JP2962857B2 - 金属−水素アルカリ蓄電池 - Google Patents
金属−水素アルカリ蓄電池Info
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- JP2962857B2 JP2962857B2 JP3098538A JP9853891A JP2962857B2 JP 2962857 B2 JP2962857 B2 JP 2962857B2 JP 3098538 A JP3098538 A JP 3098538A JP 9853891 A JP9853891 A JP 9853891A JP 2962857 B2 JP2962857 B2 JP 2962857B2
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- 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
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- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水素吸蔵合金を主体と
する負極と、金属酸化物を主体とする正極とを備えた金
属−水素アルカリ蓄電池に関する。
する負極と、金属酸化物を主体とする正極とを備えた金
属−水素アルカリ蓄電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来からよく用いられる蓄電池として
は、鉛電池及びニッケル−カドミウム電池がある。しか
し、近年、これら電池より軽量で且つ高容量となる可能
性があるということで、特に常圧で負極活物質である水
素を可逆的に吸蔵及び放出することのできる水素吸蔵合
金を備えた電極を負極に用い、水酸化ニッケルなどの金
属酸化物を正極活物質とする電極を正極に用いた金属−
水素アルカリ蓄電池が注目されている。
は、鉛電池及びニッケル−カドミウム電池がある。しか
し、近年、これら電池より軽量で且つ高容量となる可能
性があるということで、特に常圧で負極活物質である水
素を可逆的に吸蔵及び放出することのできる水素吸蔵合
金を備えた電極を負極に用い、水酸化ニッケルなどの金
属酸化物を正極活物質とする電極を正極に用いた金属−
水素アルカリ蓄電池が注目されている。
【０００３】ここで、上記金属−水素アルカリ蓄電池の
負極は、例えば、以下のようにして作製していた。先
ず、ルツボ内に合金材料を充填し、これを溶融して溶湯
を作成した後、この溶湯を冷却してインゴットを作製
し、次いで、この合金粉末を窒素雰囲気中で粉砕して水
素吸蔵合金粉末を作成する。この後、この合金粉末と結
着剤とを混合してペーストを作成し、このペーストを導
電性芯体に塗着することにより作製していた。
負極は、例えば、以下のようにして作製していた。先
ず、ルツボ内に合金材料を充填し、これを溶融して溶湯
を作成した後、この溶湯を冷却してインゴットを作製
し、次いで、この合金粉末を窒素雰囲気中で粉砕して水
素吸蔵合金粉末を作成する。この後、この合金粉末と結
着剤とを混合してペーストを作成し、このペーストを導
電性芯体に塗着することにより作製していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
にして作製した負極において、水素吸蔵合金粉末表面に
は酸化物が形成されると共に、水素吸蔵合金粉末が結着
剤によって被覆されることになる。したがって、水素吸
蔵合金粉末間の導電性が低下して、集電性が低下し、こ
の結果高率放電特性が低下するという課題を有してい
た。
にして作製した負極において、水素吸蔵合金粉末表面に
は酸化物が形成されると共に、水素吸蔵合金粉末が結着
剤によって被覆されることになる。したがって、水素吸
蔵合金粉末間の導電性が低下して、集電性が低下し、こ
の結果高率放電特性が低下するという課題を有してい
た。
【０００５】本発明は係る現状を考慮してなされたもの
であって、集電性を向上させることにより、高率放電特
性を飛躍的に向上させることができる金属−水素アルカ
リ蓄電池の提供を目的としている。
であって、集電性を向上させることにより、高率放電特
性を飛躍的に向上させることができる金属−水素アルカ
リ蓄電池の提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、集電体の少なくとも一方の面に、結着剤を
含む水素吸蔵合金層が形成された負極と、金属酸化物を
主体とする正極とを備えた金属−水素アルカリ蓄電池に
おいて、前記水素吸蔵合金の形状は線状を成しているこ
とを特徴とする。
するために、集電体の少なくとも一方の面に、結着剤を
含む水素吸蔵合金層が形成された負極と、金属酸化物を
主体とする正極とを備えた金属−水素アルカリ蓄電池に
おいて、前記水素吸蔵合金の形状は線状を成しているこ
とを特徴とする。
【０００７】
【作用】上記の如く、線状の水素吸蔵合金を用いれば、
集電体と水素吸蔵合金層の表面に位置する水素吸蔵合金
との間に介在する水素吸蔵合金の数が減少することにな
る。したがって、充放電を行う場合に、水素吸蔵合金の
表面に形成された酸化物や結着剤を多数経ることなく、
集電体と水素吸蔵合金層の表面に位置する水素吸蔵合金
との間で電流が流れる。したがって、負極の抵抗が減少
することになる。
集電体と水素吸蔵合金層の表面に位置する水素吸蔵合金
との間に介在する水素吸蔵合金の数が減少することにな
る。したがって、充放電を行う場合に、水素吸蔵合金の
表面に形成された酸化物や結着剤を多数経ることなく、
集電体と水素吸蔵合金層の表面に位置する水素吸蔵合金
との間で電流が流れる。したがって、負極の抵抗が減少
することになる。
【０００８】
【実施例】本発明の一実施例を、図１〜図４に基づい
て、以下に説明する。〔実施例〕図１は本発明の一例を
示す円筒型ニッケル−水素アルカリ蓄電池の断面図であ
り、焼結式ニッケルから成る正極１と、線状の水素吸蔵
合金を含む負極２と、これら正負両極１・２間に介挿さ
れたセパレータ３とから成る電極群４は渦巻状に巻回さ
れている。この電極群４は負極端子兼用の外装罐６内に
配置されており、この外装罐６と上記負極２とは負極用
導電タブ５により接続されている。上記外装罐６の上部
開口にはパッキング７を介して封口体８が装着されてお
り、この封口体８の内部にはコイルスプリング９が設け
られている。このコイルスプリング９は電池内部の内圧
が異常上昇したときに矢印Ａ方向に押圧されて内部のガ
スが大気中に放出されるように構成されている。また、
上記封口体８と前記正極１とは正極用導電タブ１０にて
接続されている。
て、以下に説明する。〔実施例〕図１は本発明の一例を
示す円筒型ニッケル−水素アルカリ蓄電池の断面図であ
り、焼結式ニッケルから成る正極１と、線状の水素吸蔵
合金を含む負極２と、これら正負両極１・２間に介挿さ
れたセパレータ３とから成る電極群４は渦巻状に巻回さ
れている。この電極群４は負極端子兼用の外装罐６内に
配置されており、この外装罐６と上記負極２とは負極用
導電タブ５により接続されている。上記外装罐６の上部
開口にはパッキング７を介して封口体８が装着されてお
り、この封口体８の内部にはコイルスプリング９が設け
られている。このコイルスプリング９は電池内部の内圧
が異常上昇したときに矢印Ａ方向に押圧されて内部のガ
スが大気中に放出されるように構成されている。また、
上記封口体８と前記正極１とは正極用導電タブ１０にて
接続されている。
【０００９】ここで、上記構造の円筒型ニッケル−水素
アルカリ蓄電池を、以下のようにして作製した。先ず、
負極２の製造方法を図２に基づいて、以下に示す。尚、
図２に示す装置は、溶融状態の水素吸蔵合金を用いて線
状の水素吸蔵合金を作成する装置であり、溶融状態の水
素吸蔵合金２５を貯留する溶湯貯留部２０が設けられて
いる。この溶湯貯留部２０の先端には直径０．５mmのノ
ズル２１が設けられており、このノズル２１の下方には
ノズル２１から噴出した水素吸蔵合金を冷却するための
水２３が貯留された水貯留部２２が設けられている。こ
の水貯留部２２内の水は、モータ２４の軸に取り付けら
れたスクリュー（図示せず）により、水流が形成される
ような構造となっている。
アルカリ蓄電池を、以下のようにして作製した。先ず、
負極２の製造方法を図２に基づいて、以下に示す。尚、
図２に示す装置は、溶融状態の水素吸蔵合金を用いて線
状の水素吸蔵合金を作成する装置であり、溶融状態の水
素吸蔵合金２５を貯留する溶湯貯留部２０が設けられて
いる。この溶湯貯留部２０の先端には直径０．５mmのノ
ズル２１が設けられており、このノズル２１の下方には
ノズル２１から噴出した水素吸蔵合金を冷却するための
水２３が貯留された水貯留部２２が設けられている。こ
の水貯留部２２内の水は、モータ２４の軸に取り付けら
れたスクリュー（図示せず）により、水流が形成される
ような構造となっている。
【００１０】上記装置を用いて負極を作製する際には、
先ず、市販のＭｍ（ミッシュメタル：希土類元素の混合
物）、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＡｌを元素比で１：３．
２：１：０．６：０．２の割合となるように秤量した
後、アルゴンガス雰囲気中の高周波溶解炉内で溶解す
る。次に、この溶湯を上記溶湯貯留部２０に充填する
と、溶湯２５の圧力によりノズル２１から線状の溶融水
素吸蔵合金が落下する。そして、この溶融水素吸蔵合金
が水中に落下して冷却されると硬化して、ＭｍＮｉ3.2
ＣｏＭｎ0.6 Ａｌ0.2 で示される線状の水素吸蔵合金が
作製される。尚、このようにして作製した線状の水素吸
蔵合金の直径は５０〜５００μｍである。
先ず、市販のＭｍ（ミッシュメタル：希土類元素の混合
物）、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＡｌを元素比で１：３．
２：１：０．６：０．２の割合となるように秤量した
後、アルゴンガス雰囲気中の高周波溶解炉内で溶解す
る。次に、この溶湯を上記溶湯貯留部２０に充填する
と、溶湯２５の圧力によりノズル２１から線状の溶融水
素吸蔵合金が落下する。そして、この溶融水素吸蔵合金
が水中に落下して冷却されると硬化して、ＭｍＮｉ3.2
ＣｏＭｎ0.6 Ａｌ0.2 で示される線状の水素吸蔵合金が
作製される。尚、このようにして作製した線状の水素吸
蔵合金の直径は５０〜５００μｍである。
【００１１】この後、上記線状の水素吸蔵合金に、結着
剤としてのＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）粉
末を５ｗｔ％加えて混練し、ペーストを作成する。更
に、このペーストをパンチングメタルから成る集電体の
両面に塗布して乾燥させた後、ローラでプレスすること
により負極２を作製した。尚、この負極２の構造は、図
３に示すように、線状の水素吸蔵合金３０間に結着剤３
１が介在するような構造となっている。
剤としてのＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）粉
末を５ｗｔ％加えて混練し、ペーストを作成する。更
に、このペーストをパンチングメタルから成る集電体の
両面に塗布して乾燥させた後、ローラでプレスすること
により負極２を作製した。尚、この負極２の構造は、図
３に示すように、線状の水素吸蔵合金３０間に結着剤３
１が介在するような構造となっている。
【００１２】次いで、上記負極２と、焼結式ニッケル正
極１とを、不織布からなるセパレータ３を介して巻回
し、電極群４を作製した。しかる後、この電極群４を外
装罐６内に挿入し、更に３０重量％のＫＯＨ水溶液を上
記外装罐６内に注液した後、外装罐６を密閉することに
より円筒型ニッケル−水素蓄電池を作製した。尚、この
ようにして作製した電池の理論容量は、１０００mAh で
ある。
極１とを、不織布からなるセパレータ３を介して巻回
し、電極群４を作製した。しかる後、この電極群４を外
装罐６内に挿入し、更に３０重量％のＫＯＨ水溶液を上
記外装罐６内に注液した後、外装罐６を密閉することに
より円筒型ニッケル−水素蓄電池を作製した。尚、この
ようにして作製した電池の理論容量は、１０００mAh で
ある。
【００１３】このようにして作製した電池を、以下
（Ａ）電池と称する。 〔比較例〕線状の水素吸蔵合金の代わりに粉末状の水素
吸蔵合金を用いる他は、上記実施例と同様にして電池を
作成した。尚、粉末状の水素吸蔵合金は、上記実施例と
同様にして高周波溶解炉内で溶解させた水素吸蔵合金の
溶湯を、先ず、冷却させることによりインゴットを作成
し、このインゴットを窒素雰囲気中でカッタミルで粉砕
することにより作成した。また、この負極の構造は、図
４に示すように、粉末状の水素吸蔵合金３２間に結着剤
３１が介在するような構造となっている。
（Ａ）電池と称する。 〔比較例〕線状の水素吸蔵合金の代わりに粉末状の水素
吸蔵合金を用いる他は、上記実施例と同様にして電池を
作成した。尚、粉末状の水素吸蔵合金は、上記実施例と
同様にして高周波溶解炉内で溶解させた水素吸蔵合金の
溶湯を、先ず、冷却させることによりインゴットを作成
し、このインゴットを窒素雰囲気中でカッタミルで粉砕
することにより作成した。また、この負極の構造は、図
４に示すように、粉末状の水素吸蔵合金３２間に結着剤
３１が介在するような構造となっている。
【００１４】このようにして作製した電池を、以下
（Ｘ）電池と称する。 〔実験〕上記本発明の（Ａ）電池及び比較例の（Ｘ）電
池とにおいて、放電電流値を代えて放電を行い、その変
化を調べたので、その結果を下記表１に示す。尚、実験
は以下のようにして行った。先ず、充電電流０．３Ｃで
４時間充電した後、放電電流０．３Ｃで放電終止電圧１
Ｖまで放電するという充放電サイクルを５回繰り返し、
５回目の放電容量を調べる。次に、充電電流０．３Ｃで
４時間充電した後、放電電流４Ｃで放電終止電圧０．８
Ｖまで放電し、この際の放電容量を調べた。
（Ｘ）電池と称する。 〔実験〕上記本発明の（Ａ）電池及び比較例の（Ｘ）電
池とにおいて、放電電流値を代えて放電を行い、その変
化を調べたので、その結果を下記表１に示す。尚、実験
は以下のようにして行った。先ず、充電電流０．３Ｃで
４時間充電した後、放電電流０．３Ｃで放電終止電圧１
Ｖまで放電するという充放電サイクルを５回繰り返し、
５回目の放電容量を調べる。次に、充電電流０．３Ｃで
４時間充電した後、放電電流４Ｃで放電終止電圧０．８
Ｖまで放電し、この際の放電容量を調べた。
【００１５】
【表１】
【００１６】上記表１から明らかなように、放電電流
０．３Ｃで放電した際には本発明の（Ａ）電池と比較例
の（Ｘ）電池とでは差異は認められないが、放電電流４
Ｃで放電した際には本発明の（Ａ）電池は比較例の
（Ｘ）電池に比べて、放電容量が格段に大きくなってい
ることが認められる。 〔その他の事項〕線状の水素吸蔵合金の作成方法とし
ては、上記実施例に示すものに限定するものではなく、
その他の方法で作成しても上記と同様の効果がある。
水素吸蔵合金としては、上記実施例に示すももの他、Ｔ
ｉ系水素吸蔵合金等いかなる水素吸蔵合金にも適用しう
ることは勿論である。線状の水素吸蔵合金の直径は限
定しないが、上述の如く５０〜５００μｍの範囲である
ことが好ましい。
０．３Ｃで放電した際には本発明の（Ａ）電池と比較例
の（Ｘ）電池とでは差異は認められないが、放電電流４
Ｃで放電した際には本発明の（Ａ）電池は比較例の
（Ｘ）電池に比べて、放電容量が格段に大きくなってい
ることが認められる。 〔その他の事項〕線状の水素吸蔵合金の作成方法とし
ては、上記実施例に示すものに限定するものではなく、
その他の方法で作成しても上記と同様の効果がある。
水素吸蔵合金としては、上記実施例に示すももの他、Ｔ
ｉ系水素吸蔵合金等いかなる水素吸蔵合金にも適用しう
ることは勿論である。線状の水素吸蔵合金の直径は限
定しないが、上述の如く５０〜５００μｍの範囲である
ことが好ましい。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、集
電体と水素吸蔵合金層の表面に位置する水素吸蔵合金と
の間の抵抗が減少して、負極の集電性が向上する。この
結果、金属−水素アルカリ蓄電池の高率放電特性を飛躍
的に向上させることができるといった効果を奏する。
電体と水素吸蔵合金層の表面に位置する水素吸蔵合金と
の間の抵抗が減少して、負極の集電性が向上する。この
結果、金属−水素アルカリ蓄電池の高率放電特性を飛躍
的に向上させることができるといった効果を奏する。
【図１】本発明の一例を示す円筒型ニッケル−水素アル
カリ蓄電池の断面図である。
カリ蓄電池の断面図である。
【図２】線状の水素吸蔵合金を作製する装置の一例を示
す説明図である。
す説明図である。
【図３】本発明の（Ａ）電池の負極構造を示す説明図で
ある。
ある。
【図４】比較例の（Ｘ）電池の負極構造を示す説明図で
ある。
ある。
１ 正極 ２ 負極 ３０ 線状の水素吸蔵合金 ３１ 結着剤
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 4/24 - 4/26 H01M 4/38
Claims (1)
- 【請求項１】 集電体の少なくとも一方の面に、結着剤
と水素吸蔵合金とを含む層が形成された負極と、金属酸
化物を主体とする正極とを備えた金属−水素アルカリ蓄
電池において、前記水素吸蔵合金の形状は線状を成して
いることを特徴とする金属−水素アルカリ蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3098538A JP2962857B2 (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 金属−水素アルカリ蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3098538A JP2962857B2 (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 金属−水素アルカリ蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04329261A JPH04329261A (ja) | 1992-11-18 |
| JP2962857B2 true JP2962857B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=14222470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3098538A Expired - Fee Related JP2962857B2 (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 金属−水素アルカリ蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2962857B2 (ja) |
-
1991
- 1991-04-30 JP JP3098538A patent/JP2962857B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04329261A (ja) | 1992-11-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070806 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080806 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |