JP2680623B2 - 水素吸蔵合金電極 - Google Patents
水素吸蔵合金電極Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 本発明は、アルカリ蓄電池の負極として用いられる水
素吸蔵合金電極に関するものである。
素吸蔵合金電極に関するものである。
（ロ） 従来の技術 水素吸蔵合金を密閉型アルカリ蓄電池の負極材料とし
て用いた場合、従来より用いられているニツケル−カド
ミウム蓄電池に比べて、 高エネルギー密度化が可能、 長寿命化が可能、 優れた耐過放電特性、 急速充放電が可能、 等の利点がある。したがって次世代のアルカリ蓄電池と
して、鋭意研究開発が進められている。
て用いた場合、従来より用いられているニツケル−カド
ミウム蓄電池に比べて、 高エネルギー密度化が可能、 長寿命化が可能、 優れた耐過放電特性、 急速充放電が可能、 等の利点がある。したがって次世代のアルカリ蓄電池と
して、鋭意研究開発が進められている。
特にLaNi5に代表されるCaCu5型六方晶構造を有する希
土類系合金は、前記、の観点から有望視されてい
る。ここで高価なLaの代用として希土類混合物であるミ
ツシユメタル（Mm）を用いれば、低コスト化が可能とな
るため注目されている。
土類系合金は、前記、の観点から有望視されてい
る。ここで高価なLaの代用として希土類混合物であるミ
ツシユメタル（Mm）を用いれば、低コスト化が可能とな
るため注目されている。
たとえば特開昭62−20245号公報には、組成式MmNix
（Coa・Mnb・Alc）ｙにおいて4.3＜ｘ＋ｙ＜5.5であっ
て、Mm中のLaの含有量が25〜70重量％である水素吸蔵合
金が開示されている。
（Coa・Mnb・Alc）ｙにおいて4.3＜ｘ＋ｙ＜5.5であっ
て、Mm中のLaの含有量が25〜70重量％である水素吸蔵合
金が開示されている。
（ハ） 発明が解決しようとする課題 前記合金を用い、密閉型蓄電池を作製した場合、前記
合金の水素吸蔵・放出の平衡圧力が高く、実用型電池と
しては不適当である。また、サイクル特性等の電池特性
においても更に向上させる必要がある。
合金の水素吸蔵・放出の平衡圧力が高く、実用型電池と
しては不適当である。また、サイクル特性等の電池特性
においても更に向上させる必要がある。
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであって、
前記平衡圧力が実用的に十分低く、電池に用いた場合
に、電池特性を向上しうるアルカリ蓄電池用の水素吸蔵
合金電極を提供しようとするものである。
前記平衡圧力が実用的に十分低く、電池に用いた場合
に、電池特性を向上しうるアルカリ蓄電池用の水素吸蔵
合金電極を提供しようとするものである。
（ニ） 課題を解決するための手段 本発明の水素吸蔵合金電極は、組成式AxBy（但しＡは
ランタンを含む希土類元素で且つ前記ランタンの含有量
が全希土類元素の総量に対して10〜18重量％の範囲であ
り、Ｂは主としてNi及びCoよりなる）で表わされ、ｙの
値を5.0とした場合、ｘの値が1.05≦ｘ≦1.30である水
素吸蔵合金を主成分として含有することを特徴とする。
ランタンを含む希土類元素で且つ前記ランタンの含有量
が全希土類元素の総量に対して10〜18重量％の範囲であ
り、Ｂは主としてNi及びCoよりなる）で表わされ、ｙの
値を5.0とした場合、ｘの値が1.05≦ｘ≦1.30である水
素吸蔵合金を主成分として含有することを特徴とする。
また前記組成式AxByにおいて、Ｂを構成する主元素と
してのNi及びCoは一部他の元素と置換可能であり、該他
の元素は、Cr、Mn、Fe、Cu、Al、Si、In、Sn、Ga及びGe
の中から選ばれた少なくとも１つである。
してのNi及びCoは一部他の元素と置換可能であり、該他
の元素は、Cr、Mn、Fe、Cu、Al、Si、In、Sn、Ga及びGe
の中から選ばれた少なくとも１つである。
（ホ） 作用 組成式AxBy（但しＡはランタンを含む希土類元素で且
つ前記ランタンの含有量が全希土類元素の総量に対して
10〜18重量％の範囲であり、Ｂは主としてNi及びCoより
なる）で表わされ、ｙの値を5.0とした場合、ｘの値が
1.05≦ｘ≦1.30である水素吸蔵合金を主成分とする電極
を用いた電池はサイクル特性の向上、充放電サイクル時
の電池内圧上昇の抑制が計られ、更には優れた放電率特
性を示すことが知得され、本発明を完成するに至った。
つ前記ランタンの含有量が全希土類元素の総量に対して
10〜18重量％の範囲であり、Ｂは主としてNi及びCoより
なる）で表わされ、ｙの値を5.0とした場合、ｘの値が
1.05≦ｘ≦1.30である水素吸蔵合金を主成分とする電極
を用いた電池はサイクル特性の向上、充放電サイクル時
の電池内圧上昇の抑制が計られ、更には優れた放電率特
性を示すことが知得され、本発明を完成するに至った。
この原因は、次に示すＸ線回折分析結果図より考察す
ることができる。第１図は本発明に係るＡ1.2B5組成合
金、第２図は比較例のＡ1.4B5組成合金に関する、Ｘ線
回折分析結果図である。組成式において、ＡはLaを15重
量％含有せるMm、B5はNi3.2CoAl0.2Mn0.6である。図
中、“○”はCaCu5型の結晶構造、“●”はCe2Ni7型も
しくはPuNi3型の結晶構造を示す。
ることができる。第１図は本発明に係るＡ1.2B5組成合
金、第２図は比較例のＡ1.4B5組成合金に関する、Ｘ線
回折分析結果図である。組成式において、ＡはLaを15重
量％含有せるMm、B5はNi3.2CoAl0.2Mn0.6である。図
中、“○”はCaCu5型の結晶構造、“●”はCe2Ni7型も
しくはPuNi3型の結晶構造を示す。
この結果より、Ａ1.4B5のものには、AB5〜Ａ1.3B5の
ものに観察されるCaCu5型結晶構造以外に、Ce2Ni7型及
びPuNi3型結晶構造が顕著に観察される。このように、C
aCu5型結晶構造以外のものが顕著に観察される領域、即
ち組成式においてｘの値が1.3を越える範囲において
は、電池特性の低下が観察される。これは、合金の均質
性が低下し、アルカリ電解液中で腐食され易くなること
に起因する。したがって、ｘの値の上限は1.3となる。
ものに観察されるCaCu5型結晶構造以外に、Ce2Ni7型及
びPuNi3型結晶構造が顕著に観察される。このように、C
aCu5型結晶構造以外のものが顕著に観察される領域、即
ち組成式においてｘの値が1.3を越える範囲において
は、電池特性の低下が観察される。これは、合金の均質
性が低下し、アルカリ電解液中で腐食され易くなること
に起因する。したがって、ｘの値の上限は1.3となる。
一方、ｘの値が1.0〜1.3の範囲では、主としてCuCu5
型六方晶系の結晶構造を有する領域と考えられ、合金組
成的には略均質なものとなる。但し、ｘの値が1.05以上
になると、電池特性が向上することが種々の実験で確認
された。この理由は、ｘの値が1.05以上になると、Ｘ線
回折分析では検出できないような、Ce2Ni7型及びPuNi3
型等の微細な結晶構造が合金内に生成し、合金の耐食性
を低下させずに水素吸蔵合金の水素吸蔵・放出特性を活
性化させ、電池特性を向上させることに基づくと考えら
れる。
型六方晶系の結晶構造を有する領域と考えられ、合金組
成的には略均質なものとなる。但し、ｘの値が1.05以上
になると、電池特性が向上することが種々の実験で確認
された。この理由は、ｘの値が1.05以上になると、Ｘ線
回折分析では検出できないような、Ce2Ni7型及びPuNi3
型等の微細な結晶構造が合金内に生成し、合金の耐食性
を低下させずに水素吸蔵合金の水素吸蔵・放出特性を活
性化させ、電池特性を向上させることに基づくと考えら
れる。
そして上気ｘの値が化学量論比からずれた範囲におい
ては、水素吸蔵合金の水素吸蔵・放出の平衡圧力が高く
なるので、ランタンの含有量を全希土類元素の総量に対
して10〜18重量％の範囲とすることにより、前記平衡圧
力を低くすることが可能となる。またランタンの含有量
を前記範囲に規制することにより、アルカリ蓄電池の放
電容量の増大及びサイクル特性の向上を計ることができ
た。
ては、水素吸蔵合金の水素吸蔵・放出の平衡圧力が高く
なるので、ランタンの含有量を全希土類元素の総量に対
して10〜18重量％の範囲とすることにより、前記平衡圧
力を低くすることが可能となる。またランタンの含有量
を前記範囲に規制することにより、アルカリ蓄電池の放
電容量の増大及びサイクル特性の向上を計ることができ
た。
（ヘ） 実施例 〔実施例１〕 Mm（ランタン含有量15重量％）、Ni、Co、Al及びMnの
各市販原料を使用し、アルゴン不活性雰囲気アーク炉を
用い、組成式AxByにおいてｙの値を5.0とし、ｘの値を
1.0〜1.4の範囲で変化させた合金を作製した。尚、B5は
Ni3.2CoAl0.2Mn0.6の組成式で表わされるものである。
各市販原料を使用し、アルゴン不活性雰囲気アーク炉を
用い、組成式AxByにおいてｙの値を5.0とし、ｘの値を
1.0〜1.4の範囲で変化させた合金を作製した。尚、B5は
Ni3.2CoAl0.2Mn0.6の組成式で表わされるものである。
そして、これらの各水素吸蔵合金を機械的に50μｍ以
下の粒度に粉砕した後、結着剤としてのポリテトラフル
オロエチレン（PTFE）10重量％と混練し、ペースト状と
した。このペーストをパンチングメタルからなる集電体
に塗着し、水素吸蔵合金電極（以下水素極と略記する）
を得た。この電極と、容量が1.2Ah焼結式ニツケル極と
を組み合せ、不織布からなるセパレータを介して捲回し
て電極体を構成した。この電極体を電池缶に挿入後、30
重量％のKOH水溶液を注液し、密閉することにより、公
称容量1.2Ahの密閉型ニツケル−水素蓄電池を構成し
た。また前記試作合金の一部は粗粉砕後、固−気反応特
性（Ｐ−Ｃ−Ｔ特性）の測定に用いた。
下の粒度に粉砕した後、結着剤としてのポリテトラフル
オロエチレン（PTFE）10重量％と混練し、ペースト状と
した。このペーストをパンチングメタルからなる集電体
に塗着し、水素吸蔵合金電極（以下水素極と略記する）
を得た。この電極と、容量が1.2Ah焼結式ニツケル極と
を組み合せ、不織布からなるセパレータを介して捲回し
て電極体を構成した。この電極体を電池缶に挿入後、30
重量％のKOH水溶液を注液し、密閉することにより、公
称容量1.2Ahの密閉型ニツケル−水素蓄電池を構成し
た。また前記試作合金の一部は粗粉砕後、固−気反応特
性（Ｐ−Ｃ−Ｔ特性）の測定に用いた。
更に、前記水素吸蔵合金とPTFEとからなるペーストを
ニツケルメツシユで包み込み、1ton/cm2で圧縮成型した
ペレツト状水素吸蔵合金電極と、この電極よりも十分大
きな容量を有するニツケル極と、30重量％KOH水溶液を
用い、試験用セルとし、合金の容量測定を行った。この
電極で使用される合金重量は1.0gであった。
ニツケルメツシユで包み込み、1ton/cm2で圧縮成型した
ペレツト状水素吸蔵合金電極と、この電極よりも十分大
きな容量を有するニツケル極と、30重量％KOH水溶液を
用い、試験用セルとし、合金の容量測定を行った。この
電極で使用される合金重量は1.0gであった。
先ず、第１表において、各種合金を用いた場合の密閉
型ニツケル−水素蓄電池の電池特性を示す。
型ニツケル−水素蓄電池の電池特性を示す。
第１表におけるサイクル試験は、25℃において、電池
容量に対し1C電流（1200mA）で1.2時間充電後、1Cの電
流で１時間放置するというものであり、電池容量が初期
容量の50％となったところをサイクル寿命（回）とし
た。又、電池重量減少開始サイクル数とは、前記サイク
ル試験を行った時に電池重量の減少が初めて観察された
時のサイクル数であり、一方、電池重量減少量とは、前
記サイクル試験終了後の電池重量の減少を表す。
容量に対し1C電流（1200mA）で1.2時間充電後、1Cの電
流で１時間放置するというものであり、電池容量が初期
容量の50％となったところをサイクル寿命（回）とし
た。又、電池重量減少開始サイクル数とは、前記サイク
ル試験を行った時に電池重量の減少が初めて観察された
時のサイクル数であり、一方、電池重量減少量とは、前
記サイクル試験終了後の電池重量の減少を表す。
更に第３図に電池のサイクル特性を、第４図にサイク
ル数進行に伴う電池重量減少量を、各々図示する。
ル数進行に伴う電池重量減少量を、各々図示する。
第１表、第３図及び第４図の結果より次の事が判明し
た。即ち、組成式においてｘが1.05〜1.30の値を有する
本発明の水素吸蔵合金を負極とする電池は、 AB5の化学量論組成を有する合金を負極とする比較
電池ａと比較すると、合金の耐食性は十分ありサイクル
寿命において何ら劣るところがない。
た。即ち、組成式においてｘが1.05〜1.30の値を有する
本発明の水素吸蔵合金を負極とする電池は、 AB5の化学量論組成を有する合金を負極とする比較
電池ａと比較すると、合金の耐食性は十分ありサイクル
寿命において何ら劣るところがない。
比較電池ａ、ｂと比較すると、電池重量の減少が少
なく、アルカリミストの放出量が少ない。これは、本発
明電池に用いた水素吸蔵合金の平衡圧力が大幅に低下し
たこと及び水素極の充電効率が上昇したことに基づく。
なく、アルカリミストの放出量が少ない。これは、本発
明電池に用いた水素吸蔵合金の平衡圧力が大幅に低下し
たこと及び水素極の充電効率が上昇したことに基づく。
次に本発明電池Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及び比較電池ａ、ｂを
用い、種々の電流値で放電した時の、50％放電時の電池
電圧を調べた。この結果を、第５図に示す。
用い、種々の電流値で放電した時の、50％放電時の電池
電圧を調べた。この結果を、第５図に示す。
この結果より、以下の事が判明した。即ち、比較電池
ａ、ｂは、0.5Cを越える電流で放電した場合、電池電圧
の低下が顕著となる。これに対し、本発明電池Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄは、5Cという大電流で放電した場合であっても、
放電電圧の大幅な低下は観察されない。これは本発明電
池に用いる合金の電極反応速度が、極めて迅速に進行す
ることに起因する。
ａ、ｂは、0.5Cを越える電流で放電した場合、電池電圧
の低下が顕著となる。これに対し、本発明電池Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄは、5Cという大電流で放電した場合であっても、
放電電圧の大幅な低下は観察されない。これは本発明電
池に用いる合金の電極反応速度が、極めて迅速に進行す
ることに起因する。
〔実施例２〕 本発明の水素吸蔵合金は、水素の吸蔵・放出の平衡圧
力を低くしうると共に、水素吸蔵量の増大を計ることが
可能である。そこで、組成式AxByにおいてＡをMm（ラン
タン含有量15重量％）とし、Byを第２表に示す組成とし
て、組成式におけるｘの値を変化させた時の、合金の容
量を比較した。この結果を、第２表に示す。
力を低くしうると共に、水素吸蔵量の増大を計ることが
可能である。そこで、組成式AxByにおいてＡをMm（ラン
タン含有量15重量％）とし、Byを第２表に示す組成とし
て、組成式におけるｘの値を変化させた時の、合金の容
量を比較した。この結果を、第２表に示す。
第２表における値は、各Byの組成において、25℃、1a
tmの条件下での合金の容量を、ｘ＝1.0の場合を100とし
て、相対的に示したものである。
tmの条件下での合金の容量を、ｘ＝1.0の場合を100とし
て、相対的に示したものである。
更に第６図は、第２表をグラフ化したものであり、図
中、“○”はByがNi2Co3、“△”はByがNi3Co1.5A
l0.5、“□”はByがNi3.2CoMn0.8、“＋”はByがNi3.2C
oAl0.2Mn0.6の合金を示すものである。
中、“○”はByがNi2Co3、“△”はByがNi3Co1.5A
l0.5、“□”はByがNi3.2CoMn0.8、“＋”はByがNi3.2C
oAl0.2Mn0.6の合金を示すものである。
これら第２表及び第６図の結果より、次の事が判明し
た。組成式においてｘの値が1.05〜1.30の範囲の時、By
の組成（Ni2Co3、Ni3Co1.5Al0.5、Ni3.2CoMn0.8、Ni3.2
CoAl0.2Mn0.6等）に依存せずに水素吸蔵量、即ち電極容
量が大幅に増加（47〜90％）する。これは、ｘの値を化
学量論比からずらしたことによる効果であり、合金の活
性度が向上し、更に水素吸蔵・放出の平衡圧力が低下し
たことに基づく。一方、ｘの値が1.40以上のものは、水
素吸蔵・放出に主に関与せるCaCu5型の結晶構造を有す
る金属間化合物相が、大幅に減少するためであると考え
られる。
た。組成式においてｘの値が1.05〜1.30の範囲の時、By
の組成（Ni2Co3、Ni3Co1.5Al0.5、Ni3.2CoMn0.8、Ni3.2
CoAl0.2Mn0.6等）に依存せずに水素吸蔵量、即ち電極容
量が大幅に増加（47〜90％）する。これは、ｘの値を化
学量論比からずらしたことによる効果であり、合金の活
性度が向上し、更に水素吸蔵・放出の平衡圧力が低下し
たことに基づく。一方、ｘの値が1.40以上のものは、水
素吸蔵・放出に主に関与せるCaCu5型の結晶構造を有す
る金属間化合物相が、大幅に減少するためであると考え
られる。
〔実施例３〕 次に本発明の水素吸蔵合金MmxNi3.2CoAl0.2Mn0.6（Mm
中、Laの含有量は15重量％）を用いた電極の、初期活性
能について実験を行った。これは組成式AxBy、即ちMmxN
i3.2CoAl0.2Mn0.6におけるｘの値を種々変化させて本発
明電極Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′及び比較電極ａ′、ｂ′
を作製し、検討を行ったものであり、この結果を第３表
に示す。
中、Laの含有量は15重量％）を用いた電極の、初期活性
能について実験を行った。これは組成式AxBy、即ちMmxN
i3.2CoAl0.2Mn0.6におけるｘの値を種々変化させて本発
明電極Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′及び比較電極ａ′、ｂ′
を作製し、検討を行ったものであり、この結果を第３表
に示す。
第３表に於いて、気一固初期活性能とは、試料（水素
吸蔵合金）のＰ−Ｃ−Ｔ特性を測定するにあたり、水素
を試料部に導入してから、前記合金が水素を吸蔵するの
に要した時間（分）である。また一方、電気化学初期活
性能とは、容量測定用セルを、25℃の条件下、1.0℃の
電流で1.2時間充電後、0.2Cの電流で放電し放電終止電
圧を1.0Vとする充放電サイクルにおいて、第10サイクル
時の放電容量に対する第１サイクル時の放電容量の比率
として示したものである。尚、この電気化学初期活性能
をサイクル数と共にグラフ化したものを、第７図に示
す。
吸蔵合金）のＰ−Ｃ−Ｔ特性を測定するにあたり、水素
を試料部に導入してから、前記合金が水素を吸蔵するの
に要した時間（分）である。また一方、電気化学初期活
性能とは、容量測定用セルを、25℃の条件下、1.0℃の
電流で1.2時間充電後、0.2Cの電流で放電し放電終止電
圧を1.0Vとする充放電サイクルにおいて、第10サイクル
時の放電容量に対する第１サイクル時の放電容量の比率
として示したものである。尚、この電気化学初期活性能
をサイクル数と共にグラフ化したものを、第７図に示
す。
第３表及び第７図の結果より、次のことが理解され
る。ｘの値が1.05〜1.30である本発明の水素吸蔵合金
は、気一固反応に於ける活性化の速さに対応して、電気
化学的反応に於いても、1.0Cという急速充電のサイクル
にもかかわらず、第１サイクルから安定した容量が得ら
れる。
る。ｘの値が1.05〜1.30である本発明の水素吸蔵合金
は、気一固反応に於ける活性化の速さに対応して、電気
化学的反応に於いても、1.0Cという急速充電のサイクル
にもかかわらず、第１サイクルから安定した容量が得ら
れる。
この理由は、組成式においてｘの値が1.3を越える、
即ちｘ＝1.4の時（比較電極ｂ′）には、合金が前述し
た如く均質な組成とはなり難く耐食性が劣化すると共
に、均質な組成でないので水素が移動し難く、水素吸蔵
・放出の活性能が低下する。一方、組成式においてｘの
値が1.05≦ｘ≦1.30である本発明の水素吸蔵合金（本発
明電極Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′）は、化学量論比からず
れた組成比を有する金属間化合物から構成されるが、そ
の合金組成は略均質であって耐食性に優れ、更には合金
の結晶構造が歪んでいると共に組成が均質であるので水
素が移動しやすく、水素吸蔵放出の活性能が向上する。
即ちｘ＝1.4の時（比較電極ｂ′）には、合金が前述し
た如く均質な組成とはなり難く耐食性が劣化すると共
に、均質な組成でないので水素が移動し難く、水素吸蔵
・放出の活性能が低下する。一方、組成式においてｘの
値が1.05≦ｘ≦1.30である本発明の水素吸蔵合金（本発
明電極Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′）は、化学量論比からず
れた組成比を有する金属間化合物から構成されるが、そ
の合金組成は略均質であって耐食性に優れ、更には合金
の結晶構造が歪んでいると共に組成が均質であるので水
素が移動しやすく、水素吸蔵放出の活性能が向上する。
尚、このように初期活性能が優れるということは、た
とえば電池を出荷する際、通常行なわれている化成工程
を削除或いは簡略化することが可能となるものである。
とえば電池を出荷する際、通常行なわれている化成工程
を削除或いは簡略化することが可能となるものである。
〔実施例４〕 次に水素吸蔵合金中のLaの含有量を変化させて、合金
の水素吸蔵量とかかる合金を用いた電池のサイクル寿命
の検討を行った。ここで用いた水素吸蔵合金は、Ａ1.2N
i2Co2.2Al0.8（Ａは希土類元素）の組成を有し、Ａ中の
Laの含有量を種々変化させたものである。第４表に、希
土類元素の組成、その各種水素吸蔵極金の水素吸蔵量及
び前記水素吸蔵合金を用いた電池のサイクル寿命を示
す。尚、水素吸蔵量は、25℃、5atm条件下で求めた値で
ある。又、第８図は、Laの含有量とサイクル寿命との関
係を図示したものである。ここで用いた電池は、実施例
１に準じた。
の水素吸蔵量とかかる合金を用いた電池のサイクル寿命
の検討を行った。ここで用いた水素吸蔵合金は、Ａ1.2N
i2Co2.2Al0.8（Ａは希土類元素）の組成を有し、Ａ中の
Laの含有量を種々変化させたものである。第４表に、希
土類元素の組成、その各種水素吸蔵極金の水素吸蔵量及
び前記水素吸蔵合金を用いた電池のサイクル寿命を示
す。尚、水素吸蔵量は、25℃、5atm条件下で求めた値で
ある。又、第８図は、Laの含有量とサイクル寿命との関
係を図示したものである。ここで用いた電池は、実施例
１に準じた。
この時のサイクル条件は、電池を0.25Cの電流で５時
間充電した後、0.5Cの電流で電池電圧が1.0Vになるまで
放電するという条件であり、電池容量が初期容量の50％
となった時点をサイクル寿命とした。この結果より、希
土類混合物中のLa含有量が10重量％より少なくなると、
他のCe、Ndなどの含有量が多くなり、合金の水素吸蔵量
が低下する。一方、希土類元素の中でLaは、特に充放電
を繰り返すと他の希土類元素に比べ、腐食され易い元素
のためLa含有量が20重量％以上となると、合金の耐食性
が悪くなりサイクル寿命が短かくなる。この様子は、第
８図からも理解され、希土類混合物中のLa含有量は、10
〜18重量％とするのが好ましい。
間充電した後、0.5Cの電流で電池電圧が1.0Vになるまで
放電するという条件であり、電池容量が初期容量の50％
となった時点をサイクル寿命とした。この結果より、希
土類混合物中のLa含有量が10重量％より少なくなると、
他のCe、Ndなどの含有量が多くなり、合金の水素吸蔵量
が低下する。一方、希土類元素の中でLaは、特に充放電
を繰り返すと他の希土類元素に比べ、腐食され易い元素
のためLa含有量が20重量％以上となると、合金の耐食性
が悪くなりサイクル寿命が短かくなる。この様子は、第
８図からも理解され、希土類混合物中のLa含有量は、10
〜18重量％とするのが好ましい。
以上の実験検討結果より、組成式AxBy（但しＡはラン
タンを含む希土類元素で且つ前記ランタンの含有量が全
希土類元素の総量に対して10〜18重量％の範囲であり、
Ｂは主としてNi及びCoよりなる）で表わされ、ｙの値を
5.0とした場合、ｘの値が1.05≦ｘ≦1.30である水素吸
蔵合金は、AB5型の化学量論比を有する合金に比べ、
大幅な水素吸蔵量の増加、活性化が容易、水素吸蔵
・放出反応速度が速い等の特徴を有することがわかる。
そしてこれらの基本特性は、密閉型蓄電池の水素極とし
て用いた場合、電池の高エネルギー密度化が計れる、
放電率特性を向上させる、充放電サイクル時のアル
カリミストの放出が少ない、出荷前の電池化成工程の
簡略化が計れる等の優れた効果を発揮しうる。
タンを含む希土類元素で且つ前記ランタンの含有量が全
希土類元素の総量に対して10〜18重量％の範囲であり、
Ｂは主としてNi及びCoよりなる）で表わされ、ｙの値を
5.0とした場合、ｘの値が1.05≦ｘ≦1.30である水素吸
蔵合金は、AB5型の化学量論比を有する合金に比べ、
大幅な水素吸蔵量の増加、活性化が容易、水素吸蔵
・放出反応速度が速い等の特徴を有することがわかる。
そしてこれらの基本特性は、密閉型蓄電池の水素極とし
て用いた場合、電池の高エネルギー密度化が計れる、
放電率特性を向上させる、充放電サイクル時のアル
カリミストの放出が少ない、出荷前の電池化成工程の
簡略化が計れる等の優れた効果を発揮しうる。
尚、実施例では組成式においてＢを構成する主元素で
あるNi、Coの一部を置換する元素としてAl、Mnを用いた
が、これ以外にCr、Fe、Cu、Si、In、Sn、Ga及びGe等を
使用することができる。
あるNi、Coの一部を置換する元素としてAl、Mnを用いた
が、これ以外にCr、Fe、Cu、Si、In、Sn、Ga及びGe等を
使用することができる。
（ト） 発明の効果 本発明の水素吸蔵合金電極によれば、サイクル特性の
向上、電極の高容量化及び初期活性能の向上が計れ、高
エネルギー密度を有しかつ長寿命のアルカリ蓄電池が提
供できるものであり、その工業的価値は極めて大きい。
向上、電極の高容量化及び初期活性能の向上が計れ、高
エネルギー密度を有しかつ長寿命のアルカリ蓄電池が提
供できるものであり、その工業的価値は極めて大きい。
第１図及び第２図はいずれも水素吸蔵合金のＸ線回折分
析結果図であり、第１図は本発明に係る合金の図、第２
図は比較例の合金の図、第３図は電池のサイクル特性
図、第４図はサイクル数と電池重量減少の関係を示す
図、第５図は電池の放電電流値と電池電圧の関係を示す
図、第６図は組成式においてｘの値を変化させたときの
電極容量を示す図、第７図は電極の電気化学的活性能を
示す図、第８図は合金中においてLaの含有量を変化させ
た時の電池のサイクル寿命を示す図である。 Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ……本発明電池、ａ、ｂ、
ｃ、ｄ、ｅ……比較電池。
析結果図であり、第１図は本発明に係る合金の図、第２
図は比較例の合金の図、第３図は電池のサイクル特性
図、第４図はサイクル数と電池重量減少の関係を示す
図、第５図は電池の放電電流値と電池電圧の関係を示す
図、第６図は組成式においてｘの値を変化させたときの
電極容量を示す図、第７図は電極の電気化学的活性能を
示す図、第８図は合金中においてLaの含有量を変化させ
た時の電池のサイクル寿命を示す図である。 Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ……本発明電池、ａ、ｂ、
ｃ、ｄ、ｅ……比較電池。
Claims (2)
- 【請求項１】組成式AxBy（但しＡはランタンを含む希土
類元素で且つ前記ランタンの含有量が全希土類元素の総
量に対して10〜18重量％の範囲であり、Ｂは主としてNi
及びCoよりなる）で表わされ、ｙの値を5.0とした場
合、ｘの値が1.0≦ｘ≦1.30である水素吸蔵合金を主成
分として含有することを特徴とする水素吸蔵合金電極。 - 【請求項２】前記組成式AxByにおいて、Ｂを構成する主
元素としてのNi及びCoは一部他の元素と置換可能であ
り、該他の元素は、Cr、Mn、Fe、Cu、Al、Si、In、Sn、
Ga及びGeの中から選ばれた少なくとも１つであることを
特徴とする請求項記載の水素吸蔵合金電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63218907A JP2680623B2 (ja) | 1988-09-01 | 1988-09-01 | 水素吸蔵合金電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63218907A JP2680623B2 (ja) | 1988-09-01 | 1988-09-01 | 水素吸蔵合金電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0268856A JPH0268856A (ja) | 1990-03-08 |
| JP2680623B2 true JP2680623B2 (ja) | 1997-11-19 |
Family
ID=16727184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63218907A Expired - Fee Related JP2680623B2 (ja) | 1988-09-01 | 1988-09-01 | 水素吸蔵合金電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2680623B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0750605B2 (ja) * | 1989-07-26 | 1995-05-31 | 古河電池株式会社 | アルカリ蓄電池用水素吸蔵電極 |
| JPH03126832A (ja) * | 1989-10-11 | 1991-05-30 | Furukawa Battery Co Ltd:The | アルカリ蓄電池用水素吸蔵電極 |
| CN1167153C (zh) | 1999-02-24 | 2004-09-15 | 松下电器产业株式会社 | 贮氢合金电极、电极制造方法及碱性蓄电池 |
| GB2544472B (en) * | 2015-11-16 | 2018-05-02 | Nunn Adrian | An improved syringe safety disposal device |
-
1988
- 1988-09-01 JP JP63218907A patent/JP2680623B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0268856A (ja) | 1990-03-08 |
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