JP3192694B2 - アルカリ蓄電池 - Google Patents
アルカリ蓄電池Info
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- storage alloy
- hydrogen
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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
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水素吸蔵合金を含む負
極と、正極とを有するアルカリ蓄電池に関するものであ
る。
極と、正極とを有するアルカリ蓄電池に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来から用いられている蓄電池として
は、ニッケル−カドミウム蓄電池のようなアルカリ蓄電
池、あるいは鉛蓄電池などがある。しかし、近年、これ
らの電池よりも軽量かつ高容量で高エネルギー密度にな
る可能性のある水素吸蔵合金を負極に備えた金属−水素
アルカリ蓄電池が注目されるようになった。
は、ニッケル−カドミウム蓄電池のようなアルカリ蓄電
池、あるいは鉛蓄電池などがある。しかし、近年、これ
らの電池よりも軽量かつ高容量で高エネルギー密度にな
る可能性のある水素吸蔵合金を負極に備えた金属−水素
アルカリ蓄電池が注目されるようになった。
【０００３】ここで、上記金属−水素アルカリ蓄電池に
用いられる水素吸蔵合金としては、例えば、特公昭５９
−４９６７１号公報に示されているようにＬａＮｉ
5 や、その改良である三元素系のＬａＮｉ4 Ｃｏ、Ｌａ
Ｎｉ4.8 Ｆｅ0.2 などの合金が提案されている。そし
て、このような水素吸蔵合金を用いて負極を作製する場
合には、特公昭５７−３０２７３号公報に示されるよう
に、水素吸蔵合金鋳塊を粉砕することにより作成した水
素吸蔵合金粉末と導電剤粉末との混合物を、耐アルカリ
電解液性の粒子状結着剤によって電極支持体に固着させ
ることにより作製するのが一般的である。
用いられる水素吸蔵合金としては、例えば、特公昭５９
−４９６７１号公報に示されているようにＬａＮｉ
5 や、その改良である三元素系のＬａＮｉ4 Ｃｏ、Ｌａ
Ｎｉ4.8 Ｆｅ0.2 などの合金が提案されている。そし
て、このような水素吸蔵合金を用いて負極を作製する場
合には、特公昭５７−３０２７３号公報に示されるよう
に、水素吸蔵合金鋳塊を粉砕することにより作成した水
素吸蔵合金粉末と導電剤粉末との混合物を、耐アルカリ
電解液性の粒子状結着剤によって電極支持体に固着させ
ることにより作製するのが一般的である。
【０００４】また、上記水素吸蔵合金の他にも、Ｌａの
代わりにＭｍ（ミッシュメタル）を用いた各種希土類系
水素吸蔵合金も開発されており、さらに、特開昭６０−
２５０５５８号公報に示されているように、ＭｍＮｉ3
Ｃｏ1.5 Ａｌ0.5 等のようなアルミニウム、コバルトを
添加した多元素系水素吸蔵合金も提案されている。そし
て、このような多元素系水素吸蔵合金を用いた場合に
は、充放電サイクル特性を向上させることができる。
代わりにＭｍ（ミッシュメタル）を用いた各種希土類系
水素吸蔵合金も開発されており、さらに、特開昭６０−
２５０５５８号公報に示されているように、ＭｍＮｉ3
Ｃｏ1.5 Ａｌ0.5 等のようなアルミニウム、コバルトを
添加した多元素系水素吸蔵合金も提案されている。そし
て、このような多元素系水素吸蔵合金を用いた場合に
は、充放電サイクル特性を向上させることができる。
【０００５】ところで、近年、電子機器は、ますます小
型、軽量化、コードレス化され、高容量な金属−水素ア
ルカリ蓄電池が要望されるようになった。このようなコ
ードレス電子機器の電源として蓄電池に要求される特性
としては、高容量であること（小型で長時間使用できる
こと）、長寿命であること、及び短時間で充電できるこ
と（急速充電が可能であること）等がある。特に、最近
は生活様式の多様化に起因して、急速充電特性の向上に
対する要求が大きい。
型、軽量化、コードレス化され、高容量な金属−水素ア
ルカリ蓄電池が要望されるようになった。このようなコ
ードレス電子機器の電源として蓄電池に要求される特性
としては、高容量であること（小型で長時間使用できる
こと）、長寿命であること、及び短時間で充電できるこ
と（急速充電が可能であること）等がある。特に、最近
は生活様式の多様化に起因して、急速充電特性の向上に
対する要求が大きい。
【０００６】上記急速充電特性を改良するには、急速充
電時の電池内圧の上昇を抑制する必要がある。この場
合、水素吸蔵平衡圧の低いランタンリッチな水素吸蔵合
金を用いれば、ある程度電池内圧の上昇を抑制すること
が可能である。
電時の電池内圧の上昇を抑制する必要がある。この場
合、水素吸蔵平衡圧の低いランタンリッチな水素吸蔵合
金を用いれば、ある程度電池内圧の上昇を抑制すること
が可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ラ
ンタンリッチな水素吸蔵合金は耐食性に劣るため、充放
電サイクル特性が悪くなるという課題を有していた。本
発明は係る現状を考慮してなされたものであって、充放
電サイクル特性を低下させることなく急速充電特性を向
上させることができるアルカリ蓄電池の提供を目的とし
ている。
ンタンリッチな水素吸蔵合金は耐食性に劣るため、充放
電サイクル特性が悪くなるという課題を有していた。本
発明は係る現状を考慮してなされたものであって、充放
電サイクル特性を低下させることなく急速充電特性を向
上させることができるアルカリ蓄電池の提供を目的とし
ている。
【０００８】
【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、水素吸蔵合金を含む負極と、正極とを有す
るアルカリ蓄電池において、上記水素吸蔵合金は、Ｌ
ａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄから選ばれる一種以上の元素に、
Ｅｕ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕから選ばれる１種以上の元素が
添加されたミッシュメタルを含むものであって、上記Ｅ
ｕ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕから選ばれる１種以上の元素のミ
ッシュメタルに対する含有率が、モル分率で０．０１以
上０．５以下であることを特徴とする。或は、上記水素
吸蔵合金は、Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄから選ばれる一種
以上の元素に、Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒから選ばれる１
種以上の元素が添加されたミッシュメタルを含むもので
あって、上記Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒから選ばれる１種
以上の元素のミッシュメタルに対する含有率が、モル分
率で０．０１以上０．０５以下であることを特徴とす
る。
するために、水素吸蔵合金を含む負極と、正極とを有す
るアルカリ蓄電池において、上記水素吸蔵合金は、Ｌ
ａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄから選ばれる一種以上の元素に、
Ｅｕ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕから選ばれる１種以上の元素が
添加されたミッシュメタルを含むものであって、上記Ｅ
ｕ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕから選ばれる１種以上の元素のミ
ッシュメタルに対する含有率が、モル分率で０．０１以
上０．５以下であることを特徴とする。或は、上記水素
吸蔵合金は、Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄから選ばれる一種
以上の元素に、Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒから選ばれる１
種以上の元素が添加されたミッシュメタルを含むもので
あって、上記Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒから選ばれる１種
以上の元素のミッシュメタルに対する含有率が、モル分
率で０．０１以上０．０５以下であることを特徴とす
る。
【０００９】
【作用】金属−アルカリ蓄電池の負極に用いられている
水素吸蔵合金は、アルカリ電解液中では下記化１のよう
な反応で充電される。
水素吸蔵合金は、アルカリ電解液中では下記化１のよう
な反応で充電される。
【００１０】
【化１】
【００１１】また、正極からの酸素の発生が開始する
と、負極では下記化２のガス吸収反応が生じる。
と、負極では下記化２のガス吸収反応が生じる。
【００１２】
【化２】
【００１３】この反応は、発熱反応であるため負極で酸
素ガスの吸収が開始されると、負極（電池）の温度が上
昇する。ところで、一般に、水素吸蔵合金は、温度が高
くなると水素吸蔵量（電気化学容量）が低下する。即
ち、低い温度で充電（水素の吸蔵）された水素吸蔵合金
の温度が上がると、吸蔵されていた水素ガスが急激に放
出されて、電池内圧が上昇する。そのために、水素ガス
のリークが生じて、その後の電池特性が劣化する。
素ガスの吸収が開始されると、負極（電池）の温度が上
昇する。ところで、一般に、水素吸蔵合金は、温度が高
くなると水素吸蔵量（電気化学容量）が低下する。即
ち、低い温度で充電（水素の吸蔵）された水素吸蔵合金
の温度が上がると、吸蔵されていた水素ガスが急激に放
出されて、電池内圧が上昇する。そのために、水素ガス
のリークが生じて、その後の電池特性が劣化する。
【００１４】温度が上昇しても水素ガスが放出されない
ようにするためには、水素吸蔵放出平衡圧が十分低い合
金（例えば、前記ランタンリッチな合金）を用いる必要
がある。ところが、ランタン等の軽希土類は酸化され易
いため、充放電を繰り返すと酸化によって電池の内部抵
抗が上昇して、充放電サイクル特性が悪くなる。ところ
が、本発明のように原子番号が６３以上のランタノイド
（重希土類）は酸化され難いので、充放電を繰り返して
も酸化が抑制される。したがって、電池の内部抵抗が上
昇せず、充放電サイクル特性を向上させることができ
る。加えて、上記軽希土類と同様、水素吸蔵放出平衡圧
が十分低いので、水素が急激に放出されて電池内圧が上
昇するようなこともない。
ようにするためには、水素吸蔵放出平衡圧が十分低い合
金（例えば、前記ランタンリッチな合金）を用いる必要
がある。ところが、ランタン等の軽希土類は酸化され易
いため、充放電を繰り返すと酸化によって電池の内部抵
抗が上昇して、充放電サイクル特性が悪くなる。ところ
が、本発明のように原子番号が６３以上のランタノイド
（重希土類）は酸化され難いので、充放電を繰り返して
も酸化が抑制される。したがって、電池の内部抵抗が上
昇せず、充放電サイクル特性を向上させることができ
る。加えて、上記軽希土類と同様、水素吸蔵放出平衡圧
が十分低いので、水素が急激に放出されて電池内圧が上
昇するようなこともない。
【００１５】
（第１実施例）本発明の第１実施例を、図１に基づい
て、以下に説明する。 〔実施例１〕図１は本発明の一例に係る円筒型ニッケル
−水素アルカリ蓄電池（電池容量１０００mAh ）の断面
図であり、焼結式ニッケルから成る正極１と、ＭｍＮｉ
5 （Ｍｍはミッシュメタルであって、具体的には La0.2
Ce0.4 Pr0.1 Nd0.1 Eu0.2から成る）で示される水素吸
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１〕図１は本発明の一例に係る円筒型ニッケル
−水素アルカリ蓄電池（電池容量１０００mAh ）の断面
図であり、焼結式ニッケルから成る正極１と、ＭｍＮｉ
5 （Ｍｍはミッシュメタルであって、具体的には La0.2
Ce0.4 Pr0.1 Nd0.1 Eu0.2から成る）で示される水素吸
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。
【００１６】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、
La0.2 Ce0.4 Pr0.1 Nd0.1 Eu0.2で示されるＭｍを作製
した後、このＭｍとＮｉとを元素比で１：５の割合とな
るように秤量した後、高周波溶解炉内で溶解して溶湯を
作成し、更にこの溶湯を冷却することにより、ＭｍＮｉ
5で示される合金のインゴットを作成した。次に、上記
インゴットを、粒径５０μｍ以下となるように粉砕した
後、この水素吸蔵合金粉末に、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、ペーストを作成した。更に、このペーストをニ
ッケルメッキを施したパンチングメタルから成る集電体
の両面に圧着して負極２を作製した。
アルカリ蓄電池を、以下のようにして作製した。先ず、
La0.2 Ce0.4 Pr0.1 Nd0.1 Eu0.2で示されるＭｍを作製
した後、このＭｍとＮｉとを元素比で１：５の割合とな
るように秤量した後、高周波溶解炉内で溶解して溶湯を
作成し、更にこの溶湯を冷却することにより、ＭｍＮｉ
5で示される合金のインゴットを作成した。次に、上記
インゴットを、粒径５０μｍ以下となるように粉砕した
後、この水素吸蔵合金粉末に、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、ペーストを作成した。更に、このペーストをニ
ッケルメッキを施したパンチングメタルから成る集電体
の両面に圧着して負極２を作製した。
【００１７】次いで、上記負極２と、この負極２よりも
十分容量が大きな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
にアルカリ電解液を上記外装罐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。
十分容量が大きな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
にアルカリ電解液を上記外装罐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。
【００１８】このようにして作製した電池を、以下（Ａ
1）電池と称する。〔実施例２〜４及び参考例〕 上記Ｍｍにおいて、Ｅｕの代わりにＧｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，
Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ及びＬｕをそれぞれ用いる他
は、上記実施例１と同様にして電池を作製した。なお、
Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒを用いる例は参考例で、
Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕを用いる例は実施例２〜４である。
1）電池と称する。〔実施例２〜４及び参考例〕 上記Ｍｍにおいて、Ｅｕの代わりにＧｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，
Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ及びＬｕをそれぞれ用いる他
は、上記実施例１と同様にして電池を作製した。なお、
Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒを用いる例は参考例で、
Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕを用いる例は実施例２〜４である。
【００１９】このようにして作製した電池を、以下それ
ぞれ（Ａ2 ）電池〜（Ａ9 ）電池と称する。 〔比較例１、２〕Ｍｍとして、 La0.4 Ce0.4 Pr0.1 Nd
0.1、 La0.8 Pr0.1 Nd0.1をそれぞれ用いる他は、上記
実施例１と同様にして電池を作製した。
ぞれ（Ａ2 ）電池〜（Ａ9 ）電池と称する。 〔比較例１、２〕Ｍｍとして、 La0.4 Ce0.4 Pr0.1 Nd
0.1、 La0.8 Pr0.1 Nd0.1をそれぞれ用いる他は、上記
実施例１と同様にして電池を作製した。
【００２０】このようにして作製した電池を、以下それ
ぞれ（Ｘ1 ）電池、（Ｘ2 ）電池と称する。 〔実験１〕 上記の（Ａ1 ）電池〜（Ａ9 ）電池及び比較例の（Ｘ1
）電池，（Ｘ2 ）電池における、充電後の電池内圧と
サイクル特性とを測定したので、その結果を下記表１に
示す。尚、電池内圧の実験条件は、充電電流２０００mA
で０．６時間充電するという条件であり、充電終了後の
各電池の電池内圧を測定した。また、サイクル特性の実
験条件は、充放電電流１０００mAで充放電を行い、放電
容量が初期の放電容量の５０％に達した時点で寿命とし
た。
ぞれ（Ｘ1 ）電池、（Ｘ2 ）電池と称する。 〔実験１〕 上記の（Ａ1 ）電池〜（Ａ9 ）電池及び比較例の（Ｘ1
）電池，（Ｘ2 ）電池における、充電後の電池内圧と
サイクル特性とを測定したので、その結果を下記表１に
示す。尚、電池内圧の実験条件は、充電電流２０００mA
で０．６時間充電するという条件であり、充電終了後の
各電池の電池内圧を測定した。また、サイクル特性の実
験条件は、充放電電流１０００mAで充放電を行い、放電
容量が初期の放電容量の５０％に達した時点で寿命とし
た。
【００２１】
【表１】
【００２２】上記表１より明らかなように、（Ａ1 ）電
池〜（Ａ9 ）電池は比較例の（Ｘ1）電池，（Ｘ2 ）電
池に比べて、急速充電時の電池内圧が低く急速充電特性
に優れると共に、充放電サイクル特性も優れていること
が認められる。 〔実験２〕 下記表２に示すように、Ｅｕの代わりにＤｙを用いると
共に、Ｄｙの量を変化（これに伴ってＬａ，Ｃｅの量も
変化）させる他は、上記実施例１と同様の電池を作製し
た。尚、このようにして作製した電池を、以下（Ｂ1 ）
電池〜（Ｂ7 ）電池と称する。
池〜（Ａ9 ）電池は比較例の（Ｘ1）電池，（Ｘ2 ）電
池に比べて、急速充電時の電池内圧が低く急速充電特性
に優れると共に、充放電サイクル特性も優れていること
が認められる。 〔実験２〕 下記表２に示すように、Ｅｕの代わりにＤｙを用いると
共に、Ｄｙの量を変化（これに伴ってＬａ，Ｃｅの量も
変化）させる他は、上記実施例１と同様の電池を作製し
た。尚、このようにして作製した電池を、以下（Ｂ1 ）
電池〜（Ｂ7 ）電池と称する。
【００２３】そして、上記（Ｂ1 ）電池〜（Ｂ7 ）電池
の充電後の電池内圧とサイクル特性とを測定したので、
その結果を下記表２に示す。尚、実験条件は、両実験共
に上記実験１と同様の条件である。
の充電後の電池内圧とサイクル特性とを測定したので、
その結果を下記表２に示す。尚、実験条件は、両実験共
に上記実験１と同様の条件である。
【００２４】
【表２】
【００２５】上記表２から明らかなように、（Ｂ1 ）電
池，（Ｂ7 ）電池は（Ｂ2 ）電池〜（Ｂ6 ）電池に比べ
て、充電後の電池内圧が高くなると共に、サイクル特性
が低下していることが認められる。したがって、Ｄｙの
添加量はモル分率において、０．０１以上０．５以下で
あることが望ましい。尚、Ｄｙのみならず、Ｅｕ等であ
っても上記の範囲内であることが望ましいことを実験に
より確認している。
池，（Ｂ7 ）電池は（Ｂ2 ）電池〜（Ｂ6 ）電池に比べ
て、充電後の電池内圧が高くなると共に、サイクル特性
が低下していることが認められる。したがって、Ｄｙの
添加量はモル分率において、０．０１以上０．５以下で
あることが望ましい。尚、Ｄｙのみならず、Ｅｕ等であ
っても上記の範囲内であることが望ましいことを実験に
より確認している。
【００２６】（参考例） 別の参考例 を、図２及び図３に基づいて、以下に説明す
る。〔参考例〕 市販のＬａ（純度９９％以上）を、Ａｒ雰囲気の高周波
溶解炉で溶融し、その中に集電体となる発泡メタルを浸
漬した後、発泡メタルを引き上げて冷却することによ
り、発泡メタル中にＬａを充填した。尚、上記発泡メタ
ルはＮｉから成り、多孔度９６％、孔径約２００μｍ、
厚さ２mmとなるように構成されている。次いで、Ｌａが
充填された発泡メタルを、真空中、１２００℃で約１０
時間熱処理する。これにより、ＬａとＮｉとが合金化し
て（ＬａＮｉ5 で示される水素吸蔵合金となる）、水素
吸蔵合金電極が作製される。
る。〔参考例〕 市販のＬａ（純度９９％以上）を、Ａｒ雰囲気の高周波
溶解炉で溶融し、その中に集電体となる発泡メタルを浸
漬した後、発泡メタルを引き上げて冷却することによ
り、発泡メタル中にＬａを充填した。尚、上記発泡メタ
ルはＮｉから成り、多孔度９６％、孔径約２００μｍ、
厚さ２mmとなるように構成されている。次いで、Ｌａが
充填された発泡メタルを、真空中、１２００℃で約１０
時間熱処理する。これにより、ＬａとＮｉとが合金化し
て（ＬａＮｉ5 で示される水素吸蔵合金となる）、水素
吸蔵合金電極が作製される。
【００２７】この後、上記水素吸蔵合金電極（重さ：１
ｇ）と、公知の焼結式ニッケル正極（理論容量：６００
mAh ）とを、ポリプロピレン製ケース内に挿入して、密
閉型ニッケル−水素蓄電池を作製した。尚、電解液とし
ては、３０重量％のＫＯＨ溶液を用いている。このよう
にして作製した電池を、以下（Ｃ）電池と称する。 〔比較例〕先ず、市販のＬａとＮｉとを元素比で１：５
の割合となるように秤量した後、アルゴン雰囲気下アー
ク溶解炉内で溶解して溶湯を作成し、更にこの溶湯を冷
却することにより、ＬａＮｉ5 で示される合金のインゴ
ットを作成した。次に、上記インゴットを、機械的に粒
径５０μｍ以下となるように粉砕した後、この水素吸蔵
合金粉末１ｇに対して、導電剤としてのニッケル粉末を
０．５ｇと、結着剤としてのＰＴＦＥ（ポリテトラフル
オロエチレン）粉末を０．１ｇ添加して混練し、ペース
トを作成した。更に、このペーストをニッケルの金網に
包んで１ton/cm2 の圧力で加圧成型して水素吸蔵合金電
極を作製した。この後、上記実施例１と同様の工程で、
電池を作製した。
ｇ）と、公知の焼結式ニッケル正極（理論容量：６００
mAh ）とを、ポリプロピレン製ケース内に挿入して、密
閉型ニッケル−水素蓄電池を作製した。尚、電解液とし
ては、３０重量％のＫＯＨ溶液を用いている。このよう
にして作製した電池を、以下（Ｃ）電池と称する。 〔比較例〕先ず、市販のＬａとＮｉとを元素比で１：５
の割合となるように秤量した後、アルゴン雰囲気下アー
ク溶解炉内で溶解して溶湯を作成し、更にこの溶湯を冷
却することにより、ＬａＮｉ5 で示される合金のインゴ
ットを作成した。次に、上記インゴットを、機械的に粒
径５０μｍ以下となるように粉砕した後、この水素吸蔵
合金粉末１ｇに対して、導電剤としてのニッケル粉末を
０．５ｇと、結着剤としてのＰＴＦＥ（ポリテトラフル
オロエチレン）粉末を０．１ｇ添加して混練し、ペース
トを作成した。更に、このペーストをニッケルの金網に
包んで１ton/cm2 の圧力で加圧成型して水素吸蔵合金電
極を作製した。この後、上記実施例１と同様の工程で、
電池を作製した。
【００２８】このようにして作製した電池を、以下
（Ｙ）電池と称する。 〔実験１〕 上記（Ｃ）電池と比較例の（Ｙ）電池との放電率特性を
調べたので、その結果を図２に示す。尚、放電条件は、
５０ｍＡ，１００ｍＡ，１５０ｍＡ，２００ｍＡで各電
池を放電するというという条件である。
（Ｙ）電池と称する。 〔実験１〕 上記（Ｃ）電池と比較例の（Ｙ）電池との放電率特性を
調べたので、その結果を図２に示す。尚、放電条件は、
５０ｍＡ，１００ｍＡ，１５０ｍＡ，２００ｍＡで各電
池を放電するというという条件である。
【００２９】図２より明らかなように、参考例の（Ｃ）
電池は比較例の（Ｙ）電池に比べて、低電流では余り差
異がないものの、高電流になると大きな差異を有するこ
とが認められる。これは、以下に示す理由によるものと
考えられる。即ち、比較例の（Ｙ）電池では、結着剤が
介在しているため、合金と集電体との接触抵抗が大きく
なる。これに対して、参考例の（Ｃ）電池では、集電体
の一部が水素吸蔵合金となるため、合金と集電体との接
触抵抗が増大しないという理由に起因するものと考えら
れる。 〔実験２〕 上記（Ｃ）電池と比較例の（Ｙ）電池とのサイクル特性
を調べたので、その結果を図３に示す。尚、実験条件
は、５０ｍＡの電流で８時間充電した後、５０ｍＡの電
流で１．０Ｖまで放電するという条件である。
電池は比較例の（Ｙ）電池に比べて、低電流では余り差
異がないものの、高電流になると大きな差異を有するこ
とが認められる。これは、以下に示す理由によるものと
考えられる。即ち、比較例の（Ｙ）電池では、結着剤が
介在しているため、合金と集電体との接触抵抗が大きく
なる。これに対して、参考例の（Ｃ）電池では、集電体
の一部が水素吸蔵合金となるため、合金と集電体との接
触抵抗が増大しないという理由に起因するものと考えら
れる。 〔実験２〕 上記（Ｃ）電池と比較例の（Ｙ）電池とのサイクル特性
を調べたので、その結果を図３に示す。尚、実験条件
は、５０ｍＡの電流で８時間充電した後、５０ｍＡの電
流で１．０Ｖまで放電するという条件である。
【００３０】図３より明らかなように、参考例の（Ｃ）
電池は比較例の（Ｙ）電池に比べて、サイクル特性が飛
躍的に向上していることが認められる。これは、以下に
示す理由によるものと考えられる。即ち、比較例の
（Ｙ）電池では、充放電サイクルを繰り返すと、水素吸
蔵合金が集電体から剥がれて、両者間の接触抵抗が更に
増大する。これに対して、（Ｃ）電池では、上記の如く
集電体の一部が水素吸蔵合金となるため、充放電サイク
ルを繰り返しても、合金が集電体から剥がれないため、
両者間の接触抵抗が増大しないという理由に起因するも
のと考えられる。
電池は比較例の（Ｙ）電池に比べて、サイクル特性が飛
躍的に向上していることが認められる。これは、以下に
示す理由によるものと考えられる。即ち、比較例の
（Ｙ）電池では、充放電サイクルを繰り返すと、水素吸
蔵合金が集電体から剥がれて、両者間の接触抵抗が更に
増大する。これに対して、（Ｃ）電池では、上記の如く
集電体の一部が水素吸蔵合金となるため、充放電サイク
ルを繰り返しても、合金が集電体から剥がれないため、
両者間の接触抵抗が増大しないという理由に起因するも
のと考えられる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、充
放電を繰り返しても水素吸蔵合金が酸化されるのを抑制
することができるので、電池の内部抵抗の上昇が抑制さ
れ、この結果充放電サイクル特性を向上させることがで
きる。加えて、水素吸蔵合金の水素吸蔵放出平衡圧が十
分低いので、水素が急激に放出されて電池内圧が上昇す
るようなこともない。したがって、急速充放電特性にも
優れることになる。
放電を繰り返しても水素吸蔵合金が酸化されるのを抑制
することができるので、電池の内部抵抗の上昇が抑制さ
れ、この結果充放電サイクル特性を向上させることがで
きる。加えて、水素吸蔵合金の水素吸蔵放出平衡圧が十
分低いので、水素が急激に放出されて電池内圧が上昇す
るようなこともない。したがって、急速充放電特性にも
優れることになる。
【図１】本発明の第１実施例に係るニッケル−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】参考例の（Ｃ）電池と比較例の（Ｙ）電池との
放電率特性を示すグラフである。
放電率特性を示すグラフである。
【図３】参考例の（Ｃ）電池と比較例の（Ｙ）電池との
サイクル特性を示すグラフである。
サイクル特性を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西尾 晃治 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 武江 正夫 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 伊勢 忠司 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 齋藤 俊彦 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 古川 修弘 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62−264557（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−43064（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−119864（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 4/24 - 4/26 H01M 4/38 C22C 19/00 - 19/03
Claims (2)
- 【請求項１】 水素吸蔵合金を含む負極と、正極とを有
するアルカリ蓄電池において、 上記水素吸蔵合金は、 Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄから選ばれる一種以上の元素
に、Ｅｕ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕから選ばれる１種以上の元
素が添加されたミッシュメタルを含むものであって、 上記Ｅｕ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕから選ばれる１種以上の元
素のミッシュメタルに対する含有率が、モル分率で０．
０１以上０．５以下である ことを特徴とするアルカリ蓄
電池。 - 【請求項２】 水素吸蔵合金を含む負極と、正極とを有
するアルカリ蓄電池において、 上記水素吸蔵合金は、 Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄから選ばれる一種以上の元素
に、Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒから選ばれる１種以上の元
素が添加されたミッシュメタルを含むものであって、 上記Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒから選ばれる１種以上の元
素のミッシュメタルに対する含有率が、モル分率で０．
０１以上０．０５以下であることを特徴とするアルカリ
蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21965791A JP3192694B2 (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | アルカリ蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21965791A JP3192694B2 (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | アルカリ蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0562674A JPH0562674A (ja) | 1993-03-12 |
| JP3192694B2 true JP3192694B2 (ja) | 2001-07-30 |
Family
ID=16738937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21965791A Expired - Fee Related JP3192694B2 (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | アルカリ蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3192694B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3861788B2 (ja) * | 2002-09-30 | 2006-12-20 | 株式会社ユアサ開発 | 水素吸蔵合金粉末、水素吸蔵合金電極およびそれを用いたニッケル水素蓄電池。 |
| JP2008059818A (ja) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Sanyo Electric Co Ltd | アルカリ蓄電池 |
-
1991
- 1991-08-30 JP JP21965791A patent/JP3192694B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0562674A (ja) | 1993-03-12 |
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