. Note that Ni was adhered by using a stamp mill as in Example 1.

【0070】次に、得られた各サンプルについてPCT
曲線を測定した。その結果を図11に示す。図11を見
ると、Moの含有量が0at%の合金であるTi45Cr
55に比較し、Moの含有量が2at%、4at%、6a
t%、9at%と高まると水素吸蔵量が高まり、特に、
Moの含有量が4at%以上であれば、プラトー領域に
おいて高い平坦度を得ることができていることがわか
る。これは、Ti−Cr系合金母材に加熱処理を施した
後にNiを5wt%被着させて得る水素吸蔵合金におい
て、Moが所定量以上含まれていれば、高い水素吸蔵量
が得られることを示唆している。
Next, PCT was performed on each of the obtained samples.
The curve was measured. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 11, Ti 45 Cr, which is an alloy with a Mo content of 0 at%.
Compared with 55 , Mo content is 2 at%, 4 at%, 6a
When t% and 9 at% increase, the hydrogen storage amount increases,
It can be seen that when the Mo content is 4 at% or more, high flatness can be obtained in the plateau region. This is because in a hydrogen storage alloy obtained by depositing 5 wt% of Ni after heat treatment of a Ti-Cr alloy base material, a high hydrogen storage amount can be obtained if Mo is contained in a predetermined amount or more. It suggests.

【0071】(実験例6)続いて、Ti−Cr系合金母
材にNiを5wt%被着させて得る水素吸蔵合金におい
て、Niの被着に先立って加熱処理を行うことによって
得られる特性を確認するために行った実験を実験例6と
して示す。実験例1と同様の方法で、Ti45Cr55-X'
MoX'(at%:X’=0、2、4、6、9の4通り)
の組成を有する合金(インゴット)を得た後、それぞれ
の合金を150μm以下に粉砕した。この粉砕粉末につ
いて、1400℃に加熱した炉中に10分間保持する熱
処理した後に水中で急冷し、さらにこの粉砕粉末に0.
5〜1μmのNi粉末を5wt%被着させてアニール
(a)を行うことにより、サンプル7b(Ti45
55)、サンプル8b(Ti45Cr53Mo2)、サンプ
ル9b(Ti45Cr51Mo4)、サンプル10b(Ti
45Cr49Mo6)、サンプル11b(Ti45Cr43
9)を得た。なお、Niの被着は実施例1と同様にス
タンプミルを用いて行った。
(Experimental Example 6) Subsequently, in a hydrogen storage alloy obtained by depositing 5 wt% of Ni on a Ti-Cr alloy base material, the characteristics obtained by performing heat treatment prior to depositing of Ni were measured. An experiment conducted for confirmation is shown as Experimental Example 6. Ti 45 Cr 55-X 'was prepared in the same manner as in Experimental Example 1.
Mo X ' (at%: X' = 0, 2, 4, 6, 9)
After obtaining alloys (ingots) having the composition of, each alloy was pulverized to 150 μm or less. The pulverized powder was heat-treated by holding it in a furnace heated to 1400 ° C. for 10 minutes and then rapidly cooled in water.
By applying 5 wt% of Ni powder of 5-1 μm and annealing (a), sample 7b (Ti 45 C
r 55 ), sample 8b (Ti 45 Cr 53 Mo 2 ), sample 9b (Ti 45 Cr 51 Mo 4 ), sample 10b (Ti
45 Cr 49 Mo 6 ), sample 11b (Ti 45 Cr 43 M
o 9 ) was obtained. Note that Ni was adhered by using a stamp mill as in Example 1.

【0072】次に、得られたサンプル7b、8b、9
b、10b、11bについてPCT曲線を測定した。そ
の結果を図12に示す。図12を見ると、図11に示し
たNiの被着前に熱処理を行っていないサンプル7a、
8a、9a、10a、11aのPCT曲線に比較し、N
iの被着前に熱処理を行っているサンプル7b、8b、
9b、10b、11bが、プラトー領域における水素圧
の平坦度がより高いことがわかる。プラトー領域におけ
る水素圧の平坦度が低くなる(PCT曲線の傾きが大き
くなる)のは、平衡圧の異なる領域(異相)が混在して
合金組織の不均一性が高まることによるものと捉えられ
ており、特にアーク溶解法によって得られる合金は、本
来的に均一性が低いという観察・考察によっても裏付け
られる。以上の結果から、Niの被着前に所定の熱処理
を行うことによって、Ti−Cr系合金母材の均質化を
図ることができることが示唆される。
Next, the obtained samples 7b, 8b, 9
PCT curves were measured for b, 10b, and 11b. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 12, sample 7a shown in FIG. 11 which is not heat-treated before Ni deposition,
Compared with the PCT curves of 8a, 9a, 10a, and 11a, N
Samples 7b, 8b, which are heat-treated before deposition of i,
It can be seen that 9b, 10b, and 11b have higher flatness of hydrogen pressure in the plateau region. The reason why the flatness of hydrogen pressure in the plateau region becomes low (the slope of the PCT curve becomes large) is considered to be that regions with different equilibrium pressures (different phases) coexist and nonuniformity of the alloy structure increases. In particular, the alloy obtained by the arc melting method is supported by the observation and consideration that the uniformity is inherently low. From the above results, it is suggested that the Ti—Cr alloy base material can be homogenized by performing a predetermined heat treatment before Ni deposition.

【0073】[0073]

【発明の効果】本発明によれば、高い水素吸蔵量を有
し、かつサイクル特性に優れた二次電池用に好適な水素
吸蔵合金を得ることができる。
According to the present invention, it is possible to obtain a hydrogen storage alloy which has a high hydrogen storage capacity and is excellent in cycle characteristics and suitable for a secondary battery.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の水素吸蔵合金の構成を説明するため
の模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the structure of a hydrogen storage alloy of the present invention.

【図2】 Ti37Cr585合金、Ti39Cr59Mo2
金およびTi41Cr 57Ru2合金のbcc相からラーべ
ス相への相変態温度を測定した結果を示すグラフであ
る。
FIG. 2 Ti37Cr58VFiveAlloy, Ti39Cr59Mo2Combined
Gold and Ti41Cr 57Ru2Rabe from the bcc phase of the alloy
It is a graph showing the results of measuring the phase transformation temperature to the soot phase.
It

【図3】 本発明の水素吸蔵合金の製造方法を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a method for producing a hydrogen storage alloy of the present invention.

【図4】 図3におけるステップS101の内容を説明
するためのフローチャートである。
4 is a flowchart for explaining the contents of step S101 in FIG.

【図5】 実験例1で測定したTi48Cr43Mo9(a
t%)合金のX線回折図である。
FIG. 5: Ti 48 Cr 43 Mo 9 (a measured in Experimental Example 1
FIG. 3 is an X-ray diffraction diagram of a (t%) alloy.

【図6】 実験例2で測定したPCT曲線を示すグラフ
である。
FIG. 6 is a graph showing a PCT curve measured in Experimental Example 2.

【図7】 Niを5wt%被着させた水素吸蔵合金を電
極として用いた二次電池の電気容量を示すグラフであ
る。
FIG. 7 is a graph showing the electric capacity of a secondary battery using a hydrogen storage alloy with 5 wt% Ni deposited as an electrode.

【図8】 実験例3で測定したPCT曲線を示すグラフ
である。
FIG. 8 is a graph showing a PCT curve measured in Experimental Example 3.

【図9】 実験例4で測定したPCT曲線を示すグラフ
である。
9 is a graph showing a PCT curve measured in Experimental Example 4. FIG.

【図10】 実験例4で測定したPCT曲線を示すグラ
フである。
FIG. 10 is a graph showing a PCT curve measured in Experimental Example 4.

【図11】 実験例5で測定したPCT曲線を示すグラ
フである。
FIG. 11 is a graph showing a PCT curve measured in Experimental Example 5.

【図12】 実験例6で測定したPCT曲線を示すグラ
フである。
FIG. 12 is a graph showing a PCT curve measured in Experimental Example 6.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…Ti−Cr系合金母材、2…Ni被着相(Ni含有
領域)、3…Ti−Ni系合金領域(Ni含有領域)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ti-Cr type alloy base material, 2 ... Ni adhered phase (Ni containing area), 3 ... Ti-Ni type alloy area (Ni containing area)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01M 4/24 H01M 4/24 J 4/38 4/38 A // C01B 3/00 C01B 3/00 B (72)発明者 山下 信一 東京都中央区日本橋一丁目13番1号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 長 勤 東京都中央区日本橋一丁目13番1号 ティ ーディーケイ株式会社内 Fターム(参考) 4G140 AA36 AA43 AA44 4K018 BA03 BA20 BC01 BC08 BC16 BC19 BC22 BD07 KA38 5H050 AA07 AA08 BA14 CA03 CB16 FA12 FA19 GA02 GA22 HA02 HA05 HA12 HA14 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01M 4/24 H01M 4/24 J 4/38 4/38 A // C01B 3/00 C01B 3/00 B (72) Shinichi Yamashita Shinichi Yamashita 1-13-1, Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo TDC Corporation (72) Inventor Long-term 1-13-1, Nihonbashi, Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo F-Term ( Reference) 4G140 AA36 AA43 AA44 4K018 BA03 BA20 BC01 BC08 BC16 BC19 BC22 BD07 KA38 5H050 AA07 AA08 BA14 CA03 CB16 FA12 FA19 GA02 GA22 HA02 HA05 HA12 HA14

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 体心立方型結晶構造からなる相(bcc
相)を主相とするTi−Cr系合金母材と、 前記Ti−Cr系合金母材表面に離散的に形成されたN
i含有領域と、を備えたことを特徴とする水素吸蔵合
金。
1. A phase (bcc) having a body-centered cubic crystal structure
Phase) as the main phase, and a Ti-Cr alloy base material and N formed discretely on the surface of the Ti-Cr alloy base material.
A hydrogen storage alloy, comprising: an i-containing region.
【請求項2】 前記Ti−Cr系合金母材表面に離散的
に形成されたNi含有領域は、その全部または一部がT
i−Ni系合金領域であることを特徴とする請求項1に
記載の水素吸蔵合金。
2. The Ni-containing regions discretely formed on the surface of the Ti—Cr alloy base material are wholly or partly T-type.
The hydrogen storage alloy according to claim 1, wherein the hydrogen storage alloy is in an i-Ni alloy region.
【請求項3】 前記Ti−Cr系合金母材表面に離散的
に形成されたNi含有領域は、その径が5μm以下(0
を含まず)であることを特徴とする請求項1に記載の水
素吸蔵合金。
3. The Ni-containing region discretely formed on the surface of the Ti—Cr alloy base material has a diameter of 5 μm or less (0
The hydrogen storage alloy according to claim 1, wherein
【請求項4】 体心立方型結晶構造からなる相(bcc
相)を主相とするTi−Cr系合金母材からなる水素吸
蔵合金であって、 前記Ti−Cr系合金母材の表面には、 Ti−Cr系合金相と、 触媒能を有するTi−Ni系合金相とが存在することを
特徴とする水素吸蔵合金。
4. A phase (bcc) having a body-centered cubic crystal structure.
Phase) as a main phase, which is a hydrogen storage alloy composed of a Ti—Cr based alloy base material, wherein a Ti—Cr based alloy phase and a Ti— A hydrogen storage alloy characterized by the presence of a Ni-based alloy phase.
【請求項5】 前記Ti−Cr系合金母材は、その組成
が Ti(100-a-b-c-d)CrabX’cNid 但し20≦a(at%)≦80、0≦b(at%)≦1
0、0≦c(at%)≦30、0≦d(at%)≦5で
表され、前記XがRu、Rh、OsおよびIrの少なく
とも一種の元素、前記X’がV、Mo、WおよびAlの
少なくとも一種の元素であることを特徴とする請求項1
または4に記載の水素吸蔵合金。
5. The Ti—Cr alloy base material has a composition of Ti (100-abcd) Cr a Xb X ′ c Ni d, where 20 ≦ a (at%) ≦ 80 and 0 ≦ b (at%). ) ≤ 1
0, 0 ≦ c (at%) ≦ 30, 0 ≦ d (at%) ≦ 5, X is at least one element of Ru, Rh, Os and Ir, and X ′ is V, Mo, W And at least one element of Al.
Alternatively, the hydrogen storage alloy according to item 4.
【請求項6】 前記Ti−Cr系合金母材は、体心立方
型結晶構造からなる相(bcc相)の単相組織からなる
ことを特徴とする請求項1または4に記載の水素吸蔵合
金。
6. The hydrogen storage alloy according to claim 1, wherein the Ti—Cr alloy base material has a single-phase structure of a phase (bcc phase) having a body-centered cubic crystal structure. .
【請求項7】 Ti−Cr系合金母材を得る工程(a)
と、 前記工程(a)で得られた前記Ti−Cr系合金母材の
表面にNiを離散的に被着させる工程(b)と、 前記Ti−Cr系合金母材の表面に被着されたNiを拡
散処理する工程(c)と、を備えることを特徴とする水
素吸蔵合金の製造方法。
7. A step (a) of obtaining a Ti—Cr alloy base material.
A step (b) of discretely depositing Ni on the surface of the Ti—Cr based alloy base material obtained in the step (a), and a step of depositing Ni on the surface of the Ti—Cr based alloy base material. And a step (c) of diffusing Ni as described above, the method for producing a hydrogen storage alloy.
【請求項8】 前記工程(a)において、5at%以下
(0を含まず)のNiを含むTi−Cr系合金母材を得
ることを特徴とする請求項7に記載の水素吸蔵合金の製
造方法。
8. The production of a hydrogen storage alloy according to claim 7, wherein in the step (a), a Ti—Cr based alloy base material containing 5 at% or less (not including 0) of Ni is obtained. Method.
【請求項9】 前記工程(b)において、前記Ti−C
r系合金母材の表面に前記Niを機械的に被着させるこ
とを特徴とする請求項7に記載の水素吸蔵合金の製造方
法。
9. The Ti—C in the step (b).
The method for producing a hydrogen storage alloy according to claim 7, wherein the Ni is mechanically deposited on the surface of the r-based alloy base material.
【請求項10】 前記工程(a)において得られる前記
Ti−Cr系合金母材および前記工程(c)の後に得ら
れる前記水素吸蔵合金はともに体心立方型結晶構造から
なる相(bcc相)を主相とすることを特徴とする請求
項7に記載の水素吸蔵合金の製造方法。
10. The phase (bcc phase) having a body-centered cubic crystal structure, both of the Ti—Cr alloy base material obtained in the step (a) and the hydrogen storage alloy obtained after the step (c). The method for producing a hydrogen storage alloy according to claim 7, characterized in that
【請求項11】 前記工程(c)における前記拡散処理
は、500〜700℃の温度範囲で10分から3時間の
加熱処理を行うものであることを特徴とする請求項7に
記載の水素吸蔵合金の製造方法。
11. The hydrogen storage alloy according to claim 7, wherein the diffusion treatment in the step (c) is a heat treatment at a temperature range of 500 to 700 ° C. for 10 minutes to 3 hours. Manufacturing method.
【請求項12】 前記工程(b)に先立ち、前記工程
(a)で得られた前記Ti−Cr系合金母材について、
当該Ti−Cr系合金母材が体心立方型結晶構造からな
る相(bcc相)を形成する温度領域に所定時間保持す
る加熱処理を施す工程(d)、をさらに備えることを特
徴とする請求項7に記載の水素吸蔵合金の製造方法。
12. Prior to the step (b), the Ti—Cr alloy base material obtained in the step (a),
The method further comprises a step (d) of subjecting the Ti-Cr alloy base material to a heat treatment for holding for a predetermined time in a temperature region where a phase (bcc phase) having a body centered cubic crystal structure is formed. Item 8. A method for producing a hydrogen storage alloy according to Item 7.
【請求項13】 前記工程(d)における前記加熱処理
は、前記Ti−Cr系合金母材を、1250〜1450
℃の温度範囲に1分〜1時間の範囲で保持することを特
徴とする請求項12に記載の水素吸蔵合金の製造方法。
13. The heat treatment in the step (d) is performed by adding 1250 to 1450 to the Ti—Cr alloy base material.
The method for producing a hydrogen storage alloy according to claim 12, characterized in that the hydrogen storage alloy is held in the temperature range of 0 ° C for 1 minute to 1 hour.
【請求項14】 前記工程(d)の後、前記工程(b)
に先立ち、前記加熱処理を施した前記Ti−Cr系合金
母材を強制的に冷却する工程(e)、をさらに備えるこ
とを特徴とする請求項12に記載の水素吸蔵合金の製造
方法。
14. The step (b) after the step (d)
The method for producing a hydrogen storage alloy according to claim 12, further comprising a step (e) forcibly cooling the heat-treated Ti-Cr alloy base material prior to the step (e).
【請求項15】 組成が Ti(100-a-b-c-d)CrabX’cNid 但し20≦a(at%)≦80、0≦b(at%)≦1
0、0≦c(at%)≦30、0≦d(at%)≦5で
表され、前記XがRu、Rh、OsおよびIrの少なく
とも一種の元素、前記X’がV、Mo、WおよびAlの
少なくとも一種の元素であり、かつ体心立方型結晶構造
からなる相(bcc相)を主相とするTi−Cr系合金
母材と、 前記Ti−Cr系合金母材表面に離散的に形成されたN
i含有領域と、を備えたことを特徴とする二次電池用電
極。
15. The composition is Ti (100-abcd) Cr a X b X 'c Ni d where 20 ≦ a (at%) ≦ 80,0 ≦ b (at%) ≦ 1
0, 0 ≦ c (at%) ≦ 30, 0 ≦ d (at%) ≦ 5, X is at least one element of Ru, Rh, Os and Ir, and X ′ is V, Mo, W And a Ti-Cr-based alloy base material having at least one element of Al and a main phase having a body-centered cubic crystal structure (bcc phase), and discretely on the surface of the Ti-Cr-based alloy base material Formed on N
An i-containing region, and a secondary battery electrode.
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