JP2762700B2 - 水素吸蔵Ni―Zr系合金 - Google Patents
水素吸蔵Ni―Zr系合金Info
- Publication number
- JP2762700B2 JP2762700B2 JP2132251A JP13225190A JP2762700B2 JP 2762700 B2 JP2762700 B2 JP 2762700B2 JP 2132251 A JP2132251 A JP 2132251A JP 13225190 A JP13225190 A JP 13225190A JP 2762700 B2 JP2762700 B2 JP 2762700B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen storage
- hydrogen
- alloy
- discharge
- negative electrode
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
結晶構造をもち、特に密閉型Ni−水素蓄電池の負極活物
質として用いるのに適した水素吸蔵Ni-Zr系合金に関す
るものである。
物質として用いてなる負極と、Ni正極と、さらにセパレ
ータおよびアルカリ電解液で構成され、かつ前記負極を
構成する水素吸蔵合金には、 (a) 室温付近での水素吸蔵・放出能が大きい。
圧に相当する平衡水素解離圧が比較的低い(5気圧以
下)。
化性)がある。
難い。
さらにこのような性質を具備した水素吸蔵合金を負極の
活物質として用いてなる密閉型Ni−水素蓄電池は、大き
な放電容量、長い充・放電サイクル寿命、すぐれた急速
充・放電特性、および低自己放電などの好ましい性能を
発揮するようになることも良く知られるところである。
する活物質として用いるのに適した水素吸蔵合金の開発
が盛んに行なわれ、例えば特開昭61-45563号公報に記載
されるMgZn2型結晶構造、すなわち六方晶C14型結晶構造
をもった水素吸蔵合金はじめ、多数の水素吸蔵合金が提
案されている。
も密閉型Ni−水素蓄電池の負極活物質として用いる場合
に要求される上記の性質をすべて満足して具備するもの
ではなく、より一層の開発が望まれているのが現状であ
る。
密閉型Ni−水素蓄電池の負極活物質として用いるのに適
した水素吸蔵合金を開発すべく研究を行なった結果、重
量%で(以下%は重量%を示す)、 Zr :10〜37%、 Ti :5〜25%、 Mn :4〜20%、 Fe :0.01〜5%、 Pd :0.005〜5%、 V :0.1〜15%、 Al :0.01〜4.5%、 を含有し、さらに必要に応じて、 Cu :1〜7%、 Cr :0.05〜6%、 を含有し、残りがNiと不可避不純物からなる組成を有す
る水素吸蔵Ni-Zr系合金は、MgZn2型結晶構造(六方晶C1
4型結晶構造)をもち、密閉型Ni−水素蓄電池の負極活
物質として用いる場合に要求される上記(a)〜(g)
の性質を十分満足した状態で具備し、したがってこれを
負極活物質として用いた密閉型Ni−水素蓄電池は、大き
なエネルギー密度と電気容量をもち、かつ長いサイクル
寿命を示すようになるほか、自己放電が小さくなり、さ
らに高率充・放電特性にもすぐれ、無公害および低コス
トと合わせて、すぐれた性能を発揮するようになるとい
う研究結果を得たのである。
であって、以下に上記水素吸蔵Ni-Zr系合金の成分組成
を上記の通りに限定した理由を説明する。
素吸蔵・放出特性を具備せしめると共に、室温における
平衡水素解離圧(プラトー圧)を、例えば5気圧以下に
低下させる作用があるが、その含有量がそれぞれZr:10
%未満およびTi:5%未満では前記作用に所望の効果が得
られず、一方Zrの含有量が37%を越えると、放電容量の
水素解離圧依存の点では問題はないが、水素吸蔵・放出
能が低下するようになり、またTiの含有量が25%を越え
ると、平衡水素解離圧が例えば5気圧以上に上昇するよ
うになり、大きな放電容量を確保するためには高い水素
解離圧を必要とするようになって蓄電池として好ましく
ないものとなることから、その含有量を、それぞれZr:1
0〜37%、Ti:5〜25%と定めた。
カリ電解液中での合金の耐食性および耐久性を向上させ
るほか、蓄電池の負極活物質として用いた場合に自己放
電を抑制する作用があるが、その含有量が4%未満では
前記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量が20
%を越えると、水素吸蔵・放出特性が損なわれるように
なることから、その含有量を4〜20%と定めた。
どの粉末化に際して、形成された粉末を整粒化する作用
があるが、その含有量が0.01%未満では前記作用に所望
の効果が得られず、一方その含有量が5%を越えると耐
食性が低下し、蓄電池に適用した場合、これの自己放電
が進行するようになることから、その含有量を0.01〜5
%と定めた。
−水素蓄電池の負極活物質として用いた場合に放電容量
を増加させて、その使用寿命の著しい延命化に寄与する
作用があるが、その含有量が0.005%未満では前記作用
に所望の効果が得られず、一方その含有量が5%を越え
ると前記作用に低下傾向が現われるようになることか
ら、その含有量を0.005〜5%と定めた。
る平衡水素解離圧が過度に高くなく(例えば5気圧以
下)、かつ水素吸蔵・放出量ができるだけ大きいことが
望まれるが、V成分には、このような水素吸蔵・放出量
の増大および平衡水素圧の適正化に寄与する作用がある
が、その含有量が0.1%未満では前記作用に所望の効果
が得られず、一方その含有量が15%を越えると、平衡水
素圧が高くなりすぎるようになるほか、電解液中に溶け
出して、自己放電が助長されるようになることから、そ
の含有量を0.1〜15%と定めた。
く、合金の耐食性を一段と向上させ、もって蓄電池の自
己放電を一層抑制する作用があるが、その含有量が0.01
%未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方その
含有量が4.5%を越えると、水素吸蔵・放出能が目立っ
て低下するようになることから、その含有量を0.01〜4.
5%と定めた。
圧の適正化を一段と促進する作用があるので、必要に応
じて含有されるが、その含有量が1%未満では前記作用
に所望の向上効果が得られず、一方その含有量が7%を
越えると、水素吸蔵・放出量の低下を招き、放電容量が
低下するようになることから、その含有量が1〜7%と
定めた。
く、アルカリ電解液中での耐食性を一段と向上させる作
用があるので、必要に応じて含有されるが、その含有量
が0.05%未満では前記作用に所望の向上効果が得られ
ず、一方その含有量が6%を越えると、水素吸蔵・放出
能が低下するようになることから、その含有量を0.05〜
6%と定めた。
より具体的に説明する。
ぞれ第1表に示される成分組成をもったNi-Zr系合金溶
湯を調製し、銅鋳型に鋳造してインゴットした後、この
インゴットをAr雰囲気中、900〜1000℃の範囲内の所定
温度に5時間保持の条件で焼鈍し、ついでジョークラッ
シャを用い、粗粉砕して直径:2mm以下の粗粒とし、さら
にボールミルを用いて微粉砕して350mesh以下の粒度と
することによりいずれもMgZn2型結晶構造をもった本発
明水素吸蔵合金1〜23、比較水素吸蔵合金1〜10、およ
び従来水素吸蔵合金をそれぞれ製造した。
を活物質として用い、まず、これにポリビニールアルコ
ール(PVA)の2%水溶液を添加してペースト化した
後、95%の多孔度を有する市販のNiウイスカー不織布に
充填し、乾燥し、 さらに加圧して、平面寸法:42mm×35mmにして、厚さ:0.
60〜0.65mmの形状(活物質充填量:約2.8g)とし、これ
らの一辺にリードとなるNi薄板を溶接により取付けて負
極を製造し、一方正極として同寸法のNi焼結板を2枚用
意し、これを前記負極の両側に配置し、30%KOH水溶液
を装入することにより密閉型Ni−水素蓄電池を製造し
た。
放電池とし、かつ正極の容量を負極の容量より著しく大
きくすることにより負極の容量を測定し易くした。
成分のうちのいずれかの成分含有量(第1表に※印を付
す)がこの発明の範囲から外れた組成をもつものであ
る。
度:0.2C、充電電気量:負極容量の130%の条件で充・放
電試験を行い、1回の充電と放電を1サイクルとし、12
0サイクル後、240サイクル後、および360サイクル後に
おける放電容量をそれぞれ測定した。
末状水素吸蔵合金を用い、平面サイズを90mm×40mm、厚
さ:0.60〜0.65mmとし、容量:1450〜1500mAh(活物質充
填量:約6g)とする以外は、上記の充・放電試験で用い
た蓄電池の負極板と同一の条件で負極板を製造し、一方
正極板は、95%の多孔度を有するNiウイスカー不織布に
水酸化ニッケル〔Ni(OH)2〕を活物質として充填し、
乾燥し、さらにプレス加工した後、リードを取付けて、
平面寸法:70mm×40mm、厚さ:0.65〜0.70mmの形状(容
量:1000〜1050mAh)とすることにより製造し、この結果
得られた負極板と正極板を、セパレータを介してうず巻
き状にした状態で、電解液と共にケース(これは端子
と兼用)の中に収容した構造の密閉型Ni−水素蓄電池と
した。なお、この蓄電池においては、正極容量より負極
容量を大きくして正極律則の蓄電池を構成した。
室温で0.2C(200mA)で7時間充電し、ついで蓄電池を4
5℃に温度セットしてある恒温槽中に開路状態(電池に
負荷をかけない状態)で、1.5週間および2.5週間放置
し、放置後、とり出して、室温で0.2C(200mA)放電を
行ない、容量残存率を求めることにより行なった。
種の水素吸蔵合金について、一般にHuey試験と呼ばれて
いる方法を用い、試験片を上記のインゴットより切り出
してプラスチック樹脂に埋め込み、腐食面をエメリーペ
ーパー#600で研磨仕上げした状態で、コールドフィン
ガー型コンデンサー付三角フラスコに装入し、沸騰した
35%KOH水溶液中に240時間保持の条件でアルカリ電解液
腐食試験を行ない、試験後の腐食減量を測定した。これ
らの測定結果を第1表に示した。
23は、いずれも従来水素吸蔵合金に比して、アルカリ電
解液に対してすぐれた耐食性を示し、さらにこれを密閉
型Ni−水素蓄電池の負極活物質として用いた場合、蓄電
池は高容量をもつようになり、従来水素吸蔵合金を用い
た蓄電池に比して充・放電サイクルを繰り返した場合の
容量低下が著しく小さいという好ましい結果を示すこと
が明らかであり、一方比較水素吸蔵合金1〜10に見られ
るように、構成成分のうちのいずれかの成分含有量でも
この発明の範囲から外れると、本発明水素吸蔵合金に比
して、アルカリ電解液に対する耐食性、並びにこれを蓄
電池の負極活物質として用いた場合の蓄電池の放電容量
および自己放電のうちの少なくともいずれかの特性が劣
ったものになることが明らかである。
アルカリ電解液に対する耐食性にすぐれているほか、特
に密閉型Ni−水素蓄電池の負極活物質として用いた場合
に、負極活物質に要求される特性をすべて十分満足する
状態で具備しているので、蓄電池の自己放電が著しく低
減し、さらに長いサイクル寿命に亘って大きな放電容量
が確保されるようになるほど工業上有用な特性を有する
のである。
Claims (4)
- 【請求項1】Zr :10〜37%、 Ti :5〜25%、 Mn :4〜20%、 Fe :0.01〜5%、 Pd :0.005〜5%、 V :0.1〜15%、 Al :0.01〜4.5%、 を含有し、残りがNiと不可避不純物からなる組成(以上
重量%)を有することを特徴とするMgZn2型結晶構造を
もった水素吸蔵Ni-Zr系合金。 - 【請求項2】Zr :10〜37%、 Ti :5〜25%、 Mn :4〜20%、 Fe :0.01〜5%、 Pd :0.005〜5%、 V :0.1〜15%、 Al :0.01〜4.5%、 を含有し、さらに、 Cu :1〜7%、 を含有し、残りがNiと不可避不純物からなる組成(以上
重量%)を有することを特徴とするMgZn2型結晶構造を
もった水素吸蔵Ni-Zr系合金。 - 【請求項3】Zr :10〜37%、 Ti :5〜25%、 Mn :4〜20%、 Fe :0.01〜5%、 Pd :0.005〜5%、 V :0.1〜15%、 Al :0.01〜4.5%、 を含有し、さらに、 Cr :0.06〜6%、 を含有し、残りがNiと不可避不純物からなる組成(以上
重量%)を有することを特徴とするMgZn2型結晶構造を
もった水素吸蔵Ni-Zr系合金。 - 【請求項4】Zr :10〜37%、 Ti :5〜25%、 Mn :4〜20%、 Fe :0.01〜5%、 Pd :0.005〜5%、 V :0.1〜15%、 Al :0.01〜4.5%、 を含有し、さらに、 Cu :1〜7%、 Cr :0.06〜6%、 を含有し、残りがNiと不可避不純物からなる組成(以上
重量%)を有することを特徴とするMgZn2型結晶構造を
もった水素吸蔵Ni-Zr系合金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2132251A JP2762700B2 (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | 水素吸蔵Ni―Zr系合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2132251A JP2762700B2 (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | 水素吸蔵Ni―Zr系合金 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0426733A JPH0426733A (ja) | 1992-01-29 |
JP2762700B2 true JP2762700B2 (ja) | 1998-06-04 |
Family
ID=15076909
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2132251A Expired - Lifetime JP2762700B2 (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | 水素吸蔵Ni―Zr系合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2762700B2 (ja) |
-
1990
- 1990-05-22 JP JP2132251A patent/JP2762700B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0426733A (ja) | 1992-01-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2805994B2 (ja) | 水素吸蔵Ni―Zr系合金 | |
JP2762715B2 (ja) | 水素吸蔵Ni―Zr系合金 | |
JP2762717B2 (ja) | 水素吸蔵Ni―Zr系合金 | |
JP2762700B2 (ja) | 水素吸蔵Ni―Zr系合金 | |
JP2762699B2 (ja) | 水素吸蔵Ni―Zr系合金 | |
JP2762702B2 (ja) | 水素吸蔵Ni―Zr系合金 | |
JP2762667B2 (ja) | 水素吸蔵Ni―Zr系合金 | |
JP2762663B2 (ja) | 水素吸蔵Ni―Zr系合金 | |
JP2762701B2 (ja) | 水素吸蔵Ni―Zr系合金 | |
JP2762713B2 (ja) | 水素吸蔵Ni―Zr系合金 | |
JP2806011B2 (ja) | 水素吸蔵Ni―Zr系合金 | |
JP2762668B2 (ja) | 水素吸蔵Ni―Zr系合金 | |
JP2806012B2 (ja) | 水素吸蔵Ni―Zr系合金 | |
JP2762671B2 (ja) | 水素吸蔵Ni―Zr系合金 | |
JP2762669B2 (ja) | 水素吸蔵Ni―Zr系合金 | |
JP2762662B2 (ja) | 水素吸蔵Ni―Zr系合金 | |
JP2806013B2 (ja) | 水素吸蔵Ni―Zr系合金 | |
JP2806010B2 (ja) | 水素吸蔵Ni―Zr系合金 | |
JP2847931B2 (ja) | 水素吸蔵Ni―Zr系合金 | |
JP2762714B2 (ja) | 水素吸蔵Ni―Zr系合金 | |
JPH0675398B2 (ja) | 密閉型アルカリ蓄電池 | |
JPH0639646B2 (ja) | 水素吸蔵Ni―Zr系合金および密閉型Ni―水素蓄電池 | |
JPH07103434B2 (ja) | 水素吸蔵Ni基合金および密閉型Ni―水素蓄電池 | |
JPH0639645B2 (ja) | 水素吸蔵Ni―Zr系合金および密閉型Ni―水素蓄電池 | |
JPH0639644B2 (ja) | 水素吸蔵N▲下i▼―Zr系合金および密閉型Ni―水素蓄電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080327 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090327 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090327 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100327 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100327 Year of fee payment: 12 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100327 Year of fee payment: 12 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110327 Year of fee payment: 13 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110327 Year of fee payment: 13 |