JP2966467B2 - アルカリ蓄電池用電極材料の製造方法 - Google Patents
アルカリ蓄電池用電極材料の製造方法Info
- Publication number
- JP2966467B2 JP2966467B2 JP2090908A JP9090890A JP2966467B2 JP 2966467 B2 JP2966467 B2 JP 2966467B2 JP 2090908 A JP2090908 A JP 2090908A JP 9090890 A JP9090890 A JP 9090890A JP 2966467 B2 JP2966467 B2 JP 2966467B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tungsten
- battery
- hydrogen storage
- alloy
- storage alloy
- 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 - Fee Related
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
【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 本発明は、金属−水素アルカリ蓄電池等の負極に用い
られる水素吸蔵合金、即ち電極材料の製造方法に関する
ものである。
られる水素吸蔵合金、即ち電極材料の製造方法に関する
ものである。
（ロ） 従来の技術 可逆的に水素を吸蔵、放出する水素吸蔵合金をアルカ
リ蓄電池の負極の電極材料として用いることによって、
従来より用いられているニッケル−カドミウム蓄電池や
ニッケル−亜鉛蓄電池よりも、高エネルギー密度の蓄電
池を提供することが可能となるので、注目を集めてい
る。この水素吸蔵合金電極を負極として用いた蓄電池
は、他のアルカリ蓄電池に比べて自己放電が大きいとい
う問題がある。
リ蓄電池の負極の電極材料として用いることによって、
従来より用いられているニッケル−カドミウム蓄電池や
ニッケル−亜鉛蓄電池よりも、高エネルギー密度の蓄電
池を提供することが可能となるので、注目を集めてい
る。この水素吸蔵合金電極を負極として用いた蓄電池
は、他のアルカリ蓄電池に比べて自己放電が大きいとい
う問題がある。
たとえば特開昭62−15760号公報に記載されたよう
に、水素吸蔵合金粉末をアルカリ処理し、合金の表面に
酸化物を形成させて、水素解離速度を小さくし、自己放
電を抑えることが提案されている。
に、水素吸蔵合金粉末をアルカリ処理し、合金の表面に
酸化物を形成させて、水素解離速度を小さくし、自己放
電を抑えることが提案されている。
しかし、種々検討した結果、このようなアルカリ処理
による酸化物被膜を形成させるという方法は、密閉型蓄
電池としてみた場合、自己放電を顕著に向上させるもの
ではない。また予め、本来活性である水素吸蔵合金を不
活性とし、劣化させておくわけであるから、充放電サイ
クル特性に悪影響をもたらす可能性がある。
による酸化物被膜を形成させるという方法は、密閉型蓄
電池としてみた場合、自己放電を顕著に向上させるもの
ではない。また予め、本来活性である水素吸蔵合金を不
活性とし、劣化させておくわけであるから、充放電サイ
クル特性に悪影響をもたらす可能性がある。
そこで、本発明者らは特開平１−132065号公報に開示
したように、水素吸蔵合金からなる負極へタングステン
粉末を添加することを提案しているが、負極におけるタ
ングステン粉末の分散性が低いという問題がある。ま
た、予め、負極の水素吸蔵合金そのものに、タングステ
ンを添加、溶解することも考えられるが、タングステン
単体の融点は約3400℃と極めて高い。このため、水素吸
蔵合金内にタングステンを、効果的に分散させるのは極
めて難しい。
したように、水素吸蔵合金からなる負極へタングステン
粉末を添加することを提案しているが、負極におけるタ
ングステン粉末の分散性が低いという問題がある。ま
た、予め、負極の水素吸蔵合金そのものに、タングステ
ンを添加、溶解することも考えられるが、タングステン
単体の融点は約3400℃と極めて高い。このため、水素吸
蔵合金内にタングステンを、効果的に分散させるのは極
めて難しい。
一方、この種金属−水素アルカリ蓄電池を構成した場
合、実用上問題となるのは、組立直後から十分な電池容
量が得られないという点である。これは、負極に用いた
水素吸蔵合金が、組立直後のサイクル初期から活性化さ
れ難いということに基づく。
合、実用上問題となるのは、組立直後から十分な電池容
量が得られないという点である。これは、負極に用いた
水素吸蔵合金が、組立直後のサイクル初期から活性化さ
れ難いということに基づく。
そこで特公昭61−5264号公報に開示されたように、負
極に予め予備充電量を蓄えておくという方法があるが、
電池の製造工程が極めて煩雑になる。
極に予め予備充電量を蓄えておくという方法があるが、
電池の製造工程が極めて煩雑になる。
（ハ） 発明が解決しようとする課題 本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであっ
て、金属−水素アルカリ蓄電池の保存特性を向上させる
と共に、組立直後から負極の活性度を高い状態に維持す
ることができる水素吸蔵合金、即ちアルカリ蓄電池用電
極材料の製造方法を提案するものである。
て、金属−水素アルカリ蓄電池の保存特性を向上させる
と共に、組立直後から負極の活性度を高い状態に維持す
ることができる水素吸蔵合金、即ちアルカリ蓄電池用電
極材料の製造方法を提案するものである。
（ニ） 課題を解決するための手段 本発明のアルカリ蓄電池用電極材料の製造方法は、タ
ングステン合金と、水素吸蔵合金原料とを溶融、冷却し
て水素吸蔵合金とすることを特徴とするものである。
ングステン合金と、水素吸蔵合金原料とを溶融、冷却し
て水素吸蔵合金とすることを特徴とするものである。
また、前記水素吸蔵合金に含まれるタングステンの含
有量としては、0.5重量％〜5.0重量％とするのが特に好
ましい。
有量としては、0.5重量％〜5.0重量％とするのが特に好
ましい。
（ホ） 作用 本発明の如く、タングステン合金を出発原料として水
素吸蔵合金を製造すると、タングステン単体よりもタン
グステン合金とした方が溶解し易く、水素吸蔵合金粒子
内におけるタングステンの分散性が高くなり、タングス
テンの水素吸蔵合金内における添加効果を、十分に発揮
することが可能となる。
素吸蔵合金を製造すると、タングステン単体よりもタン
グステン合金とした方が溶解し易く、水素吸蔵合金粒子
内におけるタングステンの分散性が高くなり、タングス
テンの水素吸蔵合金内における添加効果を、十分に発揮
することが可能となる。
即ち、タングステンを含有した水素吸蔵合金を用いて
負極とし、密閉型アルカリ蓄電池を構成すると、保存特
性が向上し、且つサイクル初期の負極の活性度を向上さ
せることができる。この水素吸蔵合金中へのタングステ
ンの添加による密閉型蓄電池の自己放電抑制と、負極を
活性化させるメカニズムは、次のように考えられる。即
ち、水素吸蔵合金内に存在するタングステンの一部が、
水素発生を伴って溶解し、近傍の水素分圧を維持するの
で、保存中の水素吸蔵合金からの水素発生に基づく自己
放電を抑制する。また、タングステンが溶解した後の水
素吸蔵合金表面は、多孔度が増加するので、電解液との
接触面積も大きくなり、負極の活性化を促進させること
に起因すると推定される。
負極とし、密閉型アルカリ蓄電池を構成すると、保存特
性が向上し、且つサイクル初期の負極の活性度を向上さ
せることができる。この水素吸蔵合金中へのタングステ
ンの添加による密閉型蓄電池の自己放電抑制と、負極を
活性化させるメカニズムは、次のように考えられる。即
ち、水素吸蔵合金内に存在するタングステンの一部が、
水素発生を伴って溶解し、近傍の水素分圧を維持するの
で、保存中の水素吸蔵合金からの水素発生に基づく自己
放電を抑制する。また、タングステンが溶解した後の水
素吸蔵合金表面は、多孔度が増加するので、電解液との
接触面積も大きくなり、負極の活性化を促進させること
に起因すると推定される。
（ヘ） 実施例 タングステン（Ｗ）とニッケル（Ni）からなるＷ−Ni
合金（タングステン合金）と、水素吸蔵合金原料として
のミッシュメタル（Mm:希土類元素の混合体）、ニッケ
ル（Ni）、コバルト（Co）、マンガン（Mn）及びアルミ
ニウム（Al）とを、それぞれ秤量、採取する。ここで前
記タングステンの含有量は、水素吸蔵合金に対して5.0
重量％となるようにしており、タングステン合金中にお
けるタングステンの含有量は40重量％である。また、こ
の実施例において作製せる水素吸蔵合金の組成は、タン
グステンを除いてMmNi3.2CoMn0.6Al0.2として表わされ
る。
合金（タングステン合金）と、水素吸蔵合金原料として
のミッシュメタル（Mm:希土類元素の混合体）、ニッケ
ル（Ni）、コバルト（Co）、マンガン（Mn）及びアルミ
ニウム（Al）とを、それぞれ秤量、採取する。ここで前
記タングステンの含有量は、水素吸蔵合金に対して5.0
重量％となるようにしており、タングステン合金中にお
けるタングステンの含有量は40重量％である。また、こ
の実施例において作製せる水素吸蔵合金の組成は、タン
グステンを除いてMmNi3.2CoMn0.6Al0.2として表わされ
る。
次に、これらをアルゴン不活性雰囲気アーク炉により
1400℃〜1500℃で溶解後、冷却して、合金化し、水素吸
蔵合金を得た。そして、これを機械的に50μｍ以下に粉
砕した。この粉末に、結着剤としてのポリテトラフルオ
ロエチレン（PTFE）を10重量％添加、混合してペースト
状とした後、パンチングメタルからなる集電体の両面に
貼り付け、水素吸蔵合金電極である負極を作製した。
1400℃〜1500℃で溶解後、冷却して、合金化し、水素吸
蔵合金を得た。そして、これを機械的に50μｍ以下に粉
砕した。この粉末に、結着剤としてのポリテトラフルオ
ロエチレン（PTFE）を10重量％添加、混合してペースト
状とした後、パンチングメタルからなる集電体の両面に
貼り付け、水素吸蔵合金電極である負極を作製した。
この水素吸蔵合金電極と、公知の1.0Ahrの焼結式ニッ
ケル正極（金属酸化物からなる正極）とを、ナイロン製
セパレータを介して巻回して渦巻電極体を構成し、電池
缶に挿入した。そして30重量％KOH水溶液を注液した
後、封口を行い、公称容量1.0Ahrの密閉型アルカリ蓄電
池を作製し、本発明電池Ａとした。
ケル正極（金属酸化物からなる正極）とを、ナイロン製
セパレータを介して巻回して渦巻電極体を構成し、電池
缶に挿入した。そして30重量％KOH水溶液を注液した
後、封口を行い、公称容量1.0Ahrの密閉型アルカリ蓄電
池を作製し、本発明電池Ａとした。
一方、比較例として、前記本発明電池Ａで用いたタン
グステン合金に代えて、タングステン単体を出発原料と
して水素吸蔵合金を得、前記同様にして電池を組み立て
たものを比較電池Ｘ、タングステンを添加使用せずに水
素吸蔵合金を得、前記同様にして電池を組み立てたもの
を比較電池Ｙとした。
グステン合金に代えて、タングステン単体を出発原料と
して水素吸蔵合金を得、前記同様にして電池を組み立て
たものを比較電池Ｘ、タングステンを添加使用せずに水
素吸蔵合金を得、前記同様にして電池を組み立てたもの
を比較電池Ｙとした。
次に、これらの電池Ａ、Ｘ、Ｙを用い、保存特性の比
較を行った。この時の条件は、電池Ａ、Ｘ、Ｙを電池容
量の100％迄充電した後、60℃の恒温槽中にて保存を行
うというものである。この結果を、第１図に示す。
較を行った。この時の条件は、電池Ａ、Ｘ、Ｙを電池容
量の100％迄充電した後、60℃の恒温槽中にて保存を行
うというものである。この結果を、第１図に示す。
第１図は、保存日数と、電池の初期容量を100として
みた場合の電池の残存容量との関係を示したものであ
る。これより、本発明電池Ａは、比較電池Ｘ、Ｙに比
し、保存特性において優れるものであることが分かる。
みた場合の電池の残存容量との関係を示したものであ
る。これより、本発明電池Ａは、比較電池Ｘ、Ｙに比
し、保存特性において優れるものであることが分かる。
次に、電池Ａ、Ｘ、Ｙを用い、充放電試験を行った。
この時の条件は、電池を1Cの電流で75分間充電した後、
1Cの電流で電池電圧が1.0Vになる迄放電するというもの
である。この結果を、第２図に示す。
この時の条件は、電池を1Cの電流で75分間充電した後、
1Cの電流で電池電圧が1.0Vになる迄放電するというもの
である。この結果を、第２図に示す。
第２図は、電池の充放電回数と電池容量との関係を示
す図である。第２図より明らかなように、本発明電池Ａ
は、比較電池Ｘ、Ｙに比べて、サイクル初期より電池容
量が大きく、負極の水素吸蔵合金が活性化されており、
優れた電池特性を有するものであることが理解される。
尚、タングステン単体を出発原料として水素吸蔵合金を
作製し負極として用いた比較電池Ｘにおいて、タングス
テンの添加効果が十分に得られないのは、タングステン
は融点が3400℃と極めて高いため、水素吸蔵合金作製時
にタングステンが水素吸蔵合金内に十分に分散せず、局
部的に存在するためであると推定される。
す図である。第２図より明らかなように、本発明電池Ａ
は、比較電池Ｘ、Ｙに比べて、サイクル初期より電池容
量が大きく、負極の水素吸蔵合金が活性化されており、
優れた電池特性を有するものであることが理解される。
尚、タングステン単体を出発原料として水素吸蔵合金を
作製し負極として用いた比較電池Ｘにおいて、タングス
テンの添加効果が十分に得られないのは、タングステン
は融点が3400℃と極めて高いため、水素吸蔵合金作製時
にタングステンが水素吸蔵合金内に十分に分散せず、局
部的に存在するためであると推定される。
次に、ここでは水素吸蔵合金に対するタングステンの
添加、含有量について検討した。前記実施例において、
タングステンの含有量を水素吸蔵合金に対し、0.2重量
％、0.5重量％、2.0重量％として、それぞれ電池Ｂ、
Ｃ、Ｄを作製した。そして前記電池Ａ〜Ｄ及びＹを用
い、前記同様にして保存を行い、保存特性の比較を行っ
た。第３図に、この結果を示す。
添加、含有量について検討した。前記実施例において、
タングステンの含有量を水素吸蔵合金に対し、0.2重量
％、0.5重量％、2.0重量％として、それぞれ電池Ｂ、
Ｃ、Ｄを作製した。そして前記電池Ａ〜Ｄ及びＹを用
い、前記同様にして保存を行い、保存特性の比較を行っ
た。第３図に、この結果を示す。
第３図において、横軸はタングステン含有量を示し、
縦軸は60℃で７日間保存した後の電池の初期容量に対す
る残存容量（％）を表している。第３図から明かなよう
に、タングステンの含有量が0.5重量％以上となると、
保存特性が飛躍的に向上していることが理解される。
縦軸は60℃で７日間保存した後の電池の初期容量に対す
る残存容量（％）を表している。第３図から明かなよう
に、タングステンの含有量が0.5重量％以上となると、
保存特性が飛躍的に向上していることが理解される。
ここで、タングステン含有の上限としては、自己放電
抑制という観点からみた場合、何ら指定されるものでは
ない。また他の特性に悪影響を与えるものでもない。し
かし、水素吸蔵合金電極である単位重量当りの負極の容
量の点から考えると、余り多くするのは好ましくない。
たとえば、タングステンの量は5.0重量％程度迄とする
のが良い。
抑制という観点からみた場合、何ら指定されるものでは
ない。また他の特性に悪影響を与えるものでもない。し
かし、水素吸蔵合金電極である単位重量当りの負極の容
量の点から考えると、余り多くするのは好ましくない。
たとえば、タングステンの量は5.0重量％程度迄とする
のが良い。
また本実施例では、ニッケルを含むタングステン合金
を用いたが、タングステン合金を構成する元素としてコ
バルト、マンガン、銅、Al等の水素吸蔵合金を構成する
元素が挙げられるが、これに限定されるものでない。
を用いたが、タングステン合金を構成する元素としてコ
バルト、マンガン、銅、Al等の水素吸蔵合金を構成する
元素が挙げられるが、これに限定されるものでない。
尚、本実施例では水素吸蔵合金としてMmNi3.2CoMn0.6
Al0.2を例示したが、何らこれに限定されるものでもな
く、他の希土類系の合金、Ti−Ni系等の合金であって
も、同様の効果が得られる。
Al0.2を例示したが、何らこれに限定されるものでもな
く、他の希土類系の合金、Ti−Ni系等の合金であって
も、同様の効果が得られる。
（ト） 発明の効果 本発明のアルカリ蓄電池用電極材料の製造方法によれ
ば、出発原料としてタングステン合金を用いているの
で、タングステンの水素吸蔵合金中における分散性を高
めることができる。その結果、タングステンの添加効果
を十分に発揮でき、この種水素吸蔵合金を負極に用いた
密閉型アルカリ蓄電池の保存特性を向上させ、且つ活性
化が容易な電池を提供しうるものであり、その工業的価
値は極めて大きい。
ば、出発原料としてタングステン合金を用いているの
で、タングステンの水素吸蔵合金中における分散性を高
めることができる。その結果、タングステンの添加効果
を十分に発揮でき、この種水素吸蔵合金を負極に用いた
密閉型アルカリ蓄電池の保存特性を向上させ、且つ活性
化が容易な電池を提供しうるものであり、その工業的価
値は極めて大きい。
第１図は電池の保存特性を示す図、第２図は電池の充放
電特性を示す図、第３図はタングステン含有量を変化さ
せた時の電池の保存特性を示す図である。 本発明電池……Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、 比較電池……Ｘ、Ｙ。
電特性を示す図、第３図はタングステン含有量を変化さ
せた時の電池の保存特性を示す図である。 本発明電池……Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、 比較電池……Ｘ、Ｙ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野上 光造 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 田所 幹朗 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−249357（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 4/24 - 4/30 H01M 4/38
Claims (2)
- 【請求項１】タングステン合金と、水素吸蔵合金原料と
を溶融、冷却して水素吸蔵合金とすることを特徴とする
アルカリ蓄電池用電極材料の製造方法。 - 【請求項２】前記水素吸蔵合金に含まれるタングステン
の含有量が、0.5重量％〜5.0重量％であることを特徴と
する請求項記載のアルカリ蓄電池用電極材料の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2090908A JP2966467B2 (ja) | 1990-04-05 | 1990-04-05 | アルカリ蓄電池用電極材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2090908A JP2966467B2 (ja) | 1990-04-05 | 1990-04-05 | アルカリ蓄電池用電極材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03289044A JPH03289044A (ja) | 1991-12-19 |
| JP2966467B2 true JP2966467B2 (ja) | 1999-10-25 |
Family
ID=14011510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2090908A Expired - Fee Related JP2966467B2 (ja) | 1990-04-05 | 1990-04-05 | アルカリ蓄電池用電極材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2966467B2 (ja) |
-
1990
- 1990-04-05 JP JP2090908A patent/JP2966467B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03289044A (ja) | 1991-12-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2680669B2 (ja) | アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金電極 | |
| JP2752970B2 (ja) | 水素吸蔵電極 | |
| JP2966467B2 (ja) | アルカリ蓄電池用電極材料の製造方法 | |
| JP3326197B2 (ja) | 水素吸蔵合金電極及びその製造方法 | |
| JP2962765B2 (ja) | 密閉型アルカリ蓄電池 | |
| JP3124458B2 (ja) | 金属酸化物・水素蓄電池 | |
| JP2944152B2 (ja) | ニッケル―水素蓄電池の製造方法 | |
| JP2823301B2 (ja) | 水素吸蔵合金電極 | |
| JP2962813B2 (ja) | 水素吸蔵合金電極 | |
| JP2999785B2 (ja) | アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金電極 | |
| JP2962814B2 (ja) | 水素吸蔵合金電極 | |
| JP3071003B2 (ja) | 水素吸蔵合金電極及びその製造方法 | |
| JP3043128B2 (ja) | 金属−水素アルカリ蓄電池 | |
| JP3552177B2 (ja) | 水素吸蔵合金負極粒子の製造方法 | |
| JP3192694B2 (ja) | アルカリ蓄電池 | |
| JP3410308B2 (ja) | 水素吸蔵合金およびこれを用いたニッケル−水素電池用電極 | |
| JP3189361B2 (ja) | アルカリ蓄電池 | |
| JP2846707B2 (ja) | アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金電極 | |
| JP2680628B2 (ja) | 水素吸蔵合金電極及びその電極を備えた密閉型アルカリ蓄電池 | |
| JPS61176067A (ja) | 水素吸蔵電極 | |
| JPH06145849A (ja) | 水素吸蔵合金電極 | |
| JP2854109B2 (ja) | 水素吸蔵合金電極の製造方法 | |
| JP2994704B2 (ja) | 水素吸蔵合金電極の製造方法 | |
| JP2840336B2 (ja) | 水素吸蔵合金電極の製造方法 | |
| JPS61233966A (ja) | 密閉形ニツケル−水素蓄電池の製造法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070813 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080813 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |