| 研究概要 |
ニッケル-水素化物電池はクリーンであり、高エネルギー密度化が期待できるので、負極材料としての水素吸蔵合金に関する研究開発が活発に行われている。水素吸蔵合金は多様な合金設計が可能であり、現在実用されている希土類系水素吸蔵合金よりも高容量化が期待される次世代材料としてラーベス相水素吸蔵合金やMg-Ni系,Ca-Ni系の合金が注目されている.本研究では高周波融解や メカニカルアロイング法で作製したこれらの水素吸蔵合金を負極材料として使用したときの充放電特性について検討を行い下記のような成果を得た.
1) AB_2型ラーベス相合金(A=Zr_<0.9>Ti_<0.1>,B_2=Ni_<1.1>Co_<0.1>Mn_<0.5>V_<0.2>Cr_<0.1>)を負極材料として使用すると活性化が困難であるので、表面改質について検討した結果、10モルのアルカリ溶液中で煮沸処理を行うことによって初期サイクルから約400mAh g^<-1>の高い放電容量が得られた.また、メカニカルグラインディングによって高率放電特性が著しく向上することを見い出した.
2) メカニカルアローイング(MA)法で比較的融点が低いMgNi組成やCa_2Ni組成の合金を作製し、充放電特性を評価した結果、後者の合金では放電容量が高々200mAh g^<-1>であるのに対して前者の合金では500mAh g^<-1>の容量が得られた。また、MgNi合金作製時に酸化マグネシウムを共存させると合金化が促進されるのに対してグラファイト粉末の添加は合金化を妨害することを見出した.
3) Tiのように融点(1725℃)の高い金属粉末とNi粉末をグラインディング処理することによって作製したTi_2Ni組成の合金では170mAh g^<-1>程度の放電容量しか得られないが、融点よりもはるかに低い500℃で1時間熱処理を行うことによって放電容量が約340mAh g^<-1>まで著しく増大することを見い出した.MA法と低温熱処理の組み合わせは今後、負極材料としての水素吸蔵合金の調製法として有効であることが明らかとなった.
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