JP2538610B2 - 金属酸化物・水素電池 - Google Patents
金属酸化物・水素電池Info
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- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、金属酸化物を正極活性物とし水素を負極
活物質とするいわゆる金属酸化物・水素二次電池に関す
る。
活物質とするいわゆる金属酸化物・水素二次電池に関す
る。
（従来の技術） 現在、金属酸化物・水素電池において、水素負極を水
素吸蔵合金で構成した形式のものが注目を集めている。
その理由は、この電池系が元来高エネルギー密度を有
し、容積効率的に有利であり、しかも完全作動が可能で
あって、特性的にも信頼度の点でも優れているからであ
る。
素吸蔵合金で構成した形式のものが注目を集めている。
その理由は、この電池系が元来高エネルギー密度を有
し、容積効率的に有利であり、しかも完全作動が可能で
あって、特性的にも信頼度の点でも優れているからであ
る。
この形式の電池の水素負極に用いる水素吸蔵合金とし
ては、従来から、LaNi5が多用されている。また、La,C
e,Pr,Nd,Smなどのランタン系元素の混合物であるミッシ
ュメタル（以下Mmと指称する）とNiとの合金、すなわち
MmNi5も広く用いられている。
ては、従来から、LaNi5が多用されている。また、La,C
e,Pr,Nd,Smなどのランタン系元素の混合物であるミッシ
ュメタル（以下Mmと指称する）とNiとの合金、すなわち
MmNi5も広く用いられている。
このような水素吸蔵合金を用いた場合、その電池内圧
は水素吸蔵合金を使用しない電池の内圧（50kg/cm2以
下）に比べてたしかに低くなることは事実である。しか
しながら、その値は常温においても依然として２〜5kg/
cm2程度であって、例えばニッケルカドミウム電池の内
圧（０〜1kg/cm2）に比べれば高い値である。
は水素吸蔵合金を使用しない電池の内圧（50kg/cm2以
下）に比べてたしかに低くなることは事実である。しか
しながら、その値は常温においても依然として２〜5kg/
cm2程度であって、例えばニッケルカドミウム電池の内
圧（０〜1kg/cm2）に比べれば高い値である。
電池内圧が大気圧よりも高い場合には、電池容器の構
造をある程度堅牢にすることが必要であることと並ん
で、特性的には次のような不都合な事態を惹起する。第
１の問題は、電池内の水素分子はその分子径が小さく、
そのため電池容器から徐々にせよ漏洩することが不可避
であり、安全性を著しく損なうこと：第２の問題は、第
１の現象の結果、水素負極から吸蔵されている水素が放
出されて電池容量は低下し自己放電を招くことである。
造をある程度堅牢にすることが必要であることと並ん
で、特性的には次のような不都合な事態を惹起する。第
１の問題は、電池内の水素分子はその分子径が小さく、
そのため電池容器から徐々にせよ漏洩することが不可避
であり、安全性を著しく損なうこと：第２の問題は、第
１の現象の結果、水素負極から吸蔵されている水素が放
出されて電池容量は低下し自己放電を招くことである。
このようなことから、水素負極には平衡プラトー圧の
低い水素吸蔵合金を使用することが提案され、各種の合
金の研究が進められている。
低い水素吸蔵合金を使用することが提案され、各種の合
金の研究が進められている。
一方、たとえこの平衡プラトー圧は低くても吸蔵し得
る水素量が小さい水素吸蔵合金を負極材料として構成し
た電池では、つぎのような問題点が惹起される。まず第
１に、水素吸蔵量が小さいので充電可能な電池容量が小
さくなること：第２に充電容量が小さいため、過充電状
態になりやすく、その結果として気体状の水素が発生し
やすいことである。この過充電時の水素発生は電池圧内
上昇をもたらすので、電池の安全性を損なう。
る水素量が小さい水素吸蔵合金を負極材料として構成し
た電池では、つぎのような問題点が惹起される。まず第
１に、水素吸蔵量が小さいので充電可能な電池容量が小
さくなること：第２に充電容量が小さいため、過充電状
態になりやすく、その結果として気体状の水素が発生し
やすいことである。この過充電時の水素発生は電池圧内
上昇をもたらすので、電池の安全性を損なう。
以上の点を考えあわせると、水素負極の材料として
は、平衡プラトー圧が低く、かつ水素吸蔵量が大きい水
素吸蔵合金を使用することが望ましいといえる。
は、平衡プラトー圧が低く、かつ水素吸蔵量が大きい水
素吸蔵合金を使用することが望ましいといえる。
しかし、これらの特性を共にもつ水素吸蔵合金を使用
した場合でも、実際の電池系ではしばしば次のような不
都合を生じる。すなわち、金属酸化物・水素二次電池の
電極には、電解液中で充放電を繰り返しても容量が低下
しないという長寿命特性が求められるが、水素吸蔵合金
がアルカリ水溶液中の充放電に対して化学的に不安定で
あると、少ない充放電の繰り返しで電池の寿命が尽きて
しまうという問題がある。実際、LaNi5やMmNi5合金を負
極材料として用いた金属酸化物・水素電池は、サイクル
寿命が短く実用的ではなかった。
した場合でも、実際の電池系ではしばしば次のような不
都合を生じる。すなわち、金属酸化物・水素二次電池の
電極には、電解液中で充放電を繰り返しても容量が低下
しないという長寿命特性が求められるが、水素吸蔵合金
がアルカリ水溶液中の充放電に対して化学的に不安定で
あると、少ない充放電の繰り返しで電池の寿命が尽きて
しまうという問題がある。実際、LaNi5やMmNi5合金を負
極材料として用いた金属酸化物・水素電池は、サイクル
寿命が短く実用的ではなかった。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記のような水素漏洩や破壊の危険を防止
しかつ短期間に寿命が尽きるという問題を解決するもの
である。すなわち本発明の目的は、安全性に優れ、自己
放電も少なく、大容量を有し、かつ長寿命である金属酸
化物・水素電池を提供することである。
しかつ短期間に寿命が尽きるという問題を解決するもの
である。すなわち本発明の目的は、安全性に優れ、自己
放電も少なく、大容量を有し、かつ長寿命である金属酸
化物・水素電池を提供することである。
（問題点を解決するための手段） 本発明者らは水素吸蔵合金を材料とする電池負極につ
いて研究を重ねた結果、適当な組成を有する水素吸蔵合
金粉末を用いて電極を構成することで、前記問題点が解
決された電池が得られることを見出した。
いて研究を重ねた結果、適当な組成を有する水素吸蔵合
金粉末を用いて電極を構成することで、前記問題点が解
決された電池が得られることを見出した。
すなわち、本発明の金属酸化物・水素電池は、正極
と、アルカリ電解液と、水素吸蔵合金を主材料としてな
る負極とを備えた金属酸化物・水素電池において、前記
水素吸蔵合金が、次式 MNixCoyMnzFevAlw （式中Ｍは希土類金属）で示される組成をもち、Ｍ以外
の成分であるNi,Co,Mn,Fe,Alを、x,y,z,v,wがそれぞ
れ、 3.5＜ｘ≦4.4 …… 0.05＜ｙ≦1.2 …… 0.05＜ｚ≦1.2 …… 0.003≦ｖ≦0.02 …… 0.05＜ｗ≦0.6 …… 4.7≦ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｖ＋ｗ≦5.4 …… のすべての関係を満たすように含有していることを特徴
とする。このような水素吸蔵合金では、充分な水素吸蔵
量、低い平衡プラトー圧、電解液中での化学的安定性に
関して良好な特性が得られ、これを負極材料に用いて構
成された金属酸化物・水素電池は、大容量かつ長寿命を
有し、さらに安全性に優れ、自己放電も少ないものとな
る。
と、アルカリ電解液と、水素吸蔵合金を主材料としてな
る負極とを備えた金属酸化物・水素電池において、前記
水素吸蔵合金が、次式 MNixCoyMnzFevAlw （式中Ｍは希土類金属）で示される組成をもち、Ｍ以外
の成分であるNi,Co,Mn,Fe,Alを、x,y,z,v,wがそれぞ
れ、 3.5＜ｘ≦4.4 …… 0.05＜ｙ≦1.2 …… 0.05＜ｚ≦1.2 …… 0.003≦ｖ≦0.02 …… 0.05＜ｗ≦0.6 …… 4.7≦ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｖ＋ｗ≦5.4 …… のすべての関係を満たすように含有していることを特徴
とする。このような水素吸蔵合金では、充分な水素吸蔵
量、低い平衡プラトー圧、電解液中での化学的安定性に
関して良好な特性が得られ、これを負極材料に用いて構
成された金属酸化物・水素電池は、大容量かつ長寿命を
有し、さらに安全性に優れ、自己放電も少ないものとな
る。
また、水素吸蔵合金中の希土類金属Ｍが、La:35wt％
以上60wt％以下,Ce:0.1wt％以上12wt％以下,Pr:1wt％以
上15wt％以下,Nd:1wt％以上45wt％以下，その他の希土
類元素:0.01wt％以上5wt％以下なる組成である場合に
は、上記の特性、すなわち水素吸蔵量が大きく、平衡プ
ラトー圧が低くかつ長寿命であるという特性がさらに良
好となる。
以上60wt％以下,Ce:0.1wt％以上12wt％以下,Pr:1wt％以
上15wt％以下,Nd:1wt％以上45wt％以下，その他の希土
類元素:0.01wt％以上5wt％以下なる組成である場合に
は、上記の特性、すなわち水素吸蔵量が大きく、平衡プ
ラトー圧が低くかつ長寿命であるという特性がさらに良
好となる。
本発明の金属酸化物・水素電池は次に述べるような方
法で製造することができる。
法で製造することができる。
金属酸化物よりなる正極としては、例えば金属ニッケ
ルの焼結体に水酸化ニッケル（Ni（OH）２）のような活
物質を含浸、化成して成るニッケル酸化物（NiOOH）の
電極を用いることができる。
ルの焼結体に水酸化ニッケル（Ni（OH）２）のような活
物質を含浸、化成して成るニッケル酸化物（NiOOH）の
電極を用いることができる。
また水素負極の材料である水素吸蔵合金は、目的組成
から決められる各成分元素粉末の所定量を混合し、その
混合粉末を例えば真空アーク溶解炉で溶解することによ
り均一固溶体として得ることができる。さらに、この固
溶体を粉砕するか、あるいは常温で大気圧以上の圧力の
水素雰囲気中に置くというような活性化処理を施すこと
により容易にその粉末体を調製することができる。この
ようにして調製した水素吸蔵合金粉末は、電池負極を作
成する際に水素を放出した状態であってもよいし、部分
的に水素を吸蔵した状態であってもよい。この水素吸蔵
合金粉末と例えばテトラフルオロエチレンのような結着
剤を混合したのち混練しシート状に成形し、このシート
と集電体あるいはリードとを例えば圧着するなどして電
池の水素負極を製造することができる。
から決められる各成分元素粉末の所定量を混合し、その
混合粉末を例えば真空アーク溶解炉で溶解することによ
り均一固溶体として得ることができる。さらに、この固
溶体を粉砕するか、あるいは常温で大気圧以上の圧力の
水素雰囲気中に置くというような活性化処理を施すこと
により容易にその粉末体を調製することができる。この
ようにして調製した水素吸蔵合金粉末は、電池負極を作
成する際に水素を放出した状態であってもよいし、部分
的に水素を吸蔵した状態であってもよい。この水素吸蔵
合金粉末と例えばテトラフルオロエチレンのような結着
剤を混合したのち混練しシート状に成形し、このシート
と集電体あるいはリードとを例えば圧着するなどして電
池の水素負極を製造することができる。
このようにして得られた正極及び負極とをナイロンや
ポリプロピレン製のセパレーターで絶縁し、KOHやNaOH
等のアルカリ水溶液からなる電解液に浸積して本発明に
係る金属酸化物・水素電池が構成される。
ポリプロピレン製のセパレーターで絶縁し、KOHやNaOH
等のアルカリ水溶液からなる電解液に浸積して本発明に
係る金属酸化物・水素電池が構成される。
（作 用） 本発明に係る組成を有する水素吸蔵合金は、LaNi5やM
mNi5合金あるいはLaNi4.7Al0.3,MmNi4.7Al0.3合金のよ
うな２〜３元系合金より、水素吸蔵量が大きく、平衡プ
ラトー圧が低くかつ化学的に安定であるため、大容量か
つ安全性に優れ長寿命を有する金属酸化物・水素電池の
実現と可能としたものである。
mNi5合金あるいはLaNi4.7Al0.3,MmNi4.7Al0.3合金のよ
うな２〜３元系合金より、水素吸蔵量が大きく、平衡プ
ラトー圧が低くかつ化学的に安定であるため、大容量か
つ安全性に優れ長寿命を有する金属酸化物・水素電池の
実現と可能としたものである。
本発明に係る水素吸蔵合金の成分元素のうち、Ni量に
ついては、ｘ≦3.5では水素吸蔵量が減少し、4.4＜ｘで
は平衡プラトー圧が上昇するので3.5＜ｘ≦4.4が適当で
ある。Coは平衡プラトー圧を低下させる作用をもつ成分
であり、Co量が1.2＜ｙでは水素吸蔵量が減少し、一方
ごく微量すなわちｙ≦0.05の場合ではCoを含有させるこ
とによる効果が有効に生かされないという問題を生じ
る。従ってCo量は0.05＜ｙ≦1.2が適当である。Mnは、
水素吸蔵量を維持しつつ平衡プラトー圧を低下させる作
用をもち、その量は0.05＜ｚ≦1.2が適当である。Mn量
が1.2＜ｚとなって過剰となると水素吸蔵量の低下をき
たし、一方Mn量がごく微量すなわちｚ≦0.05の場合では
Mnを含有させたことによる効果が充分に得られない。Co
とMnはともに含有されたとき、いずれか一方のみの含有
よりも優れた効果を発揮する。Coを含みMnを含まない場
合には平衡プラトー圧は低下するが水素吸蔵量の減少が
顕著に起こり、逆にMnを含みCoを含まない場合には平衡
プラトー圧の低下が不充分となる。Feは合金を安定化す
る成分であり、水素吸蔵・放出の際のヒステリシス・フ
ァクターを小さくし、電極のサイクル寿命を伸長させ
る。この効果は、少量のFeの含有で得られるが、ｖ＜0.
003では不充分である。
ついては、ｘ≦3.5では水素吸蔵量が減少し、4.4＜ｘで
は平衡プラトー圧が上昇するので3.5＜ｘ≦4.4が適当で
ある。Coは平衡プラトー圧を低下させる作用をもつ成分
であり、Co量が1.2＜ｙでは水素吸蔵量が減少し、一方
ごく微量すなわちｙ≦0.05の場合ではCoを含有させるこ
とによる効果が有効に生かされないという問題を生じ
る。従ってCo量は0.05＜ｙ≦1.2が適当である。Mnは、
水素吸蔵量を維持しつつ平衡プラトー圧を低下させる作
用をもち、その量は0.05＜ｚ≦1.2が適当である。Mn量
が1.2＜ｚとなって過剰となると水素吸蔵量の低下をき
たし、一方Mn量がごく微量すなわちｚ≦0.05の場合では
Mnを含有させたことによる効果が充分に得られない。Co
とMnはともに含有されたとき、いずれか一方のみの含有
よりも優れた効果を発揮する。Coを含みMnを含まない場
合には平衡プラトー圧は低下するが水素吸蔵量の減少が
顕著に起こり、逆にMnを含みCoを含まない場合には平衡
プラトー圧の低下が不充分となる。Feは合金を安定化す
る成分であり、水素吸蔵・放出の際のヒステリシス・フ
ァクターを小さくし、電極のサイクル寿命を伸長させ
る。この効果は、少量のFeの含有で得られるが、ｖ＜0.
003では不充分である。
0.02＜ｖのFeの含有では、平衡プラトー圧の低下には
寄与するがその作用はCoやMn,Alの含有ほど顕著ではな
く、むしろ電極のサイクル寿命を低下させるという悪影
響を生ずる。これはFeの含有量が過剰となったために、
水素吸蔵合金が電極液中での酸化等に対し化学的に不安
定化されたからであると考えられる。従ってFe量として
は0.003≦ｖ≦0.02の少量の含有が適当である。Alは電
解液中で合金を化学的に安定に保つ作用をもつ成分であ
り、電池の長寿命化に寄与する。その量は、0.05＜ｗ≦
0.6が好ましく、0.6＜ｗでは水素吸蔵量が減少し電極の
容量低下をきたし、ｗ≦0.05では化学的安定化の作用が
不充分で電池の長寿命化まで至らない。また、前記式
の希土類元素以外の成分の総量に関していえば、式の
範囲をはずれる組成の合金では、典型的な水素吸蔵合金
であるLaNi5等の構造（CaCu5型の構造）から大きく歪ん
だ構造になるために水素吸蔵量が減少して好ましくな
い。なお、上述した合金の組成は、その製造時に入る不
可避的な不純物を除くものではない。
寄与するがその作用はCoやMn,Alの含有ほど顕著ではな
く、むしろ電極のサイクル寿命を低下させるという悪影
響を生ずる。これはFeの含有量が過剰となったために、
水素吸蔵合金が電極液中での酸化等に対し化学的に不安
定化されたからであると考えられる。従ってFe量として
は0.003≦ｖ≦0.02の少量の含有が適当である。Alは電
解液中で合金を化学的に安定に保つ作用をもつ成分であ
り、電池の長寿命化に寄与する。その量は、0.05＜ｗ≦
0.6が好ましく、0.6＜ｗでは水素吸蔵量が減少し電極の
容量低下をきたし、ｗ≦0.05では化学的安定化の作用が
不充分で電池の長寿命化まで至らない。また、前記式
の希土類元素以外の成分の総量に関していえば、式の
範囲をはずれる組成の合金では、典型的な水素吸蔵合金
であるLaNi5等の構造（CaCu5型の構造）から大きく歪ん
だ構造になるために水素吸蔵量が減少して好ましくな
い。なお、上述した合金の組成は、その製造時に入る不
可避的な不純物を除くものではない。
本発明に係る水素吸蔵合金中の希土類金属Ｍとして
は、LaやNdのような希土類金属単体でもよいし、２種以
上の希土類元素の混合物であってもよいが、単体を使用
した場合にはコストが上昇して実用的ではない。一方、
ＭとしてMmを用いれば安価であり、他の成分Ni,Co,Mn,F
e,Alを適量含有させれば上述の作用により、大容量・長
寿命で安全性に優れた電池が得られる。さらに、Ｍとし
て市販の通常のMm（La:20〜40wt％,Ce:40〜50wt％を含
む）から若干ずらせた組成、すなわち、La:35wt％以上6
0wt％以下、Ce:0.1wt％以上12wt％以下、Pr:1wt％以上1
5wt％以下、Nd:1wt％以上45wt％以下、その他の希土類
元素:0.01wt％以上5wt％以下なる組成の希土類元素混合
物を用いると、一層長寿命の電池が得られるので好まし
い。このような組成の希土類元素混合物は、各希土類元
素の単体をあらかじめ所定の割合で用意したものを用い
ることもできるが、Mmを製造する工程で原料中からCeを
部分的に除去することにより容易かつ安価に得られる。
は、LaやNdのような希土類金属単体でもよいし、２種以
上の希土類元素の混合物であってもよいが、単体を使用
した場合にはコストが上昇して実用的ではない。一方、
ＭとしてMmを用いれば安価であり、他の成分Ni,Co,Mn,F
e,Alを適量含有させれば上述の作用により、大容量・長
寿命で安全性に優れた電池が得られる。さらに、Ｍとし
て市販の通常のMm（La:20〜40wt％,Ce:40〜50wt％を含
む）から若干ずらせた組成、すなわち、La:35wt％以上6
0wt％以下、Ce:0.1wt％以上12wt％以下、Pr:1wt％以上1
5wt％以下、Nd:1wt％以上45wt％以下、その他の希土類
元素:0.01wt％以上5wt％以下なる組成の希土類元素混合
物を用いると、一層長寿命の電池が得られるので好まし
い。このような組成の希土類元素混合物は、各希土類元
素の単体をあらかじめ所定の割合で用意したものを用い
ることもできるが、Mmを製造する工程で原料中からCeを
部分的に除去することにより容易かつ安価に得られる。
（実施例） 以下に本発明について実施例に基づいてさらに詳細に
説明する。
説明する。
実施例および比較例に示す電池を次のようにして製造
した。
した。
（１） 負極の形成 バストネサイト精鉱（Ce約50％含有）からCeを部分的
に除去した後、熔融塩電解により製造した希土類元素の
混合物Ｍと、Ni,Co,Mn,Fe,Alの各金属を所定量混合し、
アルゴン雰囲気中でアーク熔解させて得た均一固熔体を
試料とした。
に除去した後、熔融塩電解により製造した希土類元素の
混合物Ｍと、Ni,Co,Mn,Fe,Alの各金属を所定量混合し、
アルゴン雰囲気中でアーク熔解させて得た均一固熔体を
試料とした。
この固熔体を直径約5mmに粉砕し、ついでこれを真空
ポンプおよび水素ボンベに接続された容器中に入れ、10
-3Torr以下の真空に室温で１時間保ったのち、水素を導
入し、圧力約35kg/cm2の水素雰囲気下に室温で１〜数時
間保持することによって微粉化させた。再び１時間以上
10-3Torr以下に保って室温〜60℃の範囲で脱気した後、
合金の粉末を容器から取り出した。得られた合金粉末の
粒径は２〜100μｍであった。
ポンプおよび水素ボンベに接続された容器中に入れ、10
-3Torr以下の真空に室温で１時間保ったのち、水素を導
入し、圧力約35kg/cm2の水素雰囲気下に室温で１〜数時
間保持することによって微粉化させた。再び１時間以上
10-3Torr以下に保って室温〜60℃の範囲で脱気した後、
合金の粉末を容器から取り出した。得られた合金粉末の
粒径は２〜100μｍであった。
この合金粉末とポリテトラフルオロエチレン（PTFE）
とを混合して充分に混練したのち、厚み0.5mmのシート
に成形した。合金粉末とPTFEとの重量比は乾燥状態で9
6:4であった。
とを混合して充分に混練したのち、厚み0.5mmのシート
に成形した。合金粉末とPTFEとの重量比は乾燥状態で9
6:4であった。
得られたシート２枚を、１枚のニッグルネットの両面
から圧着して一体化し、厚み0.7mmの電極を形成しこれ
を負極とした。
から圧着して一体化し、厚み0.7mmの電極を形成しこれ
を負極とした。
（２） 正極の形成 多孔質のニッケル焼結体にNi（OH）２を含浸し、これ
を化成処理して、NiOOH電極を形成し、これを正極とし
た。
を化成処理して、NiOOH電極を形成し、これを正極とし
た。
（３） 電池の製造 以上の負極、正極、更には厚み0.3mmのポリプロピレ
ン不織布をセパレータとし、８モル／のKOH水溶液を
電解液として電池を製造した。なお、負極の性能を測定
するために、正極の容量を充分大きく設定し、負極規制
の電池構成とした。
ン不織布をセパレータとし、８モル／のKOH水溶液を
電解液として電池を製造した。なお、負極の性能を測定
するために、正極の容量を充分大きく設定し、負極規制
の電池構成とした。
上述のように製造した実施例Ａ〜Ｅ、比較例Ｆ〜Ｊに
ついて負極材料として使用とした水素吸蔵合金の組成
（組成式MNixCoyMnzFevAlwのx,y,z,v,w値）を第１表
に、また各々の希土類金属Ｍの成分を第２表に示す。
ついて負極材料として使用とした水素吸蔵合金の組成
（組成式MNixCoyMnzFevAlwのx,y,z,v,w値）を第１表
に、また各々の希土類金属Ｍの成分を第２表に示す。
実施例Ａ〜Ｅ、比較例Ｆ〜Ｊについて、合金の平衡プ
ラトー圧（60℃，水素吸蔵時）ならびに電池の容量とサ
イクル寿命を測定した結果を第３表に示す。電池容量は
水素吸蔵合金1g当たり340mAhの充電に対する放電容量を
もって示した。また、サイクル寿命は充電容量170mAhg
-1の充放電を繰り返して測定した。電池の容量ならびに
サイクル寿命の測定は25℃において実施した。
ラトー圧（60℃，水素吸蔵時）ならびに電池の容量とサ
イクル寿命を測定した結果を第３表に示す。電池容量は
水素吸蔵合金1g当たり340mAhの充電に対する放電容量を
もって示した。また、サイクル寿命は充電容量170mAhg
-1の充放電を繰り返して測定した。電池の容量ならびに
サイクル寿命の測定は25℃において実施した。
実施例Ａ〜Ｅに示されるように、本発明に係る金属酸
化物・水素電池は、サイクル寿命が1000回以上と長寿命
であり、材料合金の平衡プラトー圧も60℃で1.0気圧な
ので室温ではさらに低圧となり安全性に優れていること
がわかる。これに対し、Mn量が式の範囲からはずれた
比較例Ｆでは、平衡プラトー圧が高く、電池の容量、寿
命とも劣っている。また、Al量が式の範囲からはずれ
た比較例Ｇは、電池容量については実施例Ａ〜Ｅとほぼ
同等であるが、サイクル寿命および安全性の点で劣る。
Co量が式の範囲からはずれた比較例Ｈは、平衡プラト
ー圧は実施例Ａ〜Ｅと同じ値であるが、電池容量が小さ
く、短寿命である。またFe量が式の範囲からはずれた
比較例Ｉは、平衡プラトー圧は充分低く、電池容量むし
ろ実施例Ａ〜Ｅより大きいが、サイクル寿命が短く実用
的でない。またFe量がからはずれた比較例Ｊは、プラ
トー圧は充分低いがサイクル寿命が短い。
化物・水素電池は、サイクル寿命が1000回以上と長寿命
であり、材料合金の平衡プラトー圧も60℃で1.0気圧な
ので室温ではさらに低圧となり安全性に優れていること
がわかる。これに対し、Mn量が式の範囲からはずれた
比較例Ｆでは、平衡プラトー圧が高く、電池の容量、寿
命とも劣っている。また、Al量が式の範囲からはずれ
た比較例Ｇは、電池容量については実施例Ａ〜Ｅとほぼ
同等であるが、サイクル寿命および安全性の点で劣る。
Co量が式の範囲からはずれた比較例Ｈは、平衡プラト
ー圧は実施例Ａ〜Ｅと同じ値であるが、電池容量が小さ
く、短寿命である。またFe量が式の範囲からはずれた
比較例Ｉは、平衡プラトー圧は充分低く、電池容量むし
ろ実施例Ａ〜Ｅより大きいが、サイクル寿命が短く実用
的でない。またFe量がからはずれた比較例Ｊは、プラ
トー圧は充分低いがサイクル寿命が短い。
以上の実施例ならびに比較例から明らかなように、本
発明で示した組成を有する水素吸蔵合金を主材料として
なる負極を有する金属酸化物・水素電池は、大容量かつ
長寿命で安全性に優れている。なお、負極中に副材料と
して例えば導電性物質である他の金属や炭素粉末などを
混合しても、本発明の作用は保持されるので、電極の形
成上有利である。
発明で示した組成を有する水素吸蔵合金を主材料として
なる負極を有する金属酸化物・水素電池は、大容量かつ
長寿命で安全性に優れている。なお、負極中に副材料と
して例えば導電性物質である他の金属や炭素粉末などを
混合しても、本発明の作用は保持されるので、電極の形
成上有利である。
以上に述べたように本発明によれば、大容量かつ長い
サイクル寿命を有し、安全性に優れ自己放電も少ない実
用性の高い金属酸化物・水素電池が得られる。
サイクル寿命を有し、安全性に優れ自己放電も少ない実
用性の高い金属酸化物・水素電池が得られる。
Claims (2)
- 【請求項１】正極と、アルカリ電解液と、水素吸蔵合金
を主材料としてなる負極とを備えた金属酸化物・水素電
池において、前記水素吸蔵合金が、 MNixCoyMnzFevAlw （式中Ｍは希土類金属,x,y,z,v,wはそれぞれＭの１グラ
ム原子に対する原子比を表し、 3.5＜ｘ≦4.4,0.05＜ｙ≦1.2,0.05＜ｚ≦1.2,0.003≦ｖ
≦0.02,0.05＜ｗ≦0.6,4.7≦ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｖ＋ｗ≦5.4
の関係を満足する数を表す。）で示される組成を有する
ことを特徴とする金属酸化物・水素電池。 - 【請求項２】Ｍが、35wt％以上60wt％以下のLa,0.1wt％
以上12wt％以下のCe,1wt％以上15wt％以下のPr,1wt％以
上45wt％以下のNd,0.01wt％以上5wt％以下の上記以外の
希土類元素を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の金属酸化物・水素電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62226516A JP2538610B2 (ja) | 1987-09-11 | 1987-09-11 | 金属酸化物・水素電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62226516A JP2538610B2 (ja) | 1987-09-11 | 1987-09-11 | 金属酸化物・水素電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6472464A JPS6472464A (en) | 1989-03-17 |
| JP2538610B2 true JP2538610B2 (ja) | 1996-09-25 |
Family
ID=16846353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62226516A Expired - Lifetime JP2538610B2 (ja) | 1987-09-11 | 1987-09-11 | 金属酸化物・水素電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2538610B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19527505A1 (de) * | 1995-07-27 | 1997-01-30 | Varta Batterie | Legierungen für die Verwendung als aktives Material für die negative Elektrode einer alkalischen, wiederaufladbaren Nickel-Metallhydrid-Batterie und Verfahren zu ihrer Herstellung |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5719347A (en) * | 1980-07-04 | 1982-02-01 | Agency Of Ind Science & Technol | Misch metal-nickel alloy for occluding hydrogen |
| JPS61233969A (ja) * | 1985-04-10 | 1986-10-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蓄電池用電極 |
| JPS63304570A (ja) * | 1987-06-03 | 1988-12-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 水素吸蔵電極 |
-
1987
- 1987-09-11 JP JP62226516A patent/JP2538610B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5719347A (en) * | 1980-07-04 | 1982-02-01 | Agency Of Ind Science & Technol | Misch metal-nickel alloy for occluding hydrogen |
| JPS61233969A (ja) * | 1985-04-10 | 1986-10-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蓄電池用電極 |
| JPS63304570A (ja) * | 1987-06-03 | 1988-12-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 水素吸蔵電極 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6472464A (en) | 1989-03-17 |
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Legal Events
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