CN1197303A - 粉末材料、电极部件、及其制造方法和二次电池 - Google Patents

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Abstract

说明书公开了一种储氢化合物的粉末材料,该储氢化合物包括储氢合金的芯部,储氢合金涂有一种过渡金属氧化物层,并具有弥散并附着在其最外侧的过渡金属,使用包括储氢化合物的粉末材料的碱性二次电池的一种电极部件,以及使用该电极部件作为电极的一个二次电池。通过这样的一种碱性二次电池,能够实现强的抗过量充电能力、高充放电效率和长循环使用寿命。

Description

粉末材料、电极部件、及其制造方法和二次电池
本发明涉及用于活性材料的粉末材料与电极部件如负电极和正电极以及二次电池，此活性材料是使用碱性电解液的二次电池的主材料。具体地说，本发明涉及用作负极主材料的储氢化合物(氢存储化合物)的粉末材料，由储氢化合物粉末材料形成的负极，用作正极的主材料经镀敷处理的氢氧化镍构成的粉末材料，由氢氧化镍形成的正极，含有上述负极和/或上述正极的二次电池和制造它们的方法。
近来，由于气氛中CO2气体含量的增加，由于温室效应导致全球变暖的可能性已经被指出。例如，在一个热电厂中，通过煤及类似物的燃烧获得的热能被转换成电能，但是由于燃烧放出大量的CO2，难以建立新的热电厂。因此，为了充分利用热电厂等的发电机制造的电能，提出了一种所谓的负载平衡，通过把夜间的电能作为过剩的电能存储在安装于普通房屋的二次电池中来平衡负载，并在电能消耗大的白天使用它。
作为不释放COx、NOx、碳氢化合物等与空气污染有关的物质的电动汽车，期待着具有必不可少的高能量密度的二次电池的发展。此外，在便携式设备如笔记本型个人计算机、字处理器、摄象机和移动电话的电源的使用上，迫切需要发展小体积、轻重量和高性能的二次电池。
在上述情况下，一种高容量二次电池已经被投入实际应用，这种二次电池使用一种高密度存储氢的储氢合金作为碱性二次电池的负电极，此碱性二次电池使用碱性溶液作为电解液，被称为镍-金属氢化物电池(以下称之为镍-金属氢化物电池)。
作为用作储氢合金负电极的储氢合金，以Mm(Ni-Co-Mn-Al)5为代表的稀土合金、以Ti-Zr-Ni-V-Cr-Co-Mn为代表的过渡金属合金和镁镍合金如Mg2Ni和MgNi已经被研究并且稀土合金和过渡金属合金作为电极材料被投入实际应用。
稀土合金和过渡金属合金的实际容量比理论上的容量低，希望被进一步改进。此外，与使用镉负电极的镍-镉电池相比，它们具有在过度充电时经受氧化和破坏的问题。从这一点上来说，在日本专利申请公开NO.61-64069和61-101957中提出了一种抗氧化金属涂覆储氢合金粉末的方法，但是二次电池仍没有比镍-镉电池具有更大的抗过度充电能力。
关于镁镍合金，在使用机械磨削方法制造的一个Mg2Ni合金粉末的电极中获得在第一次充放电周期的750mAh/g的高放电容量，在日本第37届电池学术会议上P.389(1996)被公开，但是放电容量随着充放电周期的进程而减少，也没有获得具有稳定高放电容量的镁镍合金电极。
在镍金属氢化物电池中，象其他碱性二次电池如镍镉电池的电极情况一样，氢氧化镍被用作正电极活性材料。由于此氢氧化镍的导电性能低，除了氢氧化镍，在形成正电极时还增加了一氧化钴或氢氧化钴，以增加导电性能，从而提高正电极活性材料的利用效率。但是，这里仍然存在一个问题：电池的正电极活性材料的利用效率在充放电循环初始阶段低。
因此本发明的一个目的在于提供一种使用碱性电解液的二次电池，特别是所谓的镍金属氢化物电池，一种包括不氧化、大储氢量化合物的材料，一种适用于在电化学反应中具有大量的氢储存的负电极的电极部件，一种适用于具有高利用效率的正电极的电极部件和一种使用这些部件的大电容量(镍金属氢化物)二次电池。此外，本发明的另一个目的是提供一种制造上述材料的电极部件的方法。
在一个上述粉末材料作为主材料形成的电极部件中以及在使用上述电极部件作为负电极和使用碱性电解液的二次电池中，通过相应层提供三个单独功能，本发明特别突出的特征在于：一种包括储氢化合物的粉末材料，储氢化合物包括一个芯层，芯层主要由储氢合金构成；一种设在芯层上用于产生抗氧化的金属氧化物层(第二层)和设在抗氧化层上用于激活氢的弥散金属元素层(第三层)。其次，本发明的另一个突出特征在于一个涂覆了一种化合物的氢氧化镍粉末材料，和涂覆了该化合物的氢氧化镍粉末形成的电极部件以及使用上述电极部件作为正电极和使用碱性电解液的二次电池，该化合物含有过渡金属和氧元素，并且比氢氧化镍的导电性能高。
此外，根据本发明，提供了一种粉末材料包括：具有存储氢功能由作为主要组分的镁镍合金构成的芯部和设在芯部表面产生抗氧化的金属氧化物层，以及一种粉末材料作为主要材料构成的电极部件和使用该电极部件作为负电极以及使用碱性电解液的二次电池。
图1是一个剖视图，示意性示出了根据本发明的一种粉末材料的结构的一个例子；
图2是一个剖视图，示意性示出了根据本发明的一个电极部件(负电极)的例子；
图3是一个剖视图，示意性示出了根据本发明的一种粉末材料的结构的另一个例子；
图4是一个剖视图，示意性示出了根据本发明的一个电极部件(正电极)的例子；
图5是一个剖视图，示意性示出了根据本发明的一个碱性二次电池的例子；
图6是一个钮扣电池的一个例子的剖面图；
图7是一个螺旋型圆柱电池的一个例子的剖面图；
图8是一个长方形电池的一个例子的剖面图；
图9是本发明的粉末阻抗测量装置的一个例子的示意性剖面图，粉末阻抗测量装置用于测量在形成正电极活性材料的氢氧化镍粉末的有和没有镀层处理之间导电性的差异。
本发明的第一种情况是粉末材料包括具有存储和释放氢功能的化合物，具有芯的至少三层的结构，芯包括储氢合金、设在芯表面上并具有防止合金氧化和允许原子氢或氢离子经过那里的功能的金属氧化物层、和设在金属氧化物层表面上具有弥散的金属元素的一个层，弥散的金属元素具有激活氢的功能。在本发明中，具有防止氧化和允许原子氢或氢离子经过那里的功能的金属氧化物层最好包括过渡金属氧化物层，过渡金属氧化物层包括从钼、钨、钒、铌、钛、锆和铱中选择的至少一种过渡金属和氧元素。此外，用于激活氢的弥散金属元素最好是从镍、铬、钼、钴、铜、钯、铂、铁、钌、铑、铱、钨、钛和锰中选择的至少一种过渡金属元素。
本发明的第二种情况是粉末材料作为主材料形成的电池的一个电极部件，该主材料包括具有存储和释放氢的功能的化合物，具有芯的至少三层结构，芯包括储氢合金、设在芯表面上并具有防止合金氧化和允许原子氢或氢离子经过那里的功能的金属氧化物层、和设在金属氧化物层表面上具有弥散的金属元素的一个通过电化学方法存储和释放氢的层，弥散的金属元素具有激活氢的功能。这样的一个电极部件适用于在电化学方面利用氢的存储反应的二次电池的负电极。
而且，本发明的第三种情况是包括至少一个负电极(即阳极)、一种电解液和一个正电极(即阴极)的二次电池，其中负电极由粉末材料作为主材料形成，该主材料包括具有存储和释放氢的功能的化合物，该化合物具有芯的至少三层结构，芯包括储氢合金、设在芯表面上并具有防止合金氧化和允许原子氢或氢离子经过那里的功能的金属氧化物层、和设在金属氧化物层表面上具有弥散的金属元素的一个层，弥散的金属元素具有激活氢的功能。
本发明的第四种情况是一种包括氢氧化镍(Ni(OH)2)的粉末材料，氢氧化镍涂覆有导电率高于氢氧化镍的化合物，该化合物包括从钴元素和镍元素中选择的至少一种元素和氧元素并包含0.5原子％到10原子％的从锂、钾、锰、铝、锌、镁、钼、钨、钒和钛中选择的至少一种元素，或者该化合物包括从钼、钨、钒和钛中选择的至少一种过渡金属元素以及氧和氢元素。
本发明的第五种情况是粉末材料作为主材料构成的一个电极部件，该主材料包括氢氧化镍(Ni(OH)2)，氢氧化镍涂覆有导电率高于氢氧化镍的一种化合物，该化合物包括从钴元素和镍元素中选择的至少一种元素和氧元素并包含0.5原子％到10原子％的从锂、钾、锰、铝、锌、镁、钼、钨、钒和钛中选择的至少一种元素，或者该化合物包括从钼、钨、钒和钛中选择的至少一种过渡金属元素以及氧和氢元素。这种电极部件适用于碱性电解质二次电池的正电极。
本发明的第六种情况是包括至少一个负电极、一个正电极和一种碱性电解液的二次电池，其中正电极由粉末材料作为主材料形成，该主材料包括氢氧化镍(Ni(OH)2)，氢氧化镍涂覆有导电率高于氢氧化镍的一种化合物，该化合物包括从钴元素和镍元素中选择的至少一种元素和氧元素并包含10原子％或更少的从锂、钾、锰、铝、锌、镁、钼、钨、钒和钛中选择的至少一种元素，或者该化合物为不溶于碱性并包括从钼、钨、钒和钛中选择的至少一种过渡金属元素以及氧和氢元素。
顺便说，在本发明(本说明书)中，“氢氧化镍”表示镍(II)氢氧化合物(Ni(OH)2)。
而且，作为本发明的第七种情况，这里提供了一种包括至少一个负电极、一个正电极和一种碱性电解质的二次电池，其中负电极由粉末材料作为主材料形成，该主材料包括具有存储和释放氢的功能的化合物，具有芯的至少三层结构，芯包括储氢合金、设在芯表面上并具有防止合金氧化和允许原子氢或氢离子经过那里的功能的金属氧化物层、和设在金属氧化物层表面上具有弥散的金属元素的一个层，弥散的金属元素具有激活氢的功能；其中正电极由粉末材料作为主材料形成，该主材料包括氢氧化镍(Ni(OH)2)，氢氧化镍涂覆有导电率高于氢氧化镍的一种化合物，该化合物包括从钴元素和镍元素中选择的至少一种元素和氧元素并包含0.5原子％到10原子％或更少的从锂、钾、锰、铝、锌、镁、钼、钨、钒和钛中选择的至少一种元素，或者该化合物为不溶于碱性并包括从钼、钨、钒和钛中选择的至少一种过渡金属元素以及氧和氢元素。
本发明的第八种情况是一种用于制造形成二次电池电极(负电极)的主要组分的粉末材料的方法，电池最好是利用碱性电解液以及特别是利用氢的电化学存储反应，该方法至少包括制备芯的步骤，芯包括一个储氢合金、设在芯表面上具有防止合金氧化和允许原子氢或氢离子经过那里的功能的金属氧化物层、弥散在金属氧化物层表面上具有激活氢的功能的金属元素，或者至少包括在芯表面上设置金属氧化物层的步骤，芯包括具有储氢功能的、镁和镍作为主要组分的合金，金属氧化物层具有防止合金氧化和允许原子氢或氢离子经过那里的功能。
本发明的第九种情况是一种制造用在二次电池中的电极部件(负电极)的方法，电池最好是利用碱性电解液以及特别是利用氢的电化学存储反应，除了上述包括储氢化合物的粉末材料的制造步骤之外，该方法包括，从上述化合物粉末和一个集电器形成电极部件的步骤。此外，在用于制造负电极的上述方法中，最好是至少两种形状不同的辅助导电材料被加到上述化合物粉末中，并且混合物在集电器上被成形。
本发明的第十种情况是一种用于制造作为二次电池电极(正电极)的主要材料的粉末材料的方法，电池最好是利用碱性电解液，该方法包括氢氧化镍涂覆导电性高于氢氧化镍的一种化合物的步骤，该化合物包括从钴元素和镍元素中选择的至少一种元素和氧元素并包含0.5原子％到10原子％的从锂、钾、锰、铝、锌、镁、钼、钨、钒和钛中选择的至少一种元素，或者该化合物包括从钼、钨、钒和钛中选择的至少一种元素以及氧元素。
本发明的第十一种情况是一种用于制造在二次电池中用作正电极的电极部件的方法，电池最好是利用碱性电解液，除了上述氢氧化镍粉末的涂覆处理步骤外，该方法包括经过涂覆处理的氢氧化镍的粉末材料和一个集电器形成一个电极部件的步骤。
本发明第一种情况的粉末材料可应用于二次电池的负电极活性材料粉末，二次电池最好是使用碱性电解液，通过使用储氢合金粉末作为芯层、用包括金属元素和氧元素的金属氧化物层涂覆其表面以及在最外层上弥散和附着有该金属，能够实现相应层的各功能；也就是说，能够吸收上表面的弥散金属层上的氢，通过过渡金属有效的催化作用产生一个活性原子氢或氢离子，并存储经过金属氧化物层的原子氢或氢离子，金属氧化物层用于防止储氢合金氧化成芯层的储氢合金。
此外，在使用镁镍合金作为芯层的粉末材料中，镁镍合金最好是通过诸如机械合铸和机械磨削制成非晶态，从而即使在室温下，也能获得一个优越的电化学储氢功能。然而，在使用这样一种粉末材料作为镍金属氢化物电池的负电极材料的情况下，当充电放电周期被重复时，可能会产生碱性电解质溶液与合金反应的问题，导致意外地降低负电极储氢功能(充电量)。因此，在使用粉末材料作为镍金属氢化物电池的负电极材料的情况下，通过金属氧化物至少涂覆包括镁镍合金的芯层，抑制由于碱性电解质溶液与包括合金的芯层的反应造成的芯层的恶化，并防止上述储氢功能意外降低，从而实现高容量碱性二次电池。
此外，通过构成过渡金属氧化物层的上述金属氧化物层，该过渡金属氧化物层至少包括从钼、钨、钒、铌、钛、锆和铱中选择的至少一种过渡金属元素和氧元素，从而能够形成一个允许在上表面层产生原子氢或氢离子的层，从而容易地穿过那里到达储氢合金的芯层。而且，和从氧化铝和氧化硅中选择的至少一种氧化物，形成一种上述金属氧化物的氧化合物，能够提高耐碱性。此外，通过使用从镍、铬、钼、钴、铜、钯、铂、铁、钌、铑、铱、钨、钛和锰中选择的至少一种过渡金属元素作为弥散在最外表面上的金属，能够容易地吸收氢并容易地产生原子氢或氢离子。
通过使用包括一种具有储氢功能的化合物(化合物粉末)的粉末材料作为形成电极(负极)负电极活性材料的主材料，并通过采用这些材料形成碱性二次电池的一个负电极，通过充电反应，储氢量增加，并且充电效率、充电容量和放电容量也增加。此外，能够获得本发明第三种情况的一个二次电池，包括由于过度充电时产生的氧气而使功能受到破坏减少的负电极。此外，由于通过向上述粉末材料(负电极活性材料)增加了从片形、球形、细丝、针、钉、和其他形状中选择的至少两种不同形状的粉末辅助导电材料以形成电极部件，阻抗能够被减少，采用此电极作为碱性二次电池中的负电极，能够提供一种高充放电效率和长循环使用寿命的二次电池。由于增加从薄片、球体、细丝、针、钉、和其他形状中选择的至少两种不同形状的粉末辅助导电材料能够提高负电极活性材料和辅助导电材料的充填度，负电极的阻抗能够被减少。
此外，本发明的第四种情况是包括涂覆有比氢氧化镍导电率高的化合物层的氢氧化镍的粉末材料，包括至少一种过渡金属元素和氧元素，最好可用于碱性二次电池的正电极活性材料。此外，在氢氧化镍粉末(粉末材料)形成的一个电极部件中，氢氧化镍粉末涂覆有包括至少一种过渡金属元素和氧元素的上述化合物层，和一个集电器(根据本发明的第五种情况的电极部件)，活性材料(正电极活性材料)的氢氧化镍粉末涂覆有导电率高于氢氧化镍的涂层，并且，与没有涂层的氢氧化镍粉末形成的正电极相比，此部件作为二次电池正电极的应用提高了氢氧化镍的电导率，从而使阻抗减小。此外，采纳此正电极用于二次碱性电池使二次碱性电池按本发明的第六种情况的二次电池在充放电反应方面具有正电极活性材料的高利用效率，并获得大充电容量和放电容量。
此外，制造电极部件(正电极)时，除了上述氢氧化镍粉末，最好包含至少1％到30％重量的镍(II)镍(III)氢氧化物(Ni3O2(OH)4)。在此情况下，由于新的二次电池的正电极除了作为主材料的上述氢氧化镍还包括至少1％到30％重量的镍(II)镍(III)氢氧化物(Ni3O2(OH)4)，并且由于镍(II)镍(III)氢氧化物(Ni3O2(OH)4)的密度小于氢氧化镍Ni(OH)2的密度，即使当低密度γ型镍氢氧化合物(γ-NiOOH)形成在过度充电或高效充电时，电极膨胀能够被阻止，从而抑制使用寿命的降低。而且，Ni3O2(OH)4具有镍的一个高氧化值并因此有助于增加放电容量。
此外，根据本发明第一种情况的粉末材料电极部件作为负电极的采用和根据本发明第四种情况的粉末材料电极部件作为正电极的采用，使碱性二次电池，尤其是镍金属氢化物二次电池，获得高容量、高充放电效率、抗过度充电和长循环使用寿命。
而且，在本发明中，上述包括储氢化合物的粉末材料(化合物粉末)被制成，通过形成包括过渡金属氧化物的一个层，过渡金属氧化物在储氢合金粉末的表面上。然后，过渡金属被弥散并附着在最外表面上。通过把储氢合金粉末分散从多金属酸盐溶液、过氧化多金属酸溶液和金属酸溶液中选择的一种或多种溶液，上述过渡金属氧化物层能够被容易地形成，金属酸溶液为从钼、钨、钒、铌、钛、锆和铱中选择的至少一种金属元素的金属酸溶液。此时，通过添加铝土溶胶溶液或氧化硅溶胶溶液，能够获得氧化物与铝土氧化物或氧化硅的形成，提高耐碱性。而且，通过向上述一种或多种多金属酸盐溶液、过氧化多金属酸溶液和金属酸溶液添加一种碱金属元素、碱土金属元素和稀土金属元素的氢氧化物或盐，包括从碱金属元素、碱土金属元素和稀土金属元素中选择的至少一种金属元素的过渡金属氧化物层能够被容易地形成。上述碱金属元素、碱土金属元素或稀土金属元素的添加使过渡金属氧化物的导电率提高。而且，通过从镍、铬、钼、钴、铜、钯、铂、铁、钌、铑、铱、钨、钛和锰中选择的至少一种过渡金属元素的盐在其上的沉积，然后，直接还原过渡金属元素的盐或通过允许沉淀剂如碱与过渡金属元素的盐反应以立即沉积过渡金属氢氧化物或类似物，并使其经过还原处理，上述过渡金属在最外层上的弥散和附着能够被容易地实现，上述经过过渡金属氢氧化物的分流使还原金属的还原温度降低。
此外，在本发明中，镁镍合金粉末，作为储氢合金粉末的一个例子用于包括储氢化合物的粉末材料的芯层，能够通过把镁粉末分散于一种镍盐溶液中并利用不同的电离趋势进行化学还原而简单地制备。而且，通过类似地利用不同电离趋势的化学还原，通过用从电离趋势比镁小的元素包括钛、铍、锰、铝、锌、铬、铁、铟、钴、钼、锡、铅、锑、铋、铜、银、钯和铂中选择的至少一种元素代替镁镍合金中的一部分镁元素，微量元素能够被简单地引入合金。20原子％或更少的微量元素的引入使其能够获得一种化合物粉末，这种粉末更稳定地电化学地存储和释放氢。
而且，在本发明中，从薄片、球体、细丝形状中选择的至少两种不同形状的粉末辅助导电材料，或包括从碳素物(最好是非晶态碳或石墨)、镍、铜、银、铟、和锡中选择的至少一种材料的类似辅助导电材料与上述制备的化合物粉末混合，用于储氢合金的芯，并且如果需要的话一种有机聚合物的粘合剂或类似物或溶剂被进一步加入，并使此混合物经过贴合、压或烧结技术，具有一种电极阻抗减小了的活性材料层(负电极活性材料层)的电极部件能够被制成。
在包括上述储氢化合物的粉末材料的制备和电极部件的形成中，在包括从氮气、氩气、氦气和氢气或氢等离子气中选择的一种或多种气体的一种气氛下或减小的气压下的热处理步骤的引入使储氢化合物粉末具有稳定地显示特性的功能，并使包括它的电极部件被形成。
此外，在本发明中，通过允许钴盐、镍盐或钴和镍盐通过碱氢氧化物或碱金属盐反应以形成氢氧化镍粉末表面上的上述涂层，涂覆有导电率高于氢氧化镍的化合物、最好可用作碱性二次电池的正电极活性材料的上述氢氧化镍(粉末材料)能够被制备。并且，在本发明中，通过把氢氧化镍分散在从多金属酸盐溶液、过氧化多金属酸溶液和金属酸溶液中选择的一种或多种溶液，然后进行加热干燥，上述氢氧化镍涂层能够被容易地形成，金属酸溶液为从钼、钨、钒、铌、钛、锆和铱中选择的一种或多种金属元素的金属酸溶液。在形成氢氧化镍涂层时，从锂、钾、锰、铝、锌、镁、钼、钨、钒和钛中选择的一种或多种元素的盐可以被加入，从而容易地形成包含所增加元素0.5原子％到10原子％的涂层。上述添加的不超过10原子％的元素有效地提高了导电率。
此外，在本发明中，如果需要，通过把有机聚合物粘合剂、溶剂和辅助导电材料适当地加入到上述涂覆的氢氧化镍粉末，混合它们并把混合物填充到多孔集电器中或把混合物放置在多孔集电器上，能够获得最好可用于电池正电极的电极部件。
此外，在从上述镍粉末形成一个电极部件(二次电池的正电极)的过程中，最好混合至少1到30％重量的镍(II)镍(III)氢氧化物。
此外，在本发明中，特别是通过使用根据本发明第一种情况的粉末材料的负电极和使用根据本发明第四种情况的粉末材料的正电极，在负电极和正电极之间插入一个隔板，把该组件放入电池壳体，把从负电极和正电极拉出的引线连接到输入和输出端子，把电解液注入并保存在隔板中并把盖盖在电池壳体上以密封，能够制造使用本发明的上述粉末材料和电极部件的碱性二次电池。以此方式，能够制造高容量、抗过度充电和长循环使用寿命的二次电池。
顺便地说，在本发明中，所谓“活性材料”代表参与电池充放电的重复电化学可逆反应的物质。而且，它还包括本身参与上述反应并保持其他物质参与上述反应的上述化合物。
以下，将参考附图1、2、3、4和5描述本发明的优选实施例。
图1是一个剖视图，示意性示出了一种包括储氢合金、最好作为负电极活性材料用于负电极的粉末材料(化合物粉末)的一个例子。在图1中，储氢化合物104包括按芯层101、过度金属氧化物层102、过度金属103的功能上大致分离的三个层，芯层101由储氢合金制成，过度金属氧化物层102由过度金属和氧元素构成，过渡金属103弥散并附着在表面上。当使用储氢化合物104作为负电极活性材料制造二次电池时，正电极由氢氧化镍作为正电极活性材料制成，电解液包括一种水碱性氢氧化物溶液，弥散并附着在最外表面的过渡金属103吸收在充电期间产生在负电极以有效地制造活性原子氢或氢离子的氢，活性原子氢或氢离子穿过过渡金属氧化物层102，到芯层101的储氢合金并被存储在原子中。也就是说，通过弥散和附着的过渡金属103的催化作用，芯层储氢合金容易地存储的活性氢能够有效地产生，储氢量也会增加。此外，如果在上述充电时间发生过量充电，过量的氧气产生在正电极并到达负电极。此时，如果负电极的储氢合金101没有涂覆过渡金属氧化物层102，储氢合金101被氧化并且储氢能力减少，二次电池的充电容量降低。简要地说，上述过渡金属氧化物层102的功能在于抑制芯层102的储氢合金101的氧化。并且，过渡金属氧化物层102也用于在层之间存储小量的氢。而且，与铝氧化物或硅氧化物形成过渡金属氧化物的一种氧化物，提高耐碱性氢氧化物的能力。通过用过渡金属氧化物层102涂覆芯的储氢合金粉末101然后具有附着在表面的过渡金属元素，形成储氢化合物粉末104。
图2是一个示意性剖视图，示出了根据本发明的电极部件的一个例子的结构，即，具有形成在集电器两侧上的两个活性材料层的电极部件(负电极)的一个例子。图2的电极部件(负电极)109被如此制造，从而在集电器105上形成包括图1所示的上述储氢化合物粉末104的活性材料层108。电极部件109的制备通过把储氢化合物粉末104与两种或多种不同形状如片状和球状的辅助导电材料106和107混合，通过干燥加压来形成活性材料层108或向上述储氢化合物粉末和辅助导电材料的混合物添加一种粘合剂(图2中未示)和一种溶剂，以通过其添加或进一步通过烧结制备一种胶体并形成一种活性材料层108。如此制造的电极部件109能够被用作二次电池的负电极，例如，该二次电池用氢氧化镍作为正电极活性材料，用一种包括一种水碱性氢氧化物溶液的电解液，由于上述储氢化合物粉末104的作用，电极部件109具有充电容量大并抗过量充电。
图3是一个剖视图，示意性示出了可用作二次电池的正电极活性材料的粉末材料的一个结构例子。在图3中，粉末材料(正电极活性材料粉末)203包括氢氧化镍粉末(Ni(OH)2)201和导电率高于氢氧化镍的涂层202，涂层由不是镍元素的至少一种过渡金属和氧元素组成。
图4是一个剖视图，示意性示出了使用图3中的粉末材料的一个电极部件(正电极)的一个例子。电极部件205通过把粉末材料(正电极活性材料)203填充到多孔集电器204的孔部分206形成，粉末材料203包括上述氢氧化镍粉末201，氢氧化镍粉末201涂覆有导电率高于氢氧化镍的涂层202，涂层由一种过渡金属和氧元素组成。如果需要，通过向粉末材料(正电极活性材料)203添加并混合一种辅助导电材料、粘结剂和溶剂，制备一种胶体并把胶体填充到多孔集电器中，能够制造电极部件205。此外，通过压力能够适当地调整正电极的厚度。通过上述电极部件(正电极)205中的粉末材料(正电极活性材料)203，形成在氢氧化镍粉末201表面上的高导电性涂层202的提供增加了填充的正电极活性材料粉末之间的导电率，并减小了电极部件(正电极)的阻抗，从而提高了正电极活性材料充放电反应的利用效率，即增加了充放电容量。
图5是一个剖视图，示出了根据本发明的一个二次电池的示意性结构的一个例子。图5的二次电池被如此构成：用于通过充电反应储氢的一个负电极301、包括主要氢氧化镍组成的正电极活性材料的一个正电极302、一个隔板和一种碱性氢氧化物电解液303被放置在一个电池壳体304中，负电极301和正电极302被连接到作为输入/输出端子的负电极端子305和正电极端子306。顺便地说，当固体电解质作为电解液时，没有提供隔板。在本发明中，通过图5的二次电池，本发明的负电极和/或正电极被用于负电极301和正电极302或两者中之一，因而，能够制造高抗过量充电和高容量的二次电池。(过渡金属元素弥散在储氢合金的表面上)
根据本发明，在包括储氢化合物的粉末材料(例如图1所示的材料)的最外表面上，弥散有从镍、铬、钼、铜、钯、铂、铁、钌、铑、铱、钨、钛和锰中选择的一种或多种过渡金属元素，这些过渡金属元素具有约4.5eV的逸出功和0.248到0.255nm和0.27到0.28nm的最短原子间距离。这些过渡金属元素吸收氢，显示出D2(氚气)—H2(氢气)交换反应并制造易于被储氢合金的芯存储的活性氢原子。过渡金属弥散在其中的层的厚度最好不少于1nm不超过30hm，更好的是不少于5nm不超过10nm，从而激活的原子氢易于扩散在芯层中。通过透射电子显微镜(transmission electron microscope)、扫描俄歇微分析仪(scanningAuger microanalyzer)等能够测量层厚度。
作为把过渡金属元素弥散在储氢化合物粉末(合金)表面上的更具体的方法，储氢化合物粉末经金属氧化物层的涂层处理，如下所述，一种过渡金属的盐粘附于涂有金属氧化物层的储氢合金粉末，然后粘附的过渡金属盐被还原以制备涂覆有金属氧化物的储氢合金粉末，上述过渡金属元素弥散在其上。
此外，作为另一个具体方法，涂覆有金属氧化物层的储氢合金粉末被分散到过渡金属盐溶液后，一种沉淀物与混合溶液反应，在涂覆有金属氧化物的储氢合金粉末表面沉淀一种过渡金属化合物，沉淀的过渡金属化合物被还原以制备涂覆有金属氧化物的储氢合金粉末，上述过渡金属元素弥散在其上。
作为上述过渡金属盐，可以包括从卤化物、硝酸盐、碳酸盐、有机酸盐和硫酸盐中选择的一种或多种盐。
作为上述沉淀物，使用碱性化合物如碱金属的氢氧化物和碳酸盐、铵盐和胺，特别是作为化合物的优选例子，可以包括从氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵和脲选择的一种或多种化合物。
上述还原反应在还原气氛中执行，作为还原气，可以包括从氢、一氧化碳、碘化氢、硫化氢、硫酸中选择的一种或多种气态物质。较好的还原温度是500℃或更低，更好的是350℃或更低。并且，关于镍金属元素的分散，水被添加到储氢化合物粉末和甲酸镍，混合后含水溶液被干燥，在吹氢气或在真空下，甲酸镍在约250℃时能够被分解，获得具有弥散在表面层上的镍金属的化合物粉末。(涂覆有一种金属氧化物层的储氢合金粉末)
与上述储氢(合金)粉末，形成包括从钼、钨、钒、铌、钛、锆和铱中选择的一种或多种过渡金属和氧元素的金属氧化物层。此金属氧化物层使活性原子氢或氢离子易于扩散，用于抑制芯层的氧化以存储氢。在过渡金属的氧化物中，钛氧化物和锆氧化物具有高耐碱性，是较好的材料。而且，如上所述，为了提高过渡金属氧化物的耐碱性，它们最好经受与从铝和硅的氧化物中选择的至少一种氧化物的化合物氧化形成。而且，铝和硅最好是非晶态的，以使原子氢或氢原子易于经过金属氧化物层。
此外，上述储氢(合金)粉末也包括从钼、钨、钒、铌、钛、锆和铱中选择的一种或多种过渡金属和氧元素形成的过渡金属氧化物层、形成用于存储氢的芯层外侧、和从镍、铬、钼、钴、铜、钯、铂、铁、钌、铑、铱、钨、钛和锰中选择的弥散在过渡金属氧化物层外侧的一种或多种过渡金属元素。
上述过渡金属氧化物层更可取的是不少于10nm不多于1μm，最好是不少于20nm不多于0.5μm，从而原子氢或氢离子扩散并易于到达芯层以存储氢。此外，上述过渡金属氧化物层不需要完全涂覆芯层用于存储氢，上述芯层更可取的是被上述过渡金属氧化物层涂覆不少于表面积的50％，最好是不少于80％。并且，作为上述过渡金属氧化物层，当根据本发明的储氢合金被用于镍金属氢化物电池的负电极时，吸收或含有水的一个多孔集电器或易于吸收或含有水的一个电极是更可取的，从而在充电期间产生的氢易于扩散进入储氢合金的芯层。而且，为了提高耐用性，防止由于储氢合金存储和释放氢过程中的膨胀和收缩造成的应力损坏，上述过渡金属氧化物层更可取的结构是非晶态或含水凝胶。
作为制备上述过渡金属氧化物层的方法的例子，通过真空沉积方法和CVD(化学气相沉积)方法如电子束沉积、溅射、等离子CVD、和激光辅助CVD以及溅射处理，过渡金属氧化物可以被涂覆到储氢合金粉末上，但是一种使用溶胶-凝胶处理、离子交换或化学反应的制备方法和其他利用阳极化或电化学沉积反应的制备方法是制备上述过渡金属氧化物层的更完美的技术。
此外，在使用镁镍合金作为芯层的情况下，由于一种非晶态镁镍合金在室温下的充放电性能方面优于晶态芯层，在不使镁镍合金结晶的温度下形成过渡金属氧化物层是可取的，即，在400℃或更低，更可取的是在300℃或更低。作为在镁镍合金上形成上述金属氧化物层的方法，等离子氧化、等离子CVD、激光CVD、阳极化和电化学沉积处理被更可取地采用。其中，通过阳极化形成氧化层以下述方式执行：一种通过汽化沉积、溅射等可阳极化的过渡金属材料层在包括镁镍合金的芯表面上形成后，该产物被分散到一种电解质溶液中并用相反的电极作阴极，包括镁镍合金的电极被用作阳极通电以形成上述金属的一种氧化涂层。除非经过高温下的热处理，通过阳极化形成的氧化层为非晶态，对防止充放电中的循环恶化非常有效。
当选择钨作为过渡金属元素时，用氧化钨涂覆储氢粉末的各种方法将被描述。
(a)储氢合金粉末被分散在一种多钨酸铵如仲钨酸铵(NH4)10W12O41·5H2O水溶液后，通过在氢气流下加热到400—600℃，能够在储氢合金粉末表面上形成氧化钨层。通过向上述铵盐溶液添加碱金属盐、碱土金属盐或稀土金属盐，也能够容易地获得包含一种碱金属元素、碱土金属元素或稀土金属元素的过渡金属氧化物。
(b)通过使碱金属盐如钨酸钠NaWO4的水溶液经过一个强酸性阳离子交换树脂吸附塔并与水溶液中的氢离子交换钠离子，获得一种含水钨酸溶液。在储氢合金粉末被分散到获得的含水钨酸溶液并且该溶液被静置之后，通过从水溶液中分离凝胶的钨酸粘附于其上的储氢合金粉末并通过干燥加热，一种包括氧化钨的钨凝胶层能够形成在储氢合金粉末的表面上。
(c)通过向金属钨粉末、碳化钨粉末或氮化钨粉末中添加含水过氧化氢水，使反应结束，在有铂催化剂的情况下过量的含水过氧化氢被分解，以制备过氧化多钨酸(2WO3·H2O2·nH2O)溶液。在储氢合金粉末被分散到制备的过氧化多钨酸溶液中并且该溶液被静置(stand)之后，通过分离过氧化多钨酸粘附于其上的储氢合金粉末并通过干燥加热，能够获得一种涂覆有过氧化钨酸层储氢合金粉末。
同样作为涂覆有其他氧化层而不是氧化钨层、是钼、钒、铌或钛中的一种的储氢合金粉末的制备，上述方法同样适用。
代替上述(a)中的仲钨酸铵，也可以使用钼酸铵(NH4)6Mo7O24·4H2O、偏钒酸铵NH4VO3和铌酸铵NH4NbO3。
代替上述(b)中的钨酸钠Na2WO4，也可以使用钨酸锂Li2WO4、钨酸钾K2WO4、钼酸钠Na2MoO4、钼酸锂Li2MoO4、钼酸钾K2MoO4、偏钒酸钠NaVO3、钒酸锂LiVO3、偏钒酸钾KVO3、铌酸钠NaNbO3、铌酸锂LiNbO3和铌酸钾KNbO3。
代替上述(c)中的钨W、碳化钨WC或氮化钨WN或W2N，也可以使用钼Mo、碳化钼MoC或Mo2C、氮化钼MoN或Mo2N、钒V、碳化钒VC、氮化钒VN、铌Nb、碳化铌NbC、氮化铌NbN、钛Ti、碳化钛TiC和氮化钛TiN。
此外，作为用钒的一种氧化层涂覆储氢合金粉末的另一个方法，通过快速冷却在高温下熔融的五氧化二钒V2O5晶粒，非晶态氧化钒形成并溶解在水中，以制备胶体悬浮液，储氢粉末被分散在此胶体悬浮液或通过熔融五氧化二钒流入水中制备并静置的胶体悬浮液中，此后，能够通过分离和干燥加热获得涂覆有包括钒氧化物的钒酸凝胶层的储氢合金粉末。此方法也可用于铌，其中使用的是Nb2O5。
此外，储氢粉末弥散在通过醇盐的水解作用制备的胶体悬浮液中之后，所谓的溶胶-凝胶方法，醇盐作为过渡金属和乙醇的一种化合物，该溶液被静置，通过分离和干燥加热能够获得涂有上述金属氧化物层的储氢合金粉末。作为用来获得金属氧化物层的反应，可以使用水解反应，用乙酰丙酮化物(acetyl acetonate)代替醇盐作为原材料。
而且，在储氢合金粉末被弥散在醇盐溶液且该溶液被静置之后，通过分离和干燥加热后与氧等离子气体接触，能够获得涂有上述金属氧化物层的储氢合金粉末。
醇盐的例子包括戊乙氧基钨W(OC2H5)5、戊异丙氧基钨W(O-iC3H7)5、戊乙氧基钼Mo(OC2H5)5、三甲氧基钒VO(OCH3)3、三丙氧基钒VO(O-n-C3H7)3、三异丁氧基钒VO(O-i-C4H9)3、三-sec-丁氧基钒VO(O-sec-C4H9)3、三-t-丁氧基钒VO(O-t-C4H9)3、戊甲氧基铌Nb(OCH3)5、戊乙氧基铌Nb(OC2H5)5、戊异丙氧基铌Nb(O-i-C3H7)5、戊乙氧基铌Nb(O-n-C3H7)5、戊异丁氧基铌Nb(O-i-C4H9)5、戊丁氧基铌Nb(O-n-C4H9)5、戊-sec-丁氧基铌Nb(O-sec-C4H9)5、四甲氧基钛Ti(OCH3)4、四乙氧基钛Ti(OC2H5)4、四丙氧基钛Ti(O-n-C3H7)4、四异丁氧基钛Ti(O-i-C4H9)4、四-sec-丁氧基钛Ti(O-sec-C4H9)4、四-t-丁氧基钛Ti(O-t-C4H9)4、四甲氧基锆Zr(OCH3)4、四乙氧基锆Zr(OC2H5)4、四丙氧基锆Zr(O-n-C3H7)4、四异丁氧基锆Zr(O-i-C4H9)4、四-sec-丁氧基锆Zr(O-sec-C4H9)4、四-t-丁氧基锆Zr(O-t-C4H9)4。
储氢合金粉末被分散到上述过渡金属盐溶液中后，通过与添加的碱的反应作为过渡金属氢氧化物沉淀产生，沉积并附着有过渡金属氢氧化物的储氢合金粉末被分离，通过加热干燥能够获得涂覆有过渡金属氧化物的储氢合金粉末。
作为与上述过渡金属氧化物形成铝或硅氧化物的氧化合物的方法，可以使用溶胶-凝胶处理、CVD方法和阳极化方法等。(用于制备储氢合金粉末(芯)材料)
作为用于包括本发明的储氢化合物的粉末材料芯部的储氢合金粉末，可以包括通过用Mn、Al和Co部分取代MmNi5储氢合金(Mm：含铈的稀土元素合金)中的Ni获得的多组分化合物，Zr、Ti、V、Ni、Mn、Co、Fe和类似物的多组分合金的过渡金属储氢合金，镁镍合金或类似物。
作为制造储氢合金的方法，可以采用高频熔融、电弧熔融、气雾化方法、溅射、机械合金、熔盐电解和类似的其他处理方法。(镁镍储氢合金的制备)
在本发明中，镁镍合金优选地作为一种储氢合金使用。作为这种合金的制备，除了机械合金、机械研磨、气雾化方法、高频熔融、电弧熔融、溅射、熔盐电解、和上述类似方法，包括以下方法。
通过把镁粉末分散镍盐溶于溶剂获得的溶液中，较高电离趋势的镁元素可以被较低电离趋势的镍元素代替，并通过进一步的热处理制备储氢镁镍合金。
作为溶解上述镍盐的溶剂，由于镁与水反应，醇诸如乙醇更合适。
作为另一种制备镁镍合金的方法，把氢氧化镍沉积到镁粉末后，通过氢氧化镍的还原反应能够制备镁镍合金。
作为另一种制备镁镍合金的方法，镁粉末和甲酸镍混合后，通过在氢气流或真空下约250℃时分解甲酸镍并在这样一个约400℃的高温下进一步加热，能够制备镍镁合金。
通过上述技术制备的镁镍合金的特征在于表面部分镍比率最好高于中心部分。
此外，获得的镁镍合金的一部分镁能够被电离趋势小于镁的钛、铍、铝、锰、锌、铬、铁、铟、钴、钼、锡、铅、锑、铋、铜、银、钯或铂代替。通过把镁镍合金粉末分散上述电离趋势小于镁的元素的盐的溶液能够进行替代。无庸多说，也通过把上述替代元素盐添加到上述镍盐溶液并把镁粉末分散获得的溶液以进行化学反应，能够获得具有一部分被上述元素替代的镁元素的镁镍合金粉末。
对上述镁镍合金，镁与镍的元素比率较好范围为从0.8到2.2，以获得一种大储氢粉末。
制备上述镁镍合金的热处理温度最好在100到600℃范围内。此外，上述热处理步骤最好在气氛或降压下执行，气氛包括从氮气、氩气、氦气和氢气中选择的一种或多种气体。而且，为了激活表面，最好适当地应用等离子体处理。
此外，当镁镍合金粉末被进行研磨处理以调整颗粒大小时，最好在包含一种惰性气体或氢气的气氛中研磨。
作为镁镍合金，通过离心力作用下的混合研磨(机械研磨)制成的非晶态镁镍合金在低温下含储氢能力高，并且这是一种优选的情况。(电极部件/负电极的制造)
作为具有图2所示的结构的电极部件电极的制备，通过使用包括上述储氢化合物的粉末材料，两种大致分类的方法可以使用：一种是通过向粉末材料添加辅助导电材料并在一个集电器上烧结混合物，或者，另一种方法是利用通过粘结剂粘结在集电器上的粉末材料。
作为上述集电器，使用通过电镀或其他技术将镍金属箔或类似物涂覆片形聚合物树脂的表面获得的一种泡沫金属，片形聚合物树脂具有泡沫尿烷的三维网状结构，并通过燃烧把树脂分解除去；通过由电镀或其他技术用镍金属膜涂覆碳纤维毡获得的一种泡沫金属；一种金属纤维如镍纤维的无纺布；一种镍细粉末的烧结产品；一种镍的冲压金属或延展金属或镀镍冲孔的薄铜片；一种镍箔；一种镀镍金属箔等。
作为上述粘结剂，包括聚烯烃如聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚乙烯或聚丙烯，氟树脂如聚乙二烯氟化物(polyvinylidene fluoride)或四氟乙烯聚合物，纤维素如羧甲基纤维素(carboxymethylcellulose)。
关于这种电极部件，特别是为了减小作为负电极的阻抗，通过增加负电极活性材料层中的包装密度以提高集能力，从薄片、球体、细丝、针、钉、和其他形状中选择的至少两种不同形状的粉末被用作本发明中辅助导电材料的形状。
作为上述辅助导电材料，可以使用从含碳材料如非晶态碳和石墨、镍、铜、银、铟、和锡中选择的一种或多种材料。(氢氧化镍的表面镀层)
在如图3所示的粉末材料中，氢氧化镍(Ni(OH)2)粉末表面最好涂有导电率高于氢氧化镍的化合物，该化合物包含从锂、钾、锰、铝、锌、镁、钼、钨、钒和钛中选择的一种或多种元素，导电率高于氢氧化镍，原子比率为0.5原子％到10原子％，并包括从钴和镍元素中选择的一种或多种元素和氧元素；或者涂有包括从钼、钨、钒和钛中选择的一种或多种元素和氧以及氢元素的导电率高于氢氧化镍的化合物。
包括从钼、钨、钒和钛中选择的至少一种元素和氧及氢元素的化合物最好通过添加铝和/或硅元素制成氧化物以提高耐碱性。
作为特定涂覆方法，包括下述类型。
如果涂有包括钴、氧元素和锂的化合物，(d)作为涂覆主要构成正电极的氢氧化镍表面的一个步骤，把氢氧化镍粉末弥散在添加到钴盐溶液的从锂、钾、锰、铝、锌、镁、钼、钨、钒和钛中选择的一种或多种元素的盐的溶液中，然后使混合溶液与一种诸如氢氧化锂和氢氧化钾的碱反应，能够制备涂有包括从锂、钾、锰、铝、锌、镁、钼、钨、钒和钛中选择的一种或多种元素的氢氧化钴化合物的氢氧化镍粉末。作为要与之反应的上述钴盐溶液，包括从硝酸钴、氯化钴和氯化钴铵(ammonium cobalt choride)的一种或多种盐。
用镍盐替代钴盐，将提供涂有包含上述附加元素的氢氧化镍的氢氧化镍粉末。
(e)把氢氧化镍粉末分散溶于氨水(aqueous ammonium)的钴盐饱和溶液中并向溶液添加氢氧化锂之后，通过煮沸能够获得涂有烃钴锂(lithium hydroxocobaltate)(II)的氢氧化物粉末，烃钴锂(lithiumhydroxocobaltate)(II)包括钴、氧、氢和锂元素。
如果用氢氧化钾代替氢氧化锂，能够获得涂有钾的烃钴盐(hydroxocobaltate)(II)的氢氧化镍粉末。另一种可选择的方法是，从锂、钾、锰、铝、锌、镁、钼、钨、钒和钛中选择的一种或多种元素的盐的添加与上述(d)一样，先于一种碱如氢氧化锂的添加，能够获得涂有包含这些附加元素的烃钴盐(hydroxocobaltate)(II)的氢氧化镍粉末。
(f)硝酸钴和一种在相对低温下如100℃左右可分解的碱金属有机酸盐如醋酸锂或柠檬酸锂与氢氧化镍粉末混合后，通过把混合物加热到硝酸钴和有机酸盐被分解的温度，能够获得涂有包括钴、氧和碱金属元素的化合物的氢氧化镍粉末。
另一种可选择的方法是，当硝酸镍用于代替硝酸钴时，能够获得涂有包括镍元素、氧元素和碱金属元素如锂的化合物的氢氧化镍粉末。
作为用包括从钼、钨、钒和钛中选择的一种或多种元素和氧及氢元素的化合物涂覆氢氧化镍粉末的表面的方法，包括下面的方法。下面的例(g)和(f)涉及制备涂有包括钨和氧和氢元素的氢氧化镍粉末的方法。
(g)通过使碱金属盐如钨酸钠Na2WO4的水溶液经过一个强酸性阳离子交换树脂吸附塔并与水溶液中的氢离子交换钠离子，获得一种含钨酸水溶液。氢氧化镍粉末被分散在获得的含水钨酸溶液，该溶液被静置之后，粘附有凝胶钨酸的储氢合金粉末被分离干燥并进行热处理，能够获得涂有一种包括氧化钨的钨凝胶层的氢氧化镍。
(h)向金属钨粉末或碳化钨粉末中添加含水过氧化氢水，使反应结束，反应结束后，在有铂催化剂的情况下过量的过氧化氢被分解，以制备过氧化多钨酸(2WO3H2O2·nH2O)溶液。氢氧化镍粉末被分散在制备的过氧化多钨酸溶液，该溶液被静置(stand)之后，粘附有过氧化多钨酸的氢氧化镍粉末被分离、干燥和热处理，能够获得一种涂覆有过氧化钨酸层氢氧化镍粉末。
同样作为涂覆有其他氧化物而不是钨的氧化物，而是上述方法(g)和(h)中的钼、钒、铌或钛的氧化物，的储氢合金粉末的制备，上述方法同样适用。
顺便说，代替上述(g)中的钨酸钠Na2WO4，也可以使用钨酸锂Li2WO4、钨酸钾K2WO4、钼酸钠Na2MoO4、钼酸锂Li2MoO4、钼酸钾K2MoO4、偏钒酸钠NaVO3、偏钒酸锂LiVO3、偏钒酸钾KVO3、铌酸钠NaNbO3、铌酸锂LiNbO3和铌酸钾KNbO3。
代替上述(h)中的钨W和碳化钨WC，也可以使用钼Mo、碳化钼MoC、钒V、碳化钒VC、铌Nb、碳化铌NbC、钛Ti和碳化钛TiC。
此外，作为用钒的一种氧化层涂覆氢氧化镍粉末的另一个方法，通过快速冷却在高温下熔融的五氧化二钒V2O5晶粒，非晶态氧化钒形成，氢氧化镍粉末被弥散在把V2O5溶解在水中制备的溶胶溶液中或把熔融五氧化二钒放入水中制备的溶胶溶液中，被静置后，并被分离和干燥，能够获得覆盖有钒氧化物的钒酸凝胶层的氢氧化镍粉末。此方法也可用于铌，其中使用的是Nb2O5。
为了使涂有包括从钼、钨和钒中选择的一种或多种元素和氧及氢元素的化合物的上述氢氧化镍在用作电池电解质的碱中难于溶解，氢氧化镍粉末进一步涂覆有包括钴和氧元素的化合物，或涂覆包括镍和氧元素的化合物，或涂覆包括从铝和硅中选择至少一种元素和氧元素的化合物，或涂覆一种镍金属薄膜。(电极部件/正电极的制造)
经过涂覆处理的上述氢氧化镍粉末与粘结剂混合，一种溶剂被添加到混合物以制备一种稀浆，该稀浆被填充到多孔集电器，或氢氧化镍粉末通过粘结剂被直接粘结到集电器，从而制成用作二次电池正电极的电极部件。
集电器有效地提供消耗电流或收集充放电期间电极反应中产生的电流。因此，作为形成集电器的材料，高导电率和对电池反应不活跃的一种材料是理想的。
作为上述多孔集电器，使通过电镀或其他技术将镍金属箔或类似物涂覆片形聚合物树脂的表面获得的一种泡沫金属，片形聚合物树脂具有泡沫尿烷的三维网状结构，并通过燃烧把树脂分解除去；通过由电镀或其他技术用镍金属膜涂覆碳纤维毡获得的一种泡沫金属；一种金属纤维如镍纤维的无纺布；一种镍细粉末的烧结产品；一种镍的冲压金属或延展金属或镀镍冲孔的薄铜片；一种镍箔；一种镀镍金属箔等。
作为上述粘结剂，包括聚烯烃如聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚乙烯或聚丙烯，氟树脂如聚乙二烯氟化物(polyvinylidene fluoride)或四氟乙烯聚合物，纤维素如羧甲基纤维素(carboxyl methyl cellulose)等。
此外，通过把镍粉末和粘结剂溶液混合而制备的稀浆被应用到镀镍的、穿孔的铜片后，而无须使用作为本发明的正电极活性材料的粉末材料，通过烧结获得的烧结的镍基片被分散镍盐溶液以填充镍盐，并根据现有技术与碱性溶液反应以形成氢氧化镍，然后根据本发明的第一方面使烧结的镍基片制成的正电极与粉末材料制成的负电极结合，氢氧化镍填充在烧结的镍基片中，能够制成根据本发明的二次电池。
如上所述，镍(II)镍(III)氢氧化物Ni3O2(OH)4最好与上述氢氧化镍(Ni(OH)2)粉末混合，以制备电极部件(正电极)。由于镍(II)镍(III)氢氧化物Ni3O2(OH)4的密度小于氢氧化镍Ni(OH)2的密度，太大的混合量将会导致正电极中活性材料的填充量减小，固而混合量的优选范围在重量比为1％到30％，最好是重量比为2％到20％。在使用把镍(II)镍(III)氢氧化物(Ni3O2(OH)4)与氢氧化镍Ni(OH)2混合制成的电极部件作为正电极的碱性二次电池中，氢原子被添加到具有较高化合价的镍原子的镍(II)镍(III)氢氧化物(Ni3O2(OH)4)，并且镍原子在放电期间被还原到较低化合价的镍原子。因此，通过使用具有添加的上述镍(II)镍(III)氢氧化物(Ni3O2(OH)4)的正电极，能够获得容量大于碱性二次电池的二次电池，该碱性二次电池使用仅具有二价镍元素作为单一活性材料的氢氧化镍Ni(OH)2形成的正电极。
作为制备镍(II)镍(III)氢氧化物的方法的一个例子，包括通过使硝酸镍的一种水溶液与溴和一种碱性氢氧化物反应的制备方法。其他的例子包括通过把碱性过氧化物和碱性氢氧化物与金属镍混合的制备方法，使反应在约600℃的温度下进行并用冰水洗该产物。(电池的形状和结构)
根据本发明的二次电池是，例如，平板、圆柱、长方体(盒形)、片形等。其结构为单层、多层、螺旋等。此外，螺旋结构的圆柱电池的特征在于，通过在负电极和正电极之间加入一个隔板并在电极中轧平，电极面积能够被增加，在充放电期间能够流过一个大电流。长方体和片形电池的特征在于能够有效地利用装电池的设备的容纳空间。
以下，参考图6、7和8，将在形状和结构上详细描述电池的实际例子。图6是一个单层平板(纽扣形)电池的剖面图，图7是一个螺旋结构圆柱电池的一个剖面图，图8是一个长方体电池的一个剖面图。这些二次电池在结构上基本类似于图5，包括一个负电极、一个正电极、一个电极/隔板、一个电池壳体、输出端子等。
在图6、7和8中，标号401、503和601表示负电极，包括一个负电极活性材料层，标号403、506和603表示正电极，包括一个正电极活性材料层；标号405、508和605表示负电极端子(负电极罩或负电极外壳)；标号406、509和606表示正电极端子(正电极罩或正电极外壳)；标号407、507和607表示隔板、电解液；标号410和510表示垫片；标号501和600表示负电极集电器；标号504和511表示正电极集电器和一个绝缘平板；标号512和513表示一个负电极引线和一个正电极线；标号514和614表示安全阀；标号609表示电池壳体(电池壳)。如图6所示的平板(纽扣形)二次电池，包括正电极活性材料(活性材料层)的正电极403和包括负电极活性材料(活性材料层)的负电极401至少经过一个容纳电解液(电解质溶液)的隔板407被层叠，此层叠被装在正电极侧的作为正电极端子的正电极外壳406中，负电极侧被作为负电极端子的负电极外壳405覆盖。并且，垫片410被设置在正电极外壳406中的另一部分。如图7所示的筒状锂二次电池，包括形成在正电极集电器504上的正电极活性材料层(活性材料层)505的正电极506和包括形成在负电极集电器501上的负电极活性材料层(活性材料层)502的负电极503插入至少一个在它们之间容纳电解液(电解质溶液)的隔板507，多次缠绕一个预定轴的螺旋结构层叠被从旁侧和底侧装入一个负电极外壳508中。此外，其他底(顶)侧被一个正电极端子(正电极盖)509覆盖。在负电极外壳中的其他部分，插入一个绝缘片(垫片510)。螺旋结构的电极层叠经一个绝缘平板511与正电极外壳509侧绝缘。负电极503经一个负电极引线512连接到负电极外壳508，同时正电极506经一个正电极引线513连接到正电极外壳509。在正电极外壳509上，设置有调节电池内侧的内压力的一个安全阀514。
以下，将描述用于装配图6和7所示的电池的方法的一个例子。
(1)插入在负电极(401、503)和正电极(403、506)之间的隔板(407、507)被装入正电极外壳(406)或负电极外壳(508)。
(2)电解液被注入后，绝缘垫片(410、510)与负电极盖(405)或正电极盖(509)装配在一起；并且
(3)通过捻缝上述(2)制成电池。
顺便说，上述二次电池的材料制备和装配在充分去潮的干燥空气中或干燥惰性气体中理想地执行。
作为图8所示的长方体电池的例子，多个单元电池经隔板层叠，被并联以及被装在电池壳体(电池壳)609中，每个单元电池包括一个负电极601/一个装有一种电解液(电解质溶液)的隔板607/一个正电极603。负电极601和正电极603被分别连接到负电极端子605和正电极端子606。而且，在电池壳体609中提供有用于调节内压力的安全阀614。
以下，将描述用于装配图8所示电池的方法的一个例子。
(1)多个单元电池经隔板层叠，被并联以及被装在电池壳体(电池壳)609中后，它们被装入电池壳体(电池壳)609，每个单元电池包括一个负电极601、一个隔板607/和一个正电极603。
(2)负电极端子605和正电极端子606被连接到电极的各集电器后，一种电解液被注入。
(3)通过把一个盖放在电池壳体609上并密封，制成电池。
接下来，将描述上述二次电池的例子中部件的装配。(电解液)
作为使用上述电极部件的二次电池，通过把一种电解质溶解在一种溶剂中制成的电解质溶液被使用，同时使其被保持在多孔隔板中。
要求电解质的优选导电率不低于1×10-3S/cm，最好在25℃时不低于5×10-3S/cm。
作为电解质，包括氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钠及其混合盐。通常，通过把上述电解质溶解在水中制成的水性碱性溶液被用作电解质溶液。
为了防止上述电解质溶液泄露，最好使用其凝胶物。作为凝胶剂，这些聚合物吸收电解质的溶剂以膨胀，被理想地使用。作为这种聚合物，使用了聚乙烯氧化物、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺以及类似物。(隔板)
在本发明的二次电池中使用的隔板用于防止负电极和正电极之间的短路。此外，它们可以用于容纳电解质溶液。
要求隔板具有孔，并且在电解质溶液中不溶解、稳定，氢离子能够通过孔移动。因此，作为隔板，例如，玻璃无纺布、聚烯烃如聚丙烯或聚乙烯、氟树脂、聚酰亚胺或类似物或微孔结构的材料可以被合适地使用。上述材料如聚烯烃或氟树脂形成的隔板最好是亲水性的，以提高对电解质溶液的湿润性。通过等离子体如氢等离子体、氧等离子体和氟等离子体的照射处理、臭氧照射处理、电晕放电处理、或化学处理，能够简单地完成亲水性处理。
此外，可以使用有孔金属氧化物层或与金属氧化物制成复合物的树脂层。(电池壳体(电池外壳))
在电池的输出/输入端子也用作电池壳体(电池外壳)的情况下，也就是说，用作图6和7所示电池的部件405、406、508和509的材料，作为本发明的碱性二次电池的壳体(电池外壳)，可以使用铜片或不锈钢片。特别是，通常使用镀钛不锈钢片、镀铜不锈钢片、镀镍不锈钢片或类似物。
在图8所示电池壳体(外壳)609的情况下，电池的输入/输出端子不用作电池壳体，这种电池壳体(外壳)材料的例子不仅包括不锈钢，还包括金属如锌，塑料如聚丙烯，或，金属复合材料或玻璃纤维与塑料的合成材料。(安全阀)
作为电池内压力升高时间的安全量度，一个安全阀(514、614)被设置在本发明的二次电池中。作为安全阀，例如，使用橡胶、弹簧、金属球、薄金属隔片或类似物。(垫片)
作为本发明中的垫片(410、510)部件，例如，可以使用氟树脂、聚酰胺树脂、聚砜树脂或各种橡胶。对于电池密封方法，不仅有图6和7所示使用垫片的‘捻缝’，还有使用由玻璃密封的金属管的方法，使用一种粘附剂、焊接、焊料或类似物。
此外，作为图7所示结构的绝缘板的材料，可以使用各种有机树脂材料或陶瓷。
以下，将参考例子详细描述本发明。顺便说，本发明不局限于这些例子。
参考例1到4、例5到10、例11到15、例16到20和例21到38中的各例描述：用于制备包括用作二次电池负电极主材料的负电极活性材料的储氢化合物粉末材料的方法，用于形成本发明的电极部件(负电极)的方法，用作二次电池正电极主材料的正电极活性材料的粉末材料的表面处理方法，形成本发明电极部件(正电极)的方法和本发明二次电池的制备。顺便说，在这些例子和对比例子中，类似于图7中所示的AA大小的螺旋二次电池被制备。[储氢合金粉末的制备](例1)
(1)用作芯的储氢合金粉末的制备：
大小不超过80筛目(mesh)的镁粉末被分散到溶有氯化镍的乙醚溶液，从而达到镍元素与镁元素的比率1∶1，溶液中还溶有相对于镁元素的2原子％和1原子％的氯化钴和氯化铜，并使反应在50℃、超声波除尘器的37KHz超声波照射下进行，使镍、钴和铜元素代替镁粉末中的镁元素。通过在350℃氢气流下处理获得的粉末，获得含有微量钴元素和铜元素的镁镍合金粉末。
作为如此获得的镁镍合金粉末使用扫描俄歇微分析仪在氩蚀刻深度方向上镍元素定量分析和通过上述镁镍合金粉末的等离子体发射光谱估算的镁元素和镍元素的平均元素比率结果，发现表面镍元素比率高于中心部分。
(2)储氢合金粉末的金属氧化物镀层：
i)大小不超过100筛目(mesh)的钛粉末被逐渐添加到用冰冷却的含水过氧化氢(aqueous hydrogen peroxide)并使之在那里反应，反应完成后，过剩的过氧化氢被铂筛孔(mesh)分解以制备过氧化聚钛酸含水溶液。在(1)中获得的镁镍合金粉末被分散到上述过氧化聚钛酸溶液并静置30分钟。分离后，该产品被用冷水清洗，干燥后在150℃时进行热处理。由此，获得镀有作为钛和氧元素的化合物的过氧化聚钛酸膜(膜厚：0.5μm)的镁镍合金粉末。
ii)接下来，在i)中获得的化合物粉末被分散到氯化镍和氯化钴的水溶液，该溶液被搅动，从而粉末吸收氯化镍和氯化钴。该粉末被分离并分散到氢氧化钠水溶液，使吸收到过氧化聚钛酸膜表面的氯化镍和氯化钴与氢氧化钠反应，从而沉淀氢氧化镍和氢氧化钴。水洗和干燥后，氢氧化镍-氢氧化钴在氢气流下加热到300℃被还原，获得化合物粉末，该化合物粉末包括镀有钛和氧元素化合物的镁镍合金芯，并具有弥散并附着在最外表面上约30nm厚的金属镍和钴。
基于通过扫描俄歇微分析仪(scanning Auger microanalyzer)对在ii)中获得的化合物粉末的分析，可以证实，化合物粉末几乎镀有钛和氧元素，以及镍和钴元素被弥散在最外表面上。(例2)
(1)用作芯的储氢合金粉末的制备：
大小不超过80筛目的镁粉末与平均颗粒尺寸不大于1μm的镍粉末混合，从而获得相对于镁元素的1∶1元素比率，并且混合物被行星式球蘑机研磨20小时以获得镁镍合金粉末。(获得的合金通过X-射线衍射分析被证明为非晶态)。获得的合金在100℃氢气流下被处理。
(2)储氢合金粉末的金属氧化物镀层：
i)使含水过氧化氢(aqueous hydrogen peroxide)与大小不超过100筛目(mesh)的碳化钼粉末反应，反应完成后，过剩的过氧化氢被铂筛孔(mesh)分解以制备过氧化聚钼酸的含水溶液。向此溶液中添加通过把硝酸铝溶解在1，3-丁二醛中并加热到90℃制备的溶胶溶液，并且在(1)中获得的镁镍合金粉末被弥散在此溶液中。静置和分离后，该产品被用冷水清洗，干燥后在150℃时进行热处理。由此，获得产品，该产品包括镀有钼、铝和氧元素化合物的镁镍合金的芯。
ii)接下来，在i)中获得的化合物粉末被分散到甲酸镍的水溶液并被混合。干燥后，在氢气流下加热到250℃进行热处理，甲酸镍被分解，获得化合物粉末，该化合物粉末包括镀有钼、碳和氧元素化合物的镁镍合金的芯，并具有弥散并附着在最外表面上约10nm厚的金属镍。
基于通过扫描俄歇微分析仪(scanning Auger microanalyzer)的分析，可以证实，在ii)中获得的化合物粉末几乎镀有钨和氧元素，镍元素被弥散在最外表面上。(例3)
(1)用作芯的储氢合金粉末的制备：
为了获得含铈的稀土元素(Mm)合金MmNi3.6Mn0.4Al0.3Co0.7，具有La(30％)、Ce(40％)、Pr(4％)、Nd(14％)、和Fe(5％)成分的含铈的稀土元素合金粉末、镍粉末、锰粉末、铝粉末和钴粉末被混合。然后化合物通过高频电炉在氩气气氛下熔化制成合金，获得的合金在氩气的气氛下被研磨，获得平均颗粒尺寸不大于20μm的合金粉末。
(2)储氢合金粉末的金属氧化物镀层：
i)在(1)中制备的储氢合金粉末被分散以10∶1的摩尔比溶解的四-n-丙氧基钛(tetra-n-propoxy titanium)和乙氧基锂的乙醇溶液。分离后，该粉末经在空气中干燥水解并在250℃热处理。从而获得该产品，该产品包括镀有钛和氧元素的含锂化合物(氧化钛)膜的储氢合金的芯。
ii)接下来，在i)中获得的化合物粉末被分散到二氯化钼的乙醇溶液中，从而二氯化钼能够吸收到粉末，然后被分离并弥散到氢氧化钠的乙醇溶液中，使吸收到氧化钛膜表面的氯化钼与氢氧化钠反应，沉淀氧化钼。水洗和干燥后，氧化钼在氢气流下加热到400℃被还原，获得化合物粉末，该化合物粉末包括镀有包含锂元素的氧化钛(厚度：50nm)的上述(1)的镁镍合金芯，并具有弥散并附着在最外表面上约5nm厚的金属钼。
基于通过扫描俄歇微分析仪(scanning Auger microanalyzer)的分析，可以证实在ii)中获得的化合物粉末几乎镀有钛和氧元素，以及金属钼元素被弥散在最外表面上。(例4)
(1)用作芯的储氢合金粉末的制备：
为了获得过渡金属合金Zr0.9Ti0.1Ni1.1Co0.1Mn0.6V0.2，具有上述成分比率的锆粉末、钛粉末、镍粉末、钴粉末、锰粉末和钒粉末被混合，然后在氩气气氛下通过电弧使其融化以制备合金。在1100℃真空下热处理后，获得的合金被在氢气气氛中研磨，从而获得平均颗粒尺寸不大于50μm的合金粉末。
(2)储氢合金粉末的金属氧化物镀层：
i)用四乙氧基硅烷作原材料通过溶胶-凝胶处理制备的硅胶溶液被添加到以10∶1的摩尔比溶解的仲钨酸铵和氢氧化锂的水溶液后，在上述(1)中制备的储氢合金粉末被分散并在氢气流下进行600℃热处理，从而获得储氢合金粉末，其表面镀有含锂(层厚：0.1μm)的钨-硅氧化层。
ii)接下来，在i)中获得的化合物粉末被分散到以摩尔比3∶2∶5溶解的硝酸镍、硝酸钴和硝酸铜的水溶液，并被分离并弥散到氢氧化钠的水溶液中，使吸收到氧化钨膜表面的硝酸镍、硝酸钴和硝酸铜与氢氧化钠反应，从而使包括氢氧化镍、氢氧化钴和氢氧化铜的氢氧化物沉淀。水洗和干燥后，氢氧化物在氢气流下加热到180℃被还原，从而获得化合物粉末，该化合物粉末包括镀有含锂元素的含锂钨-硅氧化物的上述(1)的储氢合金芯，并具有弥散并附着在最外表面上约10nm厚的金属镍、钴和铜。
基于通过扫描俄歇微分析仪(scanning Auger microanalyzer)的分析，可以证实在ii)中获得的化合物粉末几乎镀有钨元素和氧元素，以及金属镍、钴和铜元素被弥散在最外表面上。
通过与在小于1atm时氢(H2)和氚(D2)的1∶1气氛下的氢-氚交换反应分别产生的氢氚(hydrogendeuterium)(HD)的比率有关的气体色谱，例1、2、3和4的芯层中使用的储氢合金粉末(没有涂覆氧化物层并且没有弥散的金属元素)和在例1、2、3和4中获得的储氢合金粉末的对比分析表明，在这些例子中获得的每一种化合物粉末产生的氢氚(hydrogendeuterium)量大于没有镀层并且没有弥散金属的合金粉末产生的氢氚(hydrogendeuterium)量，并因此在氢氚交换反应活性上较大。这说明在这些例子中获得的化合物粉末更易于产生原子氢。[电极部件(负电极)的形成](例5)
在例1中获得的储氢合金粉末与2重量比、15-20μm的平均颗粒尺寸的片状镍粉末，0.8重量比、3-7μm的平均颗粒尺寸的尖状镍粉末，和0.2重量比、0.8μm的平均颗粒尺寸的作为辅助导电材料的丝状镍粉末混合，和3％重量的聚乙烯醇，重量比指与化合物粉末的比例，在水的添加下，制备一种浆糊状混合物，该混合物被填充到150μm平均孔径的孔隙度95％多孔状海绵镍部件中。干燥后，填充的部件用辊压机进行加压并切割成预定大小。一条镍引线通过点焊连接到该切割部件，获得用作二次电池负电极的电极部件。(例6)
在例2中获得的储氢合金粉末与2重量比、15-20μm的平均颗粒尺寸的片状镍粉末，0.8重量比、3-7μm的平均颗粒尺寸的尖状镍粉末，和0.2重量比、0.8μm的平均颗粒尺寸的作为辅助导电材料的丝状镍粉末混合，和3％重量的聚乙烯醇，重量比指与化合物粉末的比例，在水的添加下，制备一种浆糊状混合物，该混合物被提供到冲孔金属的镀镍钢板并定型。干燥后，定型的钢板用辊压机进行加压并切割成预定大小。一条镍引线被接到该切割部件，获得用作二次电池负电极的电极部件。(例7)
在例3中获得的储氢合金粉末与2重量比、15-20μm的平均颗粒尺寸的片状镍粉末和1重量比、1μm的平均颗粒尺寸的球状铜粉末混合，作为辅助导电材料，和3％重量的聚乙烯醇，重量比指与化合物粉末的比例，在水的添加下，制备一种浆糊状混合物，该混合物被提供到冲压金属的镀镍钢板并定型。干燥后，定型的钢板被辊压机进行加压并切割成预定大小。一条镍引线被连接到该切割部件，获得用作二次电池负电极的电极部件。(例8)
在例4中获得的储氢合金粉末与2重量比、85μm的平均颗粒尺寸的片状镍粉末和1重量比、10μm的平均颗粒尺寸的球状镍粉末混合，作为辅助导电材料，和3％重量的聚乙烯醇，重量比指与化合物粉末的比例，在水的添加下，制备一种浆糊状混合物，该混合物被填充到150μm平均孔径的孔隙度95％多孔状海绵镍部件中。干燥后，填充的部件被辊压机进行加压并切割成预定大小。一条镍引线被连接到该切割部件，获得用作二次电池负电极的电极部件。(例9)
在例4中获得的储氢合金粉末与2重量比、15-20μm的平均颗粒尺寸的片状镍粉末和1重量比、1μm的平均颗粒尺寸的球状铜粉末混合，作为辅助导电材料重量比指与化合物粉末的比例，该混合物在压力下被定型到冲压金属的镀镍钢板。该钢板在氩气流下被烧结并切割成预定大小。一条镍引线被连接到该切割部件，获得用作二次电池负电极的电极部件。(例10)
在例2中获得的储氢合金粉末与3重量比、15-20μm的平均颗粒尺寸的片状镍粉末混合作为辅助导电材料，和3％重量的聚乙烯醇，重量比指与化合物粉末的比例，在水的添加下，制备一种浆糊状混合物，该混合物被提供到冲孔金属的镀镍钢板并定型。干燥后，定型的钢板被辊压机进行加压并切割成预定大小。一条镍引线被连接到该切割部件，获得用作二次电池负电极的电极部件。(对比例1)
无须如例1那样通过氧化物处理和过渡金属弥散处理进行镀层，镁粉末和镍粉末在氩气气氛中以1∶1的摩尔比混合，混合物被投入高频熔炉的石墨坩埚并在氩气气氛中融化，获得一种储氢合金粉末。用象这样的高频熔融获得的储氢合金粉末与3重量比、15-20μm的平均颗粒尺寸的片状镍粉末混合，作为辅助导电材料，和3％重量的聚乙烯醇，重量比指与化合物粉末的比例，在水的添加下，制备一种浆糊状混合物，该混合物被填充到150μm平均孔径的孔隙度95％多孔状海绵镍部件中。干燥后，填充的部件被辊压机进行加压并切割成预定大小。一条镍引线通过点焊被连接到该切割部件，获得用作二次电池负电极的电极部件。(对比例2)
无须如例2那样通过氧化物处理和过渡金属弥散处理进行镀层，也就是说，用象这样用于芯层的储氢合金粉末与3重量比、15-20μm的平均颗粒尺寸的片状镍粉末混合，作为辅助导电材料，和3％重量的聚乙烯醇，重量比指与化合物粉末的比例，在水的添加下，制备一种浆糊状混合物，该混合物被提供到冲孔金属的镀镍钢板并定型。干燥后，定型的钢板被辊压机进行加压并切割成预定大小。一条镍引线被连接到该切割部件，获得用作二次电池负电极的电极部件。(对比例3)
无须如例3那样通过氧化物处理和过渡金属弥散处理进行镀层，也就是说，用象这样用于芯层的储氢合金粉末与3重量比、15-20μm的平均颗粒尺寸的片状镍粉末混合，作为辅助导电材料，和3％重量的聚乙烯醇，重量比指与化合物粉末的比例，在水的添加下，制备一种浆糊状混合物，该混合物被提供到冲孔金属的镀镍钢板并定型。干燥后，定型的钢板被辊压机进行加压并切割成预定大小。一条镍引线被连接到该切割部件，获得用作二次电池负电极的电极部件。(对比例4)
无须如例4那样通过氧化物处理和过渡金属弥散处理进行镀层，也就是说，用象这样用于芯层的储氢合金粉末与3重量比、15-20μm的平均颗粒尺寸的片状镍粉末混合，作为辅助导电材料，和3％重量的聚乙烯醇，重量比指与化合物粉末的比例，在水的添加下，制备一种浆糊状混合物，该混合物被填充到150μm平均孔径的孔隙度95％多孔状海绵镍部件中。干燥后，填充的部件被辊压机进行加压并切割成预定大小。一条镍引线被连接到该切割部件，获得用作二次电池负电极的电极部件。(对比例5)
无须如例5那样通过氧化物处理和过渡金属弥散处理进行镀层，也就是说，用象这样用于芯层的储氢合金粉末与3重量比、15-20μm的平均颗粒尺寸的片状镍粉末混合，作为辅助导电材料，该混合物在压力下被定型到冲孔金属的镀镍钢板。该钢板在氩气流下被烧结并切割成预定大小。一条镍引线被连接到该切割部件，获得用作二次电池负电极的电极部件。[氢氧化镍粉末的制备](例11)
按摩尔比，0.08份的硝酸钴粉末、0.02份的硝酸镍粉末和0.01份的醋酸锂与平均颗粒尺寸为10μm的1.0的氢氧化镍粉末混合后，混合物被逐步加热到120℃，能够获得镀有含钴、镍、氧和锂元素的化合物的氢氧化镍粉末。
顺便说，通过扫描俄歇微分析仪的元素映象证实了氢氧化镍表面的钴元素、镍元素和氧元素。而且，通过溶解在盐酸中分别获得的粉末材料的水溶液的等离子发射光谱证实了氢氧化镍表面上锂元素的存在。
此外，在经过上述表面处理的氢氧化镍粉末和不经上述表面处理(904)的氢氧化镍粉末被分别填充在图9所示平行板电极(901和902)之间并被绝缘板903横向固定的状态下，电极间阻抗在施加如同一图中箭头所示的一预定压力下通过测量装置905被测量，以比较各表面处理的效果。与不经过表面处理的粉末相比，经过表面处理的氢氧化镍粉末中的阻抗值明显减小。(例12)
按摩尔比，0.1份的硝酸钴粉末、0.01份的柠檬酸锂与平均颗粒尺寸为10μm的1.0的氢氧化镍粉末混合后，混合物被逐步加热到120℃，能够获得镀有含钴、氧和锂元素的化合物的氢氧化镍粉末。
顺便说，通过扫描俄歇微分析仪证实了氢氧化镍表面的钴元素和氧元素。而且，通过溶解在盐酸中分别获得的粉末材料的水溶液的等离子发射光谱证实了氢氧化镍表面上锂元素的存在。
此外，进行与例11中相同的程序，在经过上述表面处理的氢氧化镍粉末和不经上述表面处理的氢氧化镍粉末被分别填充在图9所示平行板电极(901和902)之间，电极间阻抗在施加一预定压力下被测量，以比较各表面处理的效果。与不经过表面处理的情况相比，经过表面处理的氢氧化镍粉末中的阻抗值明显减小。(例13)
按摩尔比，10倍于氢氧化钴的量的氢氧化镍粉末投入溶于氨水的氢氧化钴饱和溶液，并添加氢氧化钾，然后混合物被煮沸，从而能够获得镀有含钴、氧、氢和钾元素的烃钴钾(potassiumhydroxocobaltate)(II)的氢氧化镍粉末。
顺便说，通过扫描俄歇微分析仪证实了获得的氢氧化镍表面上有钴元素和氧元素。而且，通过溶解在盐酸中分别获得的粉末材料的水溶液的等离子发射光谱证实了氢氧化镍表面上钾元素的存在。
此外，进行与例11中相同的程序，在经过上述表面处理的氢氧化镍粉末和不经上述表面处理的氢氧化镍粉末被分别填充在图9所示平行板电极(901和902)之间，电极间阻抗在施加一预定压力下被测量，以比较各表面处理的效果。与不经过表面处理的情况相比，经过表面处理的氢氧化镍粉末中的阻抗值明显减小。(例14)
按摩尔比，10倍于硝酸钴的量的氢氧化镍粉末被投入1份硝酸钴、0.05份硝酸锌和0.5份溴的水溶液中，氢氧化镍粉末平均颗粒尺寸为10μm，并且一滴一滴地添加3倍于硝酸钴的量的氢氧化钾水溶液，并搅拌。静置后，产生的沉淀物通过倾析和过滤用无二氧化碳水清洗并在减压下干燥，获得镀有含钴和氧元素的化合物的氢氧化镍粉末。
顺便说，通过扫描俄歇微分析仪证实了获得的氢氧化镍表面上有钴元素和氧元素，同时通过溶解在盐酸中分别获得的粉末材料的水溶液的等离子发射光谱证实了氢氧化镍表面上锌元素的存在。
此外，进行与例11中相同的程序，在经过上述表面处理的氢氧化镍粉末和不经上述表面处理的氢氧化镍粉末被分别填充在图9所示平行板电极(901和902)之间，电极间阻抗在施加一预定压力下被测量，以比较各表面处理的效果。与不经过表面处理的情况相比，经过表面处理的氢氧化镍粉末中的阻抗值明显减小。(例15)
平均颗粒尺寸为10μm的氢氧化镍粉末被分散到按1∶0.5∶0.1摩尔比溶解的五乙氧基钼、乙氧基硅和乙氧基锂的乙醇溶液中后，粉末被分离。然后五乙氧基钼、乙氧基硅在空气中被水解，并且该混合物在150℃被热处理，获得镀有含锂元素的由钼、硅和氧元素构成的化合物的氢氧化镍粉末。
顺便说，通过扫描俄歇微分析仪证实了获得的氢氧化镍粉末表面上有钼、硅和氧元素，同时通过溶解在盐酸中分别获得的粉末材料的水溶液的等离子发射光谱证实了氢氧化镍表面上锂元素的存在。
此外，进行与例11中相同的程序，在经过上述表面处理的氢氧化镍粉末和不经上述表面处理的氢氧化镍粉末被分别填充在图9所示平行板电极(901和902)之间，电极间阻抗在施加一预定压力下被测量，以比较各表面处理的效果。与不经过表面处理的情况相比，经过表面处理的氢氧化镍粉末中的阻抗值明显减小。
[正电极的制备](例16)
90％重量的在例11中获得的表面镀层的氢氧化镍(Ni(OH)2)粉末、8％重量的镍(II)镍(III)氢氧化物(Ni3O2(OH)4)和作为粘结剂的2％重量的羧甲基纤维素被彼此混合后，向该混合物加水以获得一种胶体。该胶体被填充并提供到1.5mm厚、200μm孔径的孔隙度95％多孔状泡沫镍基片，然后在120℃干燥一小时。获得的部件被按压以调整其厚度。接下来，按压过的部件被切割出预定大小，一条镍引线通过点焊连接到那里，获得用作二次电池正电极的电极部件。
顺便说，通过向硝酸镍和溴的水溶液一滴一滴地加入氢氧化锂的水溶液同时进行搅拌，然后进行沉淀、分离和干燥，获得上述镍(II)镍(III)氢氧化物(Ni3O2(OH)4)。(例17)
用在例12中获得的表面镀层的氢氧化镍粉末，经过与例16中相同的处理，一种形成二次电池正电极的电极部件被制成。(例18)
用在例13中获得的表面镀层的氢氧化镍粉末，经过与例16中相同的处理，一种形成二次电池正电极的电极部件被制成。(例19)
用在例14中获得的表面镀层的氢氧化镍粉末，经过与例16中相同的处理，一种形成二次电池正电极的电极部件被制成。(例20)
用在例15中获得的表面镀层的氢氧化镍粉末，经过与例16中相同的处理，一种形成二次电池正电极的电极部件被制成。(对比例6)
92％重量的氢氧化镍粉末和2％重量的氧化钴粉末混合后，2％重量的羧甲基纤维素水溶液被作为粘结剂加入以获得一种胶体。该胶体被填充并提供到1.5mm厚、200μm孔径的孔隙度95％多孔状泡沫镍基片，然后在120℃干燥一小时。获得的部件被按压以调整其厚度。接下来，按压过的部件被切割出预定大小，一条镍引线通过点焊连接到那里，获得用作二次电池正电极的电极部件。[电解液的制备]
6M(mol/l)的氢氧化钾和1M(mol/l)的氢氧化锂的水溶液被制备。[隔板的制备]
使用亲水性聚丙烯无纺布。[电池的制备][使用本发明电极部件(负电极)的电池](例21)
通过缠绕例5中获得的负电极和对比例6中获得的正电极，经一个圆柱螺旋形插入的隔板，制造一组电极。在电极槽中插入电极后，引线被焊接到形成电池壳和电池盖的输入/输出端子的部分。然后，电解质溶液被注入并通过捻缝进行密封，制造一个密闭的电池。
顺便说，该电池是正电极容量控制电池，其正电极的容量大于负电极。(例22)
使用例6中获得的负电极和对比例6中获得的正电极，通过与例21中相同的步骤制造一种正电极容量控制的密闭电池。(例23)
使用例7中获得的负电极和对比例6中获得的正电极，通过与例21中相同的步骤制造一种正电极容量控制的密闭电池。(例24)
使用例8中获得的负电极和对比例6中获得的正电极，通过与例21中相同的步骤制造一种正电极容量控制的密闭电池。(例25)
使用例9中获得的负电极和对比例6中获得的正电极，通过与例21中相同的步骤制造一种正电极容量控制的密闭电池。(例26)
使用例10中获得的负电极和对比例6中获得的正电极，通过与例21中相同的步骤制造一种正电极容量控制的密闭电池。[电池与本发明的二次电池进行比较](对比例7)
用对比例1中获得的负电极和对比例6中获得的正电极，通过与例21中相同的步骤制造一种正电极容量控制的密闭电池。(对比例8)
用对比例2中获得的负电极和对比例6中获得的正电极，通过与例21中相同的步骤制造一种正电极容量控制的密闭电池。(对比例9)
用对比例3中获得的负电极和对比例6中获得的正电极，通过与例21中相同的步骤制造一种正电极容量控制的密闭电池。(对比例10)
用对比例4中获得的负电极和对比例6中获得的正电极，通过与例21中相同的步骤制造一种正电极容量控制的密闭电池。(对比例11)
用对比例5中获得的负电极和对比例6中获得的正电极，通过与例21中相同的步骤制造一种正电极容量控制的密闭电池。[使用本发明电极部件(正电极)的电池](例27)
通过缠绕例16中获得的正电极和对比例1中获得的负电极，经一个圆柱螺旋形插入的隔板，制造一组电极。在电极槽中插入电极后，引线被焊接到形成电池壳和电池盖的输入/输出端子的部分。然后，电解质溶液被注入并通过捻缝进行密封，制造一个密闭的电池。
顺便说，该电池是负电极容量控制电池，其负电极的容量大于正电极。(例28)
使用例17中获得的正电极和对比例2中获得的负电极，通过与例25中相同的步骤制造一种负电极容量控制的密闭电池。(例29)
使用例18中获得的正电极和对比例3中获得的负电极，通过与例25中相同的步骤制造一种负电极容量控制的密闭电池。(例30)
使用例19中获得的正电极和对比例4中获得的负电极，通过与例25中相同的步骤制造一种负电极容量控制的密闭电池。(例31)
使用例20中获得的正电极和对比例5中获得的负电极，通过与例25中相同的步骤制造一种负电极容量控制的密闭电池。[使用本发明的负电极和正电极的电池](例32)
通过缠绕例5中获得的负电极和例16中获得的正电极，经一个圆柱螺旋形插入的隔板，制造一组电极。在电极槽中插入电极后，引线被焊接到形成电池壳和电池盖的输入/输出端子的部分。然后，电解质溶液被注入并通过捻缝进行密封，制造一个密闭的电池。
顺便说，该电池是正电极容量控制电池，其正负电极的容量大于负电极。(例33)
使用例6中获得的负电极和对17中获得的正电极，通过与例32中相同的步骤制造一种正电极容量控制的密闭电池。(例34)
使用例7中获得的负电极和例18中获得的正电极，通过与例32中相同的步骤制造一种正电极容量控制的密闭电池。(例35)
使用例8中获得的负电极和例19中获得的正电极，通过与例32中相同的步骤制造一种正电极容量控制的密闭电池。(例36)
使用例9中获得的负电极和例20中获得的正电极，通过与例32中相同的步骤制造一种正电极容量控制的密闭电池。(例37)
使用例6中获得的负电极和例16中获得的正电极，通过与例32中相同的步骤制造一种正电极容量控制的密闭电池。(例38)
使用例9中获得的负电极和例19中获得的正电极，通过与例32中相同的步骤制造一种正电极容量控制的密闭电池。(例39)
(1)用作芯的储氢合金粉末的制备
镁镍合金Mg2Ni粉末和Ni粉末按重量比1∶1混合并通过行星式球磨机在氩气流下进行机械研磨。X射线衍射分析的结果表明获得的粉末中含有Ni金属和一种非晶态镁镍合金。
(2)用过渡金属氧化物层对储氢合金粉末进行镀层
重量比1.0份的片状铜粉末和重量比0.5份的细小球状镍粉末被添加并混合到重量比1.0份的上述(1)中获得的Mg2Ni-Ni化合物，该混合物通过压铸机在延展镍金属上被模制。然后，模制部件被切割成预定大小后，镍引线被连接到切割的部件(金属片)。接下来，通过电子束喷镀机，钛和铝被汽相沉积在获得的金属片表面，对金属片进行镀层。然后，通过把镀层的金属片分散在氢氧化钠水溶液的一种电解质溶液，并通过用作反电极的玻璃化碳，在镀有钛-铝的金属片阳极和用作反电极的阴极之间的直流电场作用下完成阳极氧化。水洗后，阳极化部件被在150℃进行真空干燥，制造一种包含Mg2Ni-Ni的电极部件，镀有含非晶态组分的钛-铝氧化物层。顺便说，含非晶态组分钛-铝氧化物层是通过X射线衍射分析证明的。并且，氧化物层为0.2μm厚。
(例40)
使用例39中获得的电极部件和对比例6中获得的上述正电极，通过与例21相同的步骤可以制造正电极容量控制的密闭二次电池。
如下所述的充电/放电测试被基于例40的二次电池和对比例8的二次电池进行，并且第五周期的放电容量被估算。而且，如下所述的过量充电测试和周期寿命被估算为周期数，其放电容量少于在普通充电/放电测试的第五周期获得的放电容量的60％。
对例40的电池的估算结果被与设置到1.0的对比例8的电池的估算结果一致化。结果，放电容量和周期寿命分别为1.7和3.2。发现在具有粉末材料作为主材料构成的负电极的碱性二次电池中能够获得放电容量和周期寿命的优异性能，该粉末材料包括一个芯层，芯层包括镀有过渡金属氧化物层的镁镍合金，特别是镀有含有铝的氧化物层。
同时，用于评价特性的例子和对比例之间的对应性，以及用在例21和38和对比例6到11的电池中的负电极和正电极被集中示在下表中。
表1.例子和对比例的电池
  电池例序号      采用的电极   电池对比例序号      采用的电极
  负电极   正电极   负电极 正电极
  例21   例5 对比例6   对比例7   对比例1 对比例6
  例22   例6 对比例6   对比例8   对比例2 对比例6
  例23   例7 对比例6   对比例9   对比例3 对比例6
  例24   例8 对比例6   对比例10   对比例4 对比例6
  例25   例9 对比例6   对比例11   对比例5 对比例6
  例26   例10 对比例6   对比例8
  例27 对比例1   例16   对比例7
  例28 对比例2   例17   对比例8
  例29 对比例3   例18   对比例9
  例30 对比例4   例19   对比例10
  例31 对比例5   例20   对比例11
  例32   例5   例16   对比例7
  例33   例6   例17   对比例8
  例34   例7   例18   对比例9
  例35   例8   例19   对比例10
  例36   例9   例20   对比例11
  例37   例6   例16   对比例8
  例38   例9   例19   对比例11
[电池特性的评价]
对于普通测试，以110％电池容量在室温下以2的小时比率(0.5C)的恒定电流充电，充电完成后的复位时间被设置为0.5h。放电在一个5的小时比率(0.2C)的恒定电流下进行，截止电压被设置为0.8V，放电完成后的复位时间被设置为0.5h。以此方式，充电和放电被重复。
作为过量充电测试，以200％电池容量在一个1小时比率(1C)的恒定电流充电，充电完成后的复位时间被设置为0.5h。放电在一个2小时比率(0.5C)的恒定电流下进行，截止电压被设置为0.8V，放电容量被测量。放电完成后的复位时间被设置为0.5h，以此方式，充电和放电被在室温下重复以测量周期寿命。
对于以本发明的负电极为特征的电池的评价，首先，每个电池都是在例21、22、23、24、25和26和对比例7、8、9、10和11中制造的两对电池被制备，进行普通充电/放电测试和过量充电测试。在普通充电/放电测试中，在第五周期的放电容量被估算。在过量充电测试中，周期寿命被估算为周期数，其放电容量少于通常充电/放电测试中第五周期获得的放电容量的60％。顺便说，表2示出了通过把相应对比例的电池设为1.0的归一化评价结果。
表2
  放电容量比   循环寿命比
  例21/对比例7     9.5     1.1
  例22/对比例8     1.6     3.5
  例23/对比例9     1.2     1.6
  例24对比例10     1.2     1.7
  例25/对比例11     1.2     1.9
  例26/对比例8     1.1     1.3
从表2对比的例子和对比例之间的电池特征来看，使用本发明的储氢化合物粉末制造的负电极的电池具有高容量和高抗过量充电能力。
此外，从例21和对比例7之间的对比发现，通过利用电离趋势不同进行化学反应形成的含微量过渡金属元素如钴和铜的镁镍合金，具有这种镁镍合金负电极的电池放电容量高于具有通过熔融程序如高频熔融形成的镁镍合金负电极的电池。
此外，从例26和对比例8之间的特性对比发现，把不同形状的如除片形之外的球形的辅助导电材料混合，由于填充密度增加能够减小电极阻抗，从而能够增加放电容量。
接下来，对于以本发明的正电极为特征的电池的评价，首先，对在例27、28、29、30和31和对比例7、8、9、10和11中制造的电池进行普通充电/放电测试。在普通充电/放电测试中，在第五周期的放电容量被估算，表3示出了通过把相应对比例的电池与设为1.0的归一化评价结果。
                                                                   表3
   放电容量比
    例27/对比例7     1.3
    例28/对比例8     1.2
    例29/对比例9     1.2
    例30/对比例10     1.2
    例31/对比例11     1.1
从表3的结果来看，具有使用了本发明表面处理的氢氧化镍粉末的正电极的任何电池能够具有一个较大的放电容量，这是因为正电极中的氢氧化镍粉末颗粒之间的导电率增加，提高了氢氧化镍的利用效率。
接下来，对于以本发明的负电极和正电极为特征的电池的评价，每个电池都是在例32、33、34、35、36、37和38和对比例7、8、9、10和11中制造的两对电池被制备，进行普通充电/放电测试和过量充电测试。在普通充电/放电测试中，在第五周期的放电容量被估算。在过量充电测试中，周期寿命被估算为周期数，其放电容量少于通常充电/放电测试中第五周期获得的放电容量的60％。顺便说，表4示出了通过把相应对比例的电池与设为1.0的归一化评价结果。
                       表4
  放电容量比   循环寿命比
  例32/对比例7     11.5     1.1
  例33/对比例8     1.8     3.0
  例34/对比9     1.4     1.5
  例35/对比例10     1.4     1.6
  例36/对比例11     1.3     1.8
  例37/对比例8     1.9     3.1
  例38/对比例11     1.4     1.7
从表4的结果来看，采用本发明的负电极和正电极的电池的放电容量和充电容量都被提高了。
顺便说，所有本发明二次电池的例子都是镍-金属氢化物电池，但是使用本发明的正电极的其他高容量碱性二次电池如镍镉电池、镍锌电池或类似电池能够被制造，并且本发明的应用不仅仅局限于上述例子。
如上所述，根据本发明，能够制造用于具有高充电/放电容量和高抗过量充电性能的碱性二次电池负电极活性材料的粉末材料和使用该材料具有优越性能的电极部件(负电极)。而且，根据本发明，能够制造用于具有正电极活性材料利用效率高和充电/放电容量高的碱性二次电池正电极活性材料的粉末材料和使用该材料具有优越性能的电极部件(正电极)。而且，使用本发明的上述电极部件作为负电极或正电极的碱性二次电池能够实现诸如高容量、抗过量充电和长周期寿命的特性。而且，根据本发明的制造方法，用于碱性二次电池的负电极活性材料、负电极、正电极活性材料和正电极能够利用一种便宜的材料以相对简单的方式被制造。因此，本发明制造方法的利用使得能够制造高性能低成本的碱性二次电池。

Claims (154)

1.一种具有存储和释放氢功能的粉末材料，包括一种电化学地存储和释放氢的化合物，
所说的粉末材料具有至少三层结构，包括：
一个储氢合金芯；
一个设置在所说的芯表面上并具有防止合金氧化和允许原子氢或氢离子穿过的功能的金属氧化物层；以及
弥散在所说的金属氧化物层表面上并具有激活氢的功能的金属元素。
2.如权利要求1所述的粉末材料，其中所说的具有防止合金氧化和允许原子氢或氢离子穿过的功能的金属氧化物层包括至少从钼、钨、钒、铌、钛、锆和铱中选择的至少一种过渡金属和氧元素构成的金属氧化物层。
3.如权利要求1所述的粉末材料，其中弥散在所说的金属氧化物层表面上并具有激活氢功能的所说的金属元素是从镍、铬、钼、钴、铜、钯、铂、铁、钌、铑、铱、钨、钛和锰中选择的至少一种过渡金属元素。
4.如权利要求1所述的粉末材料，其中所说的储氢芯层的主要组分是镍和镁的一种合金。
5.如权利要求4所述的粉末材料，其中包括镍和镁的合金的所说的储氢芯层的表面部分的镍的元素浓度高于该芯层中心部分。
6.如权利要求4所述的粉末材料，其中包括镍和镁的合金的所说的储氢芯层中的一部分镁被从电离趋势比镁小的一组元素包括钛、铍、锰、铝、锌、铬、铁、铟、钴、钼、锡、铅、锑、铋、铜、银、钯和铂中选择的至少一种元素代替。
7.如权利要求1到6中任一权利要求的粉末材料，被用作使用碱性电解液的二次电池的负电极主材料。
8.一种由粉末材料作为主材料形成的电池电极部件，该主材料具有存储和释放氢功能以及电化学地存储和释放氢功能，具有至少三层结构的所说的粉末材料包括：
一个储氢合金芯；
一个设置在所说的芯表面上并具有防止合金氧化和允许原子氢或氢离子穿过的功能的金属氧化物层；以及
弥散在所说的金属氧化物层表面上并具有激活氢的功能的金属元素。
9.如权利要求8的具有电化学地存储和释放氢功能的电池电极部件，其中具有防止合金氧化和允许原子氢或氢离子穿过的功能的所说的金属氧化物层包括从钼、钨、钒、铌、钛、锆和铱中选择的至少一种过渡金属和氧元素构成的一金属氧化物层。
10.如权利要求8的具有电化学地存储和释放氢功能的电池电极部件，其中弥散在所说的金属氧化物层表面上并具有激活氢功能的所说的金属元素是从镍、铬、钼、钴、铜、钯、铂、铁、钌、铑、铱、钨、钛和锰中选择的至少一种过渡金属元素。
11.如权利要求8的具有电化学地存储和释放氢功能的电池电极部件，其中所说的储氢芯层的主要组分是镍和镁的一种合金。
12.如权利要求11的具有电化学地存储和释放氢功能的电池电极部件，其中包括镍和镁的合金的所说的储氢芯层的表面部分的镍的元素浓度高于该芯层中心部分。
13.如权利要求11的具有电化学地存储和释放氢功能的电池电极部件，其中包括镍和镁的合金的所说的储氢芯层中的一部分镁被从电离趋势比镁小的一组元素，诸如钛、铍、锰、铝、锌、铬、铁、铟、钴、钼、锡、铅、锑、铋、铜、银、钯和铂中选择的至少一种元素代替。
14.如权利要求8的具有电化学地存储和释放氢功能的电池电极部件，除了主材料外，还包括从片形、球形、细丝、针形和钉形中选择的至少两种不同形状的粉末辅助导电材料。
15.如权利要求14的电池电极部件，其中所说的辅助导电材料包括从一种含碳材料、镍、铜、银、铟和锡中选择的至少一种材料。
16.如权利要求15的电池电极部件，其中所说的含碳材料包括非晶态碳或石墨。
17.如权利要求8到16中任一权利要求的电池电极部件，被用作使用碱性电解液二次电池的负电极。
18.一种至少包括一个负电极、一种电解液和一个正电极的二次电池，使用碱性电解液，
所说的负电极由粉末材料作为主材料形成，该粉末材料包括具有存储和释放氢功能的化合物，所说的粉末材料具有至少三层的结构，包括：
一个储氢合金芯；一个设置在所说的芯表面上并具有防止合金氧化和允许原子氢或氢离子穿过的功能的金属氧化物层；弥散在所说的金属氧化物层表面上并具有激活氢的功能的金属元素。
19.如权利要求18的二次电池，其中具有防止形成所说的负电极主材料的化合物粉末材料氧化和允许原子氢或氢离子穿过的功能的所说的金属氧化物层包括从钼、钨、钒、铌、钛、锆和铱中选择的至少一种过渡金属和氧元素构成的一金属氧化物层。
20.如权利要求18的二次电池，其中弥散在所说的金属氧化物层表面上并具有激活氢功能的所说的金属元素是从镍、铬、钼、钴、铜、钯、铂、铁、钌、铑、铱、钨、钛和锰中选择的至少一种过渡金属元素。
21.如权利要求18的二次电池，其中所说的储氢芯层的主要组分是镍和镁的一种合金。
22.如权利要求21的二次电池，其中包括镍和镁的合金的所说的储氢芯层的表面部分的镍的元素浓度高于该芯层中心部分。
23.如权利要求21的二次电池，其中包括镍和镁元素的合金的所说的储氢芯层中的一部分镁被从电离趋势比镁小的一组元素包括钛、铍、锰、铝、锌、铬、铁、铟、钴、钼、锡、铅、锑、铋、铜、银、钯和铂中选择的至少一种元素代替。
24.如权利要求18的二次电池，除了所说的主材料外，还包括从片形、球形、细丝、针形和钉形中选择的至少两种不同形状的粉末辅助导电材料。
25.如权利要求24的二次电池，其中所说的辅助导电材料包括从一种含碳材料、镍、铜、银、铟和锡中选择的至少一种材料。
26.如权利要求25的二次电池，其中所说的含碳材料包括非晶态碳或石墨。
27.一种包括氢氧化镍的粉末材料，该氢氧化镍涂覆有导电率高于氢氧化镍的一种化合物，该化合物包括从钴元素和镍元素中选择的至少一种元素和氧元素并包含0.5原子％到10原子％的从锂、钾、锰、铝、锌、镁、钼、钨、钒和钛中选择的至少一种元素，或者该化合物包括从钼、钨、钒和钛中选择的至少一种过渡金属元素以及氧和氢元素。
28.一种粉末材料作为主材料构成的电极部件，该粉末材料包括氢氧化镍，该氢氧化镍涂覆有导电率高于氢氧化镍的一种化合物，该化合物包括从钴元素和镍元素中选择的至少一种元素和氧元素并包含0.5原子％到10原子％的从锂、钾、锰、铝、锌、镁、钼、钨、钒和钛中选择的至少一种元素，或者该化合物包括从钼、钨、钒和钛中选择的至少一种过渡金属元素以及氧和氢元素。
29.如权利要求28的电极部件，除包含氢氧化镍的所说的主材料外，包括1-30％重量的镍(II)镍(III)氢氧化物。
30.如权利要求28或29的电极部件，被用作使用碱性电解液的二次电池的正电极。
31.包括至少一个负电极、一种电解液和一个正电极的二次电池，使用碱性电解液，其中
所说的正电极由粉末材料作为主材料形成，该粉末材料包括氢氧化镍，该氢氧化镍涂覆有导电率高于氢氧化镍的一种化合物，该化合物包括从钴元素和镍元素中选择的至少一种元素和氧元素，并包含0.5原子％到10原子％的从锂、钾、锰、铝、锌、镁、钼、钨、钒和钛中选择的至少一种元素，或者该化合物包括从钼、钨、钒和钛中选择的至少一种过渡金属元素以及氧和氢元素。
32.如权利要求31的二次电池，其中所说的正电极除包括氢氧化镍的所说的主材料外，包括1-30％重量的镍(II)镍(III)氢氧化物。
33.一种至少包括一个负电极、一个正电极和一种碱性电解质的二次电池，其中所说的负电极由粉末材料作为主材料形成，该粉末材料包括具有存储和释放氢功能的化合物，所说的粉末材料具有至少三层的结构，包括：一个储氢合金芯；一个设置在所说的芯表面上并具有防止合金氧化和允许原子氢或氢离子穿过的功能的金属氧化物层；弥散在所说的金属氧化物层表面上并具有激活氢的功能的金属元素；和所说的正电极由粉末材料作为主材料形成，该粉末材料包括氢氧化镍，该氢氧化镍涂覆有导电率高于氢氧化镍的一种化合物，该化合物包括从钴元素和镍元素中选择的至少一种元素和氧元素，并包含0.5原子％到10原子％的从锂、钾、锰、铝、锌、镁、钼、钨、钒和钛中选择的至少一种元素，或者该化合物包括从钼、钨、钒和钛中选择的至少一种过渡金属元素以及氧和氢元素。
34.如权利要求33的二次电池，其中具有防止形成所说的负电极主材料的化合物粉末材料氧化和允许原子氢或氢离子穿过的功能的所说的金属氧化物层包括从钼、钨、钒、铌、钛、锆和铱中选择的至少一种过渡金属和氧元素构成的一金属氧化物层。
35.如权利要求33的二次电池，其中弥散在所说的金属氧化物层表面上并具有激活氢功能的所说的金属元素是从镍、铬、钼、钴、铜、钯、铂、铁、钌、铑、铱、钨、钛和锰中选择的至少一种过渡金属元素。
36.如权利要求33的二次电池，其中形成所说的负电极主材料的化合物粉末材料的所说的储氢芯层的主要组分是镍和镁的一种合金。
37.如权利要求36的二次电池，其中包括镍和镁的合金的所说的储氢芯层的表面部分的镍的元素浓度高于该芯层中心部分。
38.如权利要求36的二次电池，其中包括镍和镁的合金的所说的储氢芯层中的一部分镁被从电离趋势比镁小的一组元素包括钛、铍、铝、锰、锌、铬、铁、铟、钴、钼、锡、铅、锑、铋、铜、银、钯和铂中选择的至少一种元素代替。
39.如权利要求33的二次电池，其中所说的负电极或所说的正电极包括，除了所说的主材料，还有从片形、球形、细丝、针形和钉形构成的组中选择的至少两种不同形状的粉末辅助导电材料。
40.如权利要求39的二次电池，其中所说的辅助导电材料包括从一种含碳材料、镍、铜、银、铟和锡中选择的至少一种材料。
41.如权利要求40的二次电池，其中所说的含碳材料包括非晶态碳或石墨。
42.如权利要求33的二次电池，其中所说的正电极，除了包括氢氧化镍的所说的主材料外，还包括1-30％重量的镍(II)镍(III)氢氧化物。
43.一种制造粉末材料的方法，该粉末材料包括电化学地存储和释放氢的功能的化合物，该方法至少包括以下步骤：
制备包括储氢合金的一个芯；
在所说的芯表面上形成具有防止合金氧化和允许原子氢或氢离子经过那里的功能的金属氧化物层；
在所说的金属氧化物层表面上弥散具有激活氢的功能的金属元素。
44.如权利要求43的制造粉末材料的方法，其中所说的形成具有防止合金氧化和允许原子氢或氢离子经过那里的功能的金属氧化物层的步骤包括形成过渡金属氧化物层的步骤，过渡金属氧化物包括从钼、钨、钒、铌、钛、锆和铱中选择的至少一种过渡金属和氧元素。
45.如权利要求44的制造粉末材料的方法，其中所说的形成具有防止合金氧化和允许原子氢或氢离子经过那里的功能的金属氧化物层的步骤包括把储氢合金粉末分散到从多金属酸的盐溶液、过氧化多金属酸溶液和金属酸溶液中选择的至少一种溶液中以形成一个过渡金属氧化物层的步骤，金属酸盐溶液为从钼、钨、钒、铌、钛、锆和铱中选择的至少一种过渡金属元素的金属酸盐溶液。
46.如权利要求43的制造粉末材料的方法，其中在所说的储氢合金芯层表面上形成金属氧化物层的步骤包括使从碱金属元素、碱土金属元素和稀土金属元素选择的至少一种金属元素被包含在金属氧化层中的步骤。
47.如权利要求46的制造粉末材料的方法，其中向从多金属酸的盐溶液、过氧化多金属酸溶液和金属酸溶液中选择的至少一种溶液添加一种碱金属元素、碱土金属元素或稀土金属元素的氢氧化物或盐，该溶液被用于在所说的储氢合金芯层表面上形成金属氧化物层，从而使从碱金属元素、碱土金属元素和稀土金属元素中选择的至少一种或多种金属元素被包含在所说的储氢合金芯层外侧的金属氧化物层中，上述金属酸溶液为从钼、钨、钒、铌、钛、锆和铱中选择的至少一种金属元素的金属酸溶液。
48.如权利要求43的制造粉末材料的方法，其中所说的弥散具有激活氢功能的过渡金属元素的步骤包括弥散从镍、铬、钼、钴、铜、钯、铂、铁、钌、铑、铱、钨、钛和锰中选择的至少一种过渡金属元素的步骤。
49.如权利要求43的制造粉末材料的方法，其中所说的弥散具有激活氢功能的金属元素的步骤包括在金属氧化物层表面上沉淀从镍、铬、钼、钴、铜、钯、铂、铁、钌、铑、铱、钨、钛和锰中选择的至少一种过渡金属元素的盐然后还原沉淀的过渡金属盐的步骤。
50.如权利要求49的制造粉末材料的方法，其中所说的过渡金属盐为从卤化物、硝酸盐、碳酸盐、有机酸盐和硫酸盐中选择的至少一种盐。
51.如权利要求43的制造粉末材料的方法，其中所说的弥散过渡金属元素的步骤包括把储氢合金分散到从卤化物、硝酸盐、碳酸盐、有机酸盐和硫酸盐中选择的至少一种过渡金属的盐的溶液中以及然后通过与沉淀剂的反应把过渡金属化合物的一种化合物沉淀在储氢合金的所说的金属氧化物表面上的步骤，和还原过渡金属的沉淀化合物的步骤。
52.如权利要求51的制造粉末材料的方法，其中所说的沉淀剂为一种碱。
53.如权利要求52的制造粉末材料的方法，其中所说的沉淀剂为从一种碱金属的氢氧化物、碳酸盐和铵盐中选择的至少一种化合物。
54.如权利要求51的制造粉末材料的方法，其中所说的沉淀剂为从氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵和脲中选择的至少一种化合物。
55.如权利要求43的制造粉末材料的方法，进一步包括从镍元素和镁元素制备所说的粉末材料的芯层的主组分的步骤。
56.如权利要求55的制造粉末材料的方法，进一步包括使含有镍元素和镁元素的储氢合金芯层的表面部分中的镍元素的元素浓度高于该芯层中心部分的步骤。
57.如权利要求55的制造粉末材料的方法，其中所说的制备含有形成芯层的主组分的镍元素和镁元素的储氢合金的步骤至少包括通过利用不同电离趋势的化学反应，用镍元素替代镁粉末中的镁元素而制备储氢合金粉末的步骤。
58.如权利要求57的制造粉末材料的方法，其中所说的制备含有形成芯层的主组分的镍元素和镁元素的储氢合金的步骤至少包括通过把镁粉末分散到溶解在一种溶剂中的镍盐溶液中，用镍元素替代镁粉末中的镁元素而制备储氢合金的步骤。
59.如权利要求58的制造粉末材料的方法，其中所说的溶解镍盐的溶剂为酒精。
60.如权利要求55的制造粉末材料的方法，其中所说的制备所说的粉末材料的芯部分的储氢合金的步骤至少包括把氢氧化镍沉淀到镁粉末后进行还原的步骤。
61.如权利要求55的制造粉末材料的方法，进一步包括含有镍元素和镁元素的所说的储氢合金芯层中的一部分镁元素被从电离趋势比镁小的一组元素包括钛、铍、铝、锰、锌、铬、铁、铟、钴、钼、锡、铅、锑、铋、铜、银、钯和铂中选择的至少一种元素代替的步骤。
62.如权利要求61的制造粉末材料的方法，其中，含有镍元素和镁元素的所说的储氢合金芯层中的一部分镁元素被从电离趋势比镁小的一组元素包括钛、铍、铝、锰、锌、铬、铁、铟、钴、钼、锡、铅、锑、铋、铜、银、钯和铂中选择的至少一种元素的代替，包括利用电离趋势的不同通过化学反应进行替代的步骤。
63.如权利要求55的制造粉末材料的方法，其中所说的粉末材料的芯层的主组分元素的镁和镍的元素比率范围从0.8到2.2。
64.如权利要求43的制造粉末材料的方法，进一步包括使所说的粉末材料进行热处理的步骤。
65.如权利要求64的制造粉末材料的方法，其中所说的热处理温度范围从100到600℃。
66.如权利要求64的制造粉末材料的方法，其中所说的热处理步骤在至少包括从氮气、氩气、氦气和氢气中选择的一种气体的气氛下或降压下执行。
67.如权利要求43的制造粉末材料的方法，进一步包括使所说的粉末材料进行氢等离子体处理的步骤。
68.如权利要求43到67中任一权利要求的制造粉末材料的方法，进一步包括使批量获得的化合物在包含一种惰性气体或氢气的气氛中进行研磨的步骤。
69.一种制造电池电极部件的方法，至少包括以下步骤：
制备一种储氢合金作为芯，并在所说的芯表面上设置一种具有防止所说的合金氧化和允许原子氢或氢离子穿过那里的功能的金属氧化物层；
在所说的金属氧化物层表面上弥散一种具有激活氢功能的金属元素；和
形成一种用作主材料的模制产品，该材料具有存储和释放在前述步骤中获得的氢的功能。
70.如权利要求69的制造电池电极部件的方法，其中所说的形成具有防止合金氧化和允许原子氢或氢离子穿过那里的功能的金属氧化物层的步骤包括形成过渡金属氧化物层的步骤，过渡金属氧化物包括从钼、钨、钒、铌、钛、锆和铱中选择的至少一种过渡金属和氧元素。
71.如权利要求70的制造电池电极部件的方法，其中所说的形成具有防止合金氧化和允许原子氢或氢离子经过那里的功能的金属氧化物层的步骤包括把储氢合金粉末分散到从多金属酸的盐溶液、过氧化多金属酸溶液和金属酸溶液中选择的至少一种溶液以形成一个过渡金属氧化物层的步骤，金属酸盐溶液为从钼、钨、钒、铌、钛、锆和铱中选择的至少一种过渡金属元素的金属酸盐溶液。
72.如权利要求69的制造电池电极部件的方法，其中在储氢合金芯层表面上形成金属氧化物层的步骤包括使从碱金属元素、碱土金属元素和稀土金属元素选择的至少一种金属元素被包含在金属氧化层中的步骤。
73.如权利要求72的制造电池电极部件的方法，其中向从多金属酸盐溶液、过氧化多金属酸溶液和金属酸溶液中选择的至少一种溶液添加一种碱金属元素、碱土金属元素或稀土金属元素的氢氧化物或盐，该溶液被用于在所说的储氢合金芯层表面上形成金属氧化物层，从而使从碱金属元素、碱土金属元素和稀土金属元素中选择的至少一种金属元素被包含在所说的储氢合金芯层外侧的金属氧化物层中，上述金属酸溶液为从钼、钨、钒、铌、钛、锆和铱中选择的至少一种过渡金属元素的金属酸溶液。
74.如权利要求69的制造电池电极部件的方法，其中所说的弥散具有激活氢功能的过渡金属元素的步骤包括弥散从镍、铬、钼、钴、铜、钯、铂、铁、钌、铑、铱、钨、钛和锰中选择的至少一种过渡金属元素的步骤。
75.如权利要求69的制造电池电极部件的方法，其中所说的弥散具有激活氢功能的过渡金属元素的步骤包括在金属氧化物层表面上沉淀从镍、铬、钼、钴、铜、钯、铂、铁、钌、铑、铱、钨、钛和锰中选择的至少一种过渡金属元素的的盐然后还原沉淀的过渡金属盐的步骤。
76.如权利要求75的制造电池电极部件的方法，其中所说的过渡金属盐为从卤化物、硝酸盐、碳酸盐、有机酸盐和硫酸盐中选择的至少一种盐。
77.如权利要求69的制造电池电极部件的方法，其中所说的弥散过渡金属元素的步骤包括把储氢合金浸入一种过渡金属的盐的溶液中以及然后通过与沉淀剂的反应把过渡金属化合物的一种化合物沉淀在储氢合金粉末表面上的步骤，和还原过渡金属的沉淀化合物的步骤。
78.如权利要求77的制造电池电极部件的方法，其中所说的沉淀剂为一种碱。
79.如权利要求78的制造电池电极部件的方法，其中所说的沉淀剂为从一种碱金属的氢氧化物、碳酸盐和铵盐中选择的至少一种化合物。
80.如权利要求77的制造电池电极部件的方法，其中所说的沉淀剂为从氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵和脲中选择的至少一种化合物。
81.如权利要求69的制造电池电极部件的方法，进一步包括从镍元素和镁元素制备所说的粉末材料的芯层的主组分的步骤。
82.如权利要求81的制造电池电极部件的方法，进一步包括使含有镍元素和镁元素的储氢合金芯层的表面部分中的镍元素的元素浓度高于该芯层中心部分的步骤。
83.如权利要求81的制造电池电极部件的方法，其中所说的制备含有形成芯层的主组分的镍元素和镁元素的储氢合金的粉末材料的步骤至少包括通过利用不同电离趋势的化学反应，用镍元素替代镁粉末中的镁元素而制备储氢合金粉末的步骤。
84.如权利要求83的制造电池电极部件的方法，其中所说的制备含有形成芯层的主组分的镍元素和镁元素的储氢合金的步骤至少包括通过把镁粉末分散到溶解在一种溶剂中的镍盐溶液中，用镍元素替代镁粉末中的镁元素而制备储氢合金粉末的步骤。
85.如权利要求84的制造电池电极部件的方法，其中所说的溶解镍盐的溶剂为酒精。
86.如权利要求81的制造电池电极部件的方法，其中所说的制备所说的粉末材料的芯部分的储氢合金的步骤至少包括把氢氧化镍沉淀到镁粉末后进行还原的步骤。
87.如权利要求81的制造电池电极部件的方法，进一步包括含有镍元素和镁元素的所说的储氢合金芯层中的一部分镁元素被从电离趋势比镁小的一组元素包括钛、铍、铝、锰、锌、铬、铁、铟、钴、钼、锡、铅、锑、铋、铜、银、钯和铂中选择的至少一种元素代替的步骤。
88.如权利要求87的制造电池电极部件的方法，其中，含有镍元素和镁元素的所说的储氢合金芯层中的一部分镁元素被从电离趋势比镁小的一组元素包括钛、铍、铝、锰、锌、铬、铁、铟、钴、钼、锡、铅、锑、铋、铜、银、钯和铂中选择的至少一种元素的代替，包括利用电离趋势的不同通过化学反应进行替代的步骤。
89.如权利要求81的制造电池电极部件的方法，其中所说的粉末材料的芯层的主组分元素的镁和镍的元素比率范围从0.8到2.2。
90.如权利要求69的制造电池电极部件的方法，进一步包括使通过在所说的储氢合金表面上的金属氧化物层弥散金属元素获得的材料在包含一种惰性气体或氢气的气氛中进行粉化的步骤。
91.如权利要求69的制造电池电极部件的方法，其中包括粉末材料的一个层通过烧结步骤形成在一个集电器上，以获得的所说的部件，粉末材料包括用作主材料的一种储氢化合物。
92.如权利要求69的制造电池电极部件的方法，其中包括粉末材料的一个层借助于一种粘结剂形成在一个集电器上，以获得的所说的部件，粉末材料包括用作主材料一种储氢化合物。
93.如权利要求69的制造电池电极部件的方法，其中所说的部件被制造，除了使用用作主材料的化合物粉末材料，还使用了从片形、球形、细丝、针形和钉形中选择的至少两种不同形状的辅助导电材料。
94.如权利要求93的制造电池电极部件的方法，其中从一种含碳材料、镍、铜、银、铟和锡中选择的至少一种材料被用作辅助导电材料。
95.如权利要求94的制造电池电极部件的方法，其中所说的含碳材料包括非晶态碳和石墨。
96.如权利要求69的制造电池电极部件的方法，进一步包括使所说的粉末材料进行热处理的步骤。
97.如权利要求96的制造电池电极部件的方法，其中所说的热处理温度范围从100到600℃。
98.如权利要求96的制造电池电极部件的方法，其中所说的热处理步骤在至少包括从氮气、氩气、氦气和氢气中选择的一种气体的气氛下或降压下完成。
99.如权利要求69的制造电池电极部件的方法，进一步包括使所说的粉末材料进行氢等离子体处理的步骤。
100.如权利要求69到99中任一权利要求的制造电池电极部件的方法，其中所说的电极部件为使用碱性电解液的二次电池的一个电极。
101.用于制造粉末材料的方法，包括制备粉末材料的步骤，该粉末材料包括氢氧化镍，该氢氧化镍涂覆有导电率高于氢氧化镍的一种化合物，该化合物包括从钴元素和镍元素中选择的至少一种元素和氧元素，并包含0.5原子％到10原子％的从锂、钾、锰、铝、锌、镁、钼、钨、钒和钛中选择的至少一种元素，或者该化合物包括从钼、钨、钒和钛中选择的至少一种过渡金属元素以及氧和氢元素。
102.如权利要求101的制造粉末材料的方法，其中，把氢氧化镍粉末弥散到添加了从锂、钾、锰、铝、锌、镁、钼、钨、钒和钛中选择的至少一种元素的钴盐溶液或镍盐溶液后，通过与一种碱的反应，能够获得涂有含有从锂、钾、锰、铝、锌、镁、钼、钨、钒和钛中选择的一种元素的氢氧化钴或氢氧化镍的氢氧化镍粉末。
103.如权利要求102的制造粉末材料的方法，其中氢氧化锂或氢氧化钾被用作所说的碱。
104.如权利要求101的制造粉末材料的方法，进一步包括把氢氧化镍粉末分散溶于氨水的氢氧化钴饱和溶液中，并向溶液添加氢氧化锂或氢氧化钾之后煮沸混合溶液，以制备涂有含钴、氧、氢和锂元素的烃钴锂(lithium hydroxocobaltate)(II)的氢氧化镍粉末，或涂有含钴、氧、氢和钾元素的烃钴钾(potassium  hydroxocobaltate)(II)的氢氧化镍粉末。
105.如权利要求101的制造粉末材料的方法，进一步包括把氢氧化镍粉末与硝酸钴或硝酸镍和一种至少在100℃时分解的碱金属有机酸盐混合的步骤，然后把混合物加热到硝酸钴或硝酸镍和有机酸盐被分解的温度，以制备涂有包括钴、氧和碱金属元素的化合物的氢氧化镍粉末，或涂有包括镍、氧和碱金属元素的化合物的氢氧化镍粉末。
106.如权利要求105的制造粉末材料的方法，其中所说的至少在100℃时分解的所说的碱金属盐是醋酸锂或柠檬酸锂。
107.如权利要求101的制造粉末材料的方法，进一步包括把氢氧化镍粉末分散到从多金属酸盐溶液、过氧化多金属酸溶液和金属酸溶液中选择的至少一种溶液中，然后进行干燥和热处理以制备涂有含所说的金属元素、氧元素和氢元素的化合物的氢氧化镍粉末，金属酸溶液为从钼、钨、钒、铌、钛、锆和铱中选择的至少一种金属元素的金属酸溶液。
108.如权利要求101的制造粉末材料的方法，其中所说的粉末材料被用作使用碱性电解液的二次电池正电极的主材料。
109.用于制造电池电极部件的方法，包括：
制备粉末材料的步骤，粉末材料包括氢氧化镍，该氢氧化镍涂覆有导电率高于氢氧化镍的一种化合物，该化合物包括从钴元素和镍元素中选择的至少一种元素和氧元素，并包含0.5原子％到10原子％的从锂、钾、锰、铝、锌、镁、钼、钨、钒和钛中选择的至少一种元素，或者该化合物包括从钼、钨、钒和钛中选择的至少一种元素以及氧和氢元素；
成型所说的粉末材料的步骤，以获得所说的部件。
110.如权利要求109的制造电池电极部件的方法，进一步包括，把氢氧化镍粉末弥散到添加了从锂、钾、锰、铝、锌、镁、钼、钨、钒和钛中选择的至少一种元素的钴盐溶液或镍盐溶液后，通过与一种碱的反应，制备涂有含有从锂、钾、锰、铝、锌、镁、钼、钨、钒和钛中选择的一种元素的氢氧化钴或氢氧化镍的氢氧化镍粉末的步骤。
111.如权利要求110的制造电池电极部件的方法，其中氢氧化锂或氢氧化钾被用作所说的碱。
112.如权利要求109的制造电池电极部件的方法，进一步包括把氢氧化镍粉末分散溶于氨水的氢氧化钴饱和溶液中，并向溶液添加氢氧化锂或氢氧化钾之后煮沸混合溶液，以制备涂有含钴、氧、氢和锂元素的烃钴锂(lithium hydroxocobaltate)(II)的氢氧化镍粉末，或涂有含钴、氧、氢和钾元素的烃钴钾(potassium hydroxocobaltate)(II)的氢氧化镍粉末。
113.如权利要求109的制造电池电极部件的方法，进一步包括把氢氧化镍粉末与硝酸钴或硝酸镍和一种至少在100℃时分解的碱金属有机酸盐混合的步骤，然后把混合物加热到硝酸钴或硝酸镍和有机酸盐被分解的温度，以制备涂有包括钴、氧和碱金属元素的化合物的氢氧化镍粉末，或涂有包括镍、氧和碱金属元素的化合物的氢氧化镍粉末。
114.如权利要求113的制造电池电极部件的方法，其中所说的至少在100℃时分解的所说的碱金属盐是醋酸锂或柠檬酸锂。
115.如权利要求109的制造电池电极部件的方法，进一步包括把氢氧化镍粉末分散到从多金属酸盐溶液、过氧化多金属酸溶液和金属酸溶液中选择的至少一种溶液中，然后进行干燥和热处理，以制备涂有含所说的金属元素、氧元素和氢元素的化合物的氢氧化镍粉末，金属酸溶液为从钼、钨、钒、铌、钛、锆和铱中选择的至少一种金属元素的金属酸溶液。
116.如权利要求109的制造电池电极部件的方法，进一步包括把含氢氧化镍的粉末材料与1-30％重量的镍(II)镍(III)氢氧化物混合并使用获得的混合物制备所说的部件的步骤。
117.如权利要求116的制造电池电极部件的方法，进一步包括通过使用一种碱性材料制备所说的镍(II)镍(III)氢氧化物的步骤。
118.如权利要求116的制造电池电极部件的方法，进一步包括通过使用硝酸镍、一种碱氢氧化物和溴制备所说的镍(II)镍(III)氢氧化物的步骤。
119.如权利要求116的制造电池电极部件的方法，包括通过使用镍、一种碱氢氧化物和一种碱过氧化物制备所说的镍(II)镍(III)氢氧化物的步骤。
120.如权利要求109到119的任一权利要求制造电池电极部件的方法，其中所说的电池电极部件被用作使用碱性电解液的二次电池正电极的主材料。
121.用于制造电池电极部件的方法，包括：
制备粉末材料的步骤，粉末材料包括氢氧化镍，该氢氧化镍涂覆有导电率高于氢氧化镍的一种化合物，该化合物包括从钴元素和镍元素中选择的至少一种元素和氧元素，并包含0.5原子％到10原子％的从锂、钾、锰、铝、锌、镁、钼、钨、钒和钛中选择的至少一种元素，或者该化合物包括从钼、钨、钒和钛中选择的至少一种过渡金属元素以及氧和氢元素；和
把所说的粉末材料填充在多孔集电器中的步骤。
122.如权利要求121的制造电池电极部件的方法，其中所说的多孔集电器的材料为镍金属。
123.如权利要求121的制造电池电极部件的方法，除了所说的粉末材料，进一步包括在多孔集电器中填充从片形、球形、细丝、针形和钉形构成的组中选择的至少两种不同形状的辅助导电材料的步骤，以制备所说的部件。
124.如权利要求123的制造电池电极部件的方法，其中从一种含碳材料、镍、铜、银、铟和锡中选择的至少一种材料被用作辅助导电材料。
125.如权利要求124的制造电池电极部件的方法，其中所说的含碳材料包括非晶态碳或石墨。
126.如权利要求121到125中任一权利要求的制造电池电极部件的方法，其中所说的电池电极部件被用作使用碱性电解液的二次电池的正电极。
127.一种具有存储和释放氢功能的粉末材料，包括一个储氢芯部分，储氢芯部分包括作为主组分的镁镍合金和一个设在所说的芯部分表面上、具有防止合金氧化和允许原子氢或氢离子穿过那里的功能的金属氧化物层。
128.如权利要求127的粉末材料，其中所说的具有防止合金氧化和允许原子氢或氢离子穿过那里的功能的金属氧化物层包括含有从钼、钨、钒、铌、钛、锆和铱中选择的至少一种过渡金属元素和氧元素的金属氧化物层。
129.如权利要求127的粉末材料，其中所说的金属氧化物层由氧化物和含有从铝和硅中选择的至少一种金属元素的金属氧化物形成。
130.如权利要求127的粉末材料，其中所说的镁镍合金的芯部为非晶态。
131.如权利要求127的粉末材料，其中所说的金属氧化物层包括至少一种非晶态相。
132.一种粉末材料作为主材料形成的电池电极部件，该粉末材料具有电化学地存储和释放氢的功能，所说的粉末材料包括镁镍合金作为主组分形成的一个储氢芯部，和设在所说的芯部分表面上、具有防止合金氧化和允许原子氢或氢离子穿过那里的功能的金属氧化物层。
133.如权利要求132的电池电极部件，其中所说的具有防止合金氧化和允许原子氢或氢离子穿过那里的功能的金属氧化物层包括含有从钼、钨、钒、铌、钛、锆和铱中选择的至少一种过渡金属元素和氧元素的金属氧化物层。
134.如权利要求132的电池电极部件，其中所说的金属氧化物层由氧化物和含有从铝和硅中选择的至少一种金属元素的金属氧化物形成。
135.如权利要求132的电池电极部件，其中所说的镁镍合金的芯部为非晶态。
136.如权利要求132的电池电极部件，其中所说的金属氧化物层包括至少一种非晶态相。
137.一种包括至少一个负电极、一种电解液和一个正电极的二次电池；使用碱性电解液，所说的负电极由粉末材料作为主材料形成，该粉末材料包括镁镍合金作为主组分的储氢芯部，和设在所说的芯部分表面上、具有防止合金氧化和允许原子氢或氢离子穿过那里的功能的金属氧化物层。
138.如权利要求137的二次电池，其中所说的具有防止合金氧化和允许原子氢或氢离子穿过那里的功能的金属氧化物层包括含有从钼、钨、钒、铌、钛、锆和铱中选择的至少一种过渡金属元素和氧元素的金属氧化物层。
139.如权利要求137的二次电池，其中所说的金属氧化物层由氧化物和含有从铝和硅中选择的至少一种金属元素的金属氧化物形成。
140.如权利要求137的二次电池，其中所说的镁镍合金的芯部为非晶态。
141.如权利要求139的二次电池，其中所说的金属氧化物层包括至少一种非晶态相。
142.一种包括至少一个负电极、一种电解液和一个正电极的二次电池，使用碱性电解液，所说的负电极由粉末材料作为主材料形成，该粉末材料包括镁镍合金作为主组分的储氢芯部，和设在所说的芯部分表面上、具有防止合金氧化和允许原子氢或氢离子穿过那里的功能的金属氧化物层；所说的正电极由粉末材料作为主材料构成，粉末材料包括氢氧化镍，该氢氧化镍涂覆有导电率高于氢氧化镍的一种化合物，该化合物包括从钴元素和镍元素中选择的至少一种元素和氧元素，并包含0.5原子％到10原子％的从锂、钾、锰、铝、锌、镁、钼、钨、钒和钛中选择的至少一种元素，或者该化合物包括从钼、钨、钒和钛中选择的至少一种过渡金属元素以及氧和氢元素。
143.如权利要求142的二次电池，其中所说的具有防止合金氧化和允许原子氢或氢离子穿过那里的功能的金属氧化物层包括含有从钼、钨、钒、铌、钛、锆和铱中选择的至少一种过渡金属和氧元素的金属氧化物层。
144.如权利要求142的二次电池，其中所说的金属氧化物层由氧化物和含有从铝和硅中选择的至少一种金属元素的金属氧化物形成。
145.如权利要求142的二次电池，其中所说的镁镍合金的芯部为非晶态。
146.如权利要求142的电池电极部件，其中所说的金属氧化物层包括至少一种非晶态相。
147.一种制造具有存储和释放氢功能的粉末材料的方法，至少包括步骤：
制备镁镍合金作为主组分的储氢芯部；和
在所说的芯部表面上设置一具有防止合金氧化和允许原子氢或氢离子穿过那里的功能的金属氧化物层。
148.一种制造粉末材料作为主材料形成的电池电极部件的方法，该粉末材料具有电化学地存储和释放氢的功能，至少包括步骤：
制备镁镍合金作为主组分的储氢芯部和在所说的芯部表面上设置一具有防止合金氧化和允许原子氢或氢离子穿过那里的功能的金属氧化物层。
形成一种用作主材料的模制产品，该材料具有存储和释放在前述步骤中获得的氢的功能。
149.如权利要求1所述的粉末材料，其中所说的金属氧化物层是一个与一种包括从铝和硅中选择的至少一种金属元素的金属氧化物形成氧化物的层。
150.如权利要求1所述的粉末材料，其中所说的合金的芯部包括镁镍合金并且是非晶态的。
151.如权利要求8的电池电极部件，其中所说的金属氧化物层是一个与一种包括从铝和硅中选择的至少一种金属元素的金属氧化物形成氧化物的层。
152.如权利要求8的电池电极部件，其中所说的合金的芯部包括镁镍合金并且是非晶态的。
153.如权利要求18的二次电池，其中所说的金属氧化物层是一个与一种包括从铝和硅中选择的至少一种金属元素的金属氧化物形成氧化物的层。
154.如权利要求18的二次电池，其中所说的合金的芯部包括镁镍合金并且是非晶态的。
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