JP3221917B2 - 金属酸化物・水素二次電池 - Google Patents
金属酸化物・水素二次電池Info
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Description
とし、水素を負極活物質とする金属酸化物・水素二次電
池に関するものである。
て、水素電極を水素吸蔵合金で構成した形式のものが注
目を集めている。その理由は、この電池系が元来、高エ
ネルギ−密度を有し、容積効率的に有利であり、しかも
安全作動が可能であって、特性的にも信頼度の点でも優
れているからである。
合金としては、従来から、LaNi5 が多用されてい
る。また、La,Ce,Pr,Nd,Smなどのランタ
ン系元素の混合物であるミッシュメタル(以下、Mmと
いう)とNiとの合金、すなわちMmNi5 も広く用い
られている。MmNi5 は希土類成分としてMmを用い
るために、希土類成分として高価なLa元素のみを用い
るLaNi5 に比べて安価であり、実用的である。
は、Niの一部をAl,Mn,Fe,Co,Ti,C
u,Zn,Zr,Cr,Bのような元素で置換した多元
素系のものも使用されている。
により製造される。まず、水素吸蔵合金を機械粉砕また
は水素化粉砕して粉末状とする。つづいて、前記水素吸
蔵合金粉末を高分子結着剤や導電剤と混練してペースト
を調製する。ひきつづき、このぺーストを収容した塗布
槽に集電体としての導電性芯体を浸漬した後垂直に引上
げ、スリットを通して余分なペーストを除去する。次い
で、乾燥した後に全体をプレスによる加圧成形処理を施
して水素吸蔵合金負極を製造する。
ペ−スト組成、混練条件を一定にしても、使用する水素
吸蔵合金粉末の性質の差異によりペーストの導電性芯体
への塗布状態にばらつきがあり、一定の厚さを持つ負極
が得られないという問題点があった。すなわち、1枚当
たりに含まれる水素吸蔵合金量が安定した負極を得るこ
とが困難であるため、前記負極を組込んだ電池はサイク
ル寿命等の性能のばらつきを生じる。なお、前記ペース
トの導電性芯体への塗布状態のばらつきは、ペーストの
流動性の違いが原因となっていると考えられる。
解決するためになされたもので、所定量の希土類系の水
素吸蔵合金粉末を含む一定厚さの負極を備えた金属酸化
物・水素二次電池を提供しようとするものである。
容器内に収納される正極と、前記容器内に収納される負
極と、前記容器内に収容されるアルカリ電解液とを具備
する金属酸化物・水素二次電池において、前記負極は、
希土類系の水素吸蔵合金を機械粉砕することにより得ら
れ、かつBET法による比表面積が0.04m2/g〜
0.12m2/gである水素吸蔵合金粉末を含むことを
特徴とする金属酸化物・水素二次電池である。
般式LmAx(式中、LmはLaを含む少なくとも一種
の希土類元素であり、AはNi,Co,Mn,Al,
B,Cu,Zr及びVよりなる群から選択される少なく
とも一種の元素であり、xは4.8〜5.3である)で
示される組成のものが、水素吸蔵能力の点から好まし
い。
得られること、コストの点などから、衝撃式の粉砕機に
より粉砕されたものを用いることが望ましい。衝撃式の
粉砕機としては、例えばハンマーミルなどを用いること
ができる。前記水素吸蔵合金粉末は、平均粒径が35μ
m±10μmのものを使用することが望ましい。
表面積を前記範囲に限定したのは、次のような理由によ
るものである。前記水素吸蔵合金粉末の比表面積を0.
04m2 /g未満にすると、前記合金粉末を配合して調
製されたペーストの流動性が低くなるため、導電性芯体
に塗布した際に電極の厚さにムラができ易くなる。一
方、前記水素吸蔵合金粉末の比表面積が0.12m2 /
gを超えると、前記ペーストの流動性が高くなりすぎる
ため、導電性芯体に塗布されたペーストが流れ落ちてし
まうという現象が起こる。いずれの場合も負極のペース
トの塗布状態が不安定になり、電池容量やサイクル寿命
を低下させる。更に好ましい前記水素吸蔵合金粉末の比
表面積は、0.06m2 /g〜0.10m2 /gの範囲
である。
子結着剤や導電剤と混練してペーストとし、このぺース
トを収容した塗布槽に集電体としての導電性芯体を浸漬
した後垂直に引上げ、スリットを通して余分なペースト
を除去し、更に乾燥し全体をプレスによる加圧成形処理
を施すことにより製造される。
としては、例えばポリアクリル酸ソーダ、ポリテトラフ
ルオロエチレン(PTFE)、カルボキシメチルセルロ
ース(CMC)等を挙げることができる。かかる高分子
結着剤の配合割合は、水素吸蔵合金粉末100重量部に
対して0.5〜5重量部の範囲にすることが望ましい。
しては、例えばカーボンブラック、黒鉛等を挙げること
ができる。かかる導電性粉末の配合割合は、前記水素吸
蔵合金粉末100重量部に対して0.1〜4重量部の範
囲にすることが望ましい。前記集電体である導電性芯体
としては、例えばパンチドメタル、エキスパンドメタ
ル、金網等の二次元構造のもの等を挙げることができ
る。
ル酸化物電極が用いられる。前記非焼結式ニッケル酸化
物電極は、水酸化ニッケルの他に高分子結着剤などを含
有する組成のペーストを、例えば焼結繊維基板、発泡メ
タル、不繊布めっき基板又はパンチドメタル基板などに
充填する方法により製造される。この高分子結着剤とし
ては、前記水素吸蔵合金負極における高分子結着剤と同
様のものを挙げることができる。前記アルカリ電解液と
して用いるアルカリ水溶液は、水酸化カリウム(KO
H)、水酸化リチウム(LiOH)等を挙げることがで
きる。
の水素吸蔵合金粉末としてBET法による比表面積が
0.04m2 /g〜0.12m2 /gのものを用いるこ
とによって、前記水素吸蔵合金粉末を配合して調製した
ペーストの流動性を導電性芯体への塗布に適した値に制
御できる。これより、前記ペーストを導電性芯体に均一
の厚さで塗布できるため、水素吸蔵合金量が安定した負
極を得ることができる。したがって、前記負極を正極、
アルカリ電解液等と共に容器内に収納することによって
容量及びサイクル寿命の長い高性能の金属酸化物・水素
二次電池を得ることができる。
実施例を詳細に説明する。
0.3 で示される希土類系の水素吸蔵合金を機械粉砕後、
BET法により比表面積を測定し、比表面積がそれぞれ
0.03m2 /g,0.04m2 /g,0.07m2 /
g,0.09m2 /g,0.12m2 /g,0.14m
2 /gである希土類系の水素吸蔵合金粉末を用意した。
前記組成中、Lmは希土類元素であり、次の重量%から
成る。La:45.1%,Ce:4.6%,Pr:1
2.1%,Nd:37.0%,その他の希土類元素:
1.2%。
金粉末100gに高分子結着剤としてポリテトラフルオ
ロエチレンの懸濁液を1.6ml、ポリアクリル酸ソー
ダを0.5g、カルボキシメチルセルロースを0.05
g、導電剤としてカーボンブラック1g及び水60ml
をそれぞれ添加して混合し、6種類のペーストを調製し
た。つづいて、集電体としてのパンチドメタルを前記各
ペーストが収容された塗布槽中に搬送し、該塗布槽から
垂直方向に引き上げた後、スリットを通して余分なペー
ストを除去することによりパンチドメタル表面にペース
トを塗布した。次いで、乾燥し、ローラープレスにより
圧縮成形を行った後、裁断することにより、各々100
枚の水素吸蔵合金負極を作製した。
るペーストの塗布状態を、負極重量及び厚さを測定する
ことにより調べた。その結果を、下記表1に示した。表
1中のNo.1とNo.6は比較例である。なお、それ
ぞれの管理値は、10.0g±0.5g、0.40mm
±0.02mmであり、この範囲からはずれた枚数を不
良品として評価した。また、厚さについては、負極1枚
について3箇所測定し、1箇所でも範囲をはずれている
ものは不良品としてカウントした。 表1 No. 比表面積 塗布状態 (m2 /g) 電極重量不良(枚) 電極厚さ不良(枚) 1 0.03 8 13 2 0.04 1 2 3 0.07 1 1 4 0.09 0 1 5 0.12 2 1 6 0.14 15 20
含有するペーストを調製した。このペーストをニッケル
焼結繊維基板に充填し、更に乾燥後、全体にプレスし、
裁断することにより、非焼結式ニッケル正極を作製し
た。
ル正極を、ポリアミド製の0.20mm厚の不繊布を介
して巻回して電極群を作製した。この電極群を、圧力検
出器を付けたアクリル樹脂製容器のAAサイズの空間に
挿入し、この空間に7規定のKOH及び、1規定のLi
OHを含む電解液を注液して封口し、図1に示すような
試験セルを組立てた。すなわちこの試験セルは、前記ア
クリル樹脂製のケース本体1とキャップ2とからなる電
池ケースを備える。前記ケース本体1の中心部には、A
Aサイズの電池の金属容器と同一の内径及び高さを有す
る空間3が形成されている。前記空間3内部には、電極
群4が収納され、さらに電解液が収容されている。前記
ケース本体1上には、前記キャップ2がゴムシート5及
びOリング6を介してボルト7及びナット8により気密
に固定されている。前記キャップ2には、圧力検出器9
が取り付けられている。前記水素吸蔵合金負極からの負
極リード10と非焼結式ニッケル正極からの正極リード
11は前記ゴムシート5と前記Oリング6との間を通し
て導出されている。
電サイクル試験を行った。その結果を下記表2に示す。
なお、表2には、1C放電及び1C充電を繰り返して、
電池内圧が20kg/cm2 に達したときのサイクル数
を示す。
表面積が0.04m2 /g〜0.12m2 /gの機械粉
砕した水素吸蔵合金粉末を使用した負極は、ペーストの
塗布状態が均一であり、性能の安定した金属酸化物・水
素二次電池を得ることができる。
量及びサイクル寿命の長い高性能の金属酸化物・水素二
次電池を提供することができる。
Claims (1)
- 【請求項1】 容器と、前記容器内に収納される正極
と、前記容器内に収納される負極と、前記容器内に収容
されるアルカリ電解液とを具備する金属酸化物・水素二
次電池において、 前記負極は、希土類系の水素吸蔵合金を機械粉砕するこ
とにより得られ、かつBET法による比表面積が0.0
4m2/g〜0.12m2/gである水素吸蔵合金粉末を
含むことを特徴とする金属酸化物・水素二次電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11334092A JP3221917B2 (ja) | 1992-05-06 | 1992-05-06 | 金属酸化物・水素二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11334092A JP3221917B2 (ja) | 1992-05-06 | 1992-05-06 | 金属酸化物・水素二次電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05314971A JPH05314971A (ja) | 1993-11-26 |
JP3221917B2 true JP3221917B2 (ja) | 2001-10-22 |
Family
ID=14609769
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11334092A Expired - Fee Related JP3221917B2 (ja) | 1992-05-06 | 1992-05-06 | 金属酸化物・水素二次電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3221917B2 (ja) |
-
1992
- 1992-05-06 JP JP11334092A patent/JP3221917B2/ja not_active Expired - Fee Related
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