JP3481072B2 - 水素吸蔵合金電極及びその製造方法 - Google Patents
水素吸蔵合金電極及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ニッケル−水素
二次電池等のアルカリ二次電池において、その負極に使
用される水素吸蔵合金電極及びその製造方法に関するも
のであり、水素吸蔵合金を改質して、急速での充放電特
性や充放電のサイクル特性を向上させた水素吸蔵合金電
極及びその製造方法に関するものである。
二次電池等のアルカリ二次電池において、その負極に使
用される水素吸蔵合金電極及びその製造方法に関するも
のであり、水素吸蔵合金を改質して、急速での充放電特
性や充放電のサイクル特性を向上させた水素吸蔵合金電
極及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、アルカリ二次電池の１つとし
て、ニッケル−水素二次電池が知られており、このニッ
ケル−水素二次電池においては、一般にその負極に水素
吸蔵合金を用いた水素吸蔵合金電極が使用されていた。
て、ニッケル−水素二次電池が知られており、このニッ
ケル−水素二次電池においては、一般にその負極に水素
吸蔵合金を用いた水素吸蔵合金電極が使用されていた。
【０００３】ここで、この負極に使用する水素吸蔵合金
としては、希土類元素の混合物であるミッシュメタル
（Ｍｍ）を用いたＭｍ系の水素吸蔵合金や、ラーベス
（Ｌａｖｅｓ）相系の水素吸蔵合金等が使用されてい
た。
としては、希土類元素の混合物であるミッシュメタル
（Ｍｍ）を用いたＭｍ系の水素吸蔵合金や、ラーベス
（Ｌａｖｅｓ）相系の水素吸蔵合金等が使用されてい
た。
【０００４】しかし、これらの水素吸蔵合金は、一般に
自然酸化等によってその表面に酸化物等の被膜が形成さ
れており、このような水素吸蔵合金を用いて水素吸蔵合
金電極を作製し、この水素吸蔵合金電極をニッケル−水
素二次電池等のアルカリ二次電池における負極に使用し
た場合には、水素吸蔵合金における活性度が低くて、水
素ガスの吸収が十分に行なわれず、初期における充放電
特性が悪く、また充放電を繰り返した場合におけるサイ
クル特性も悪い等の問題があった。
自然酸化等によってその表面に酸化物等の被膜が形成さ
れており、このような水素吸蔵合金を用いて水素吸蔵合
金電極を作製し、この水素吸蔵合金電極をニッケル−水
素二次電池等のアルカリ二次電池における負極に使用し
た場合には、水素吸蔵合金における活性度が低くて、水
素ガスの吸収が十分に行なわれず、初期における充放電
特性が悪く、また充放電を繰り返した場合におけるサイ
クル特性も悪い等の問題があった。
【０００５】このため、近年においては、特開平５−２
２５９７５号公報等に示されるように、水素吸蔵合金を
塩酸等の酸性溶液中に浸漬させて、水素吸蔵合金の表面
における酸化被膜等を除去するようにしたものが提案さ
れた。
２５９７５号公報等に示されるように、水素吸蔵合金を
塩酸等の酸性溶液中に浸漬させて、水素吸蔵合金の表面
における酸化被膜等を除去するようにしたものが提案さ
れた。
【０００６】ここで、このように水素吸蔵合金を酸性溶
液中に浸漬させて、この水素吸蔵合金の表面における酸
化被膜等を除去した場合、この水素吸蔵合金に含まれる
ニッケル等の活性の高い元素も溶出されてしまい、水素
吸蔵合金における特性が低下し、充放電特性や充放電の
サイクル特性等が十分に向上されない等の問題が存在し
た。
液中に浸漬させて、この水素吸蔵合金の表面における酸
化被膜等を除去した場合、この水素吸蔵合金に含まれる
ニッケル等の活性の高い元素も溶出されてしまい、水素
吸蔵合金における特性が低下し、充放電特性や充放電の
サイクル特性等が十分に向上されない等の問題が存在し
た。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、ニッケル
−水素二次電池等のアルカリ二次電池の負極に使用する
水素吸蔵合金電極における上記のような様々な問題を解
決することを課題とするものであり、水素吸蔵合金電極
に使用する水素吸蔵合金における反応面積を増加させる
と共に、活性の高いニッケルを表面に露出させて、水素
吸蔵合金電極における活性度を高め、この水素吸蔵合金
電極を使用したアルカリ二次電池における充放電特性、
特に急速での充放電特性や、充放電のサイクル特性を向
上させることを課題とするものである。
−水素二次電池等のアルカリ二次電池の負極に使用する
水素吸蔵合金電極における上記のような様々な問題を解
決することを課題とするものであり、水素吸蔵合金電極
に使用する水素吸蔵合金における反応面積を増加させる
と共に、活性の高いニッケルを表面に露出させて、水素
吸蔵合金電極における活性度を高め、この水素吸蔵合金
電極を使用したアルカリ二次電池における充放電特性、
特に急速での充放電特性や、充放電のサイクル特性を向
上させることを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１にお
ける水素吸蔵合金電極においては、上記のような課題を
解決するため、少なくともニッケルとアルミニウムとを
含む水素吸蔵合金を用いた水素吸蔵合金電極において、
シュウ酸溶液に浸漬された後、加熱処理された水素吸蔵
合金を用いるようにした。
ける水素吸蔵合金電極においては、上記のような課題を
解決するため、少なくともニッケルとアルミニウムとを
含む水素吸蔵合金を用いた水素吸蔵合金電極において、
シュウ酸溶液に浸漬された後、加熱処理された水素吸蔵
合金を用いるようにした。
【０００９】また、この発明の請求項２における水素吸
蔵合金電極の製造方法においては、上記のような課題を
解決するため、少なくともニッケルとアルミニウムとを
含む水素吸蔵合金を用いて水素吸蔵合金電極を製造する
にあたり、上記の水素吸蔵合金をシュウ酸溶液中に浸漬
させた後、この水素吸蔵合金を加熱処理するようにし
た。
蔵合金電極の製造方法においては、上記のような課題を
解決するため、少なくともニッケルとアルミニウムとを
含む水素吸蔵合金を用いて水素吸蔵合金電極を製造する
にあたり、上記の水素吸蔵合金をシュウ酸溶液中に浸漬
させた後、この水素吸蔵合金を加熱処理するようにし
た。
【００１０】ここで、この発明のように、少なくともニ
ッケルとアルミニウムとを含む水素吸蔵合金をシュウ酸
溶液中に浸漬させると、本発明者等の考察によれば、こ
のシュウ酸溶液によって水素吸蔵合金中におけるアルミ
ニウムが選択的に溶解され、水素吸蔵合金において反応
に関与する表面積が増加すると共に、この水素吸蔵合金
の表面がシュウ酸との化合物等によって保護されるよう
になる。
ッケルとアルミニウムとを含む水素吸蔵合金をシュウ酸
溶液中に浸漬させると、本発明者等の考察によれば、こ
のシュウ酸溶液によって水素吸蔵合金中におけるアルミ
ニウムが選択的に溶解され、水素吸蔵合金において反応
に関与する表面積が増加すると共に、この水素吸蔵合金
の表面がシュウ酸との化合物等によって保護されるよう
になる。
【００１１】そして、上記のようにシュウ酸で処理した
水素吸蔵合金を加熱処理すると、この水素吸蔵合金の表
面において、ニッケルとシュウ酸との化合物であるシュ
ウ酸ニッケルが分解されて、この水素吸蔵合金の表面に
活性度の高いニッケルが露出される一方、その他の部分
はシュウ酸との化合物等によって保護された状態にな
る。
水素吸蔵合金を加熱処理すると、この水素吸蔵合金の表
面において、ニッケルとシュウ酸との化合物であるシュ
ウ酸ニッケルが分解されて、この水素吸蔵合金の表面に
活性度の高いニッケルが露出される一方、その他の部分
はシュウ酸との化合物等によって保護された状態にな
る。
【００１２】このため、このような水素吸蔵合金を用い
た水素吸蔵合金電極をニッケル−水素二次電池等のアル
カリ二次電池における負極に使用すると、水素吸蔵合金
において反応に関与する表面積が大きくなると共に、活
性度の高いニッケルが多く表面に露出し、充放電特性、
特に急速での充放電特性が向上されると共に、他の部分
がシュウ酸との化合物等によって保護されることによ
り、サイクル特性も向上するようになる。
た水素吸蔵合金電極をニッケル−水素二次電池等のアル
カリ二次電池における負極に使用すると、水素吸蔵合金
において反応に関与する表面積が大きくなると共に、活
性度の高いニッケルが多く表面に露出し、充放電特性、
特に急速での充放電特性が向上されると共に、他の部分
がシュウ酸との化合物等によって保護されることによ
り、サイクル特性も向上するようになる。
【００１３】また、上記のようにシュウ酸溶液中で処理
された水素吸蔵合金を加熱処理するにあたり、その加熱
温度が低いと、ニッケルとシュウ酸との化合物であるシ
ュウ酸ニッケルが十分に分解されずに残り、水素吸蔵合
金の表面に活性度の高いニッケルが十分に露出されなく
なる。一方、その加熱温度が高くなりすぎると、シュウ
酸ニッケルが分解して脱離する際に、水素吸蔵合金の表
面におけるニッケルが酸化されて酸化ニッケルが生成さ
れ、活性度の高いニッケルが減少し、何れの場合におい
ても、急速での充放電特性や、サイクル特性が低下す
る。よって上記のようにシュウ酸溶液中で処理された水
素吸蔵合金を加熱処理するにあたっては、その処理温度
を１００〜５００℃の範囲にすることが好ましい。
された水素吸蔵合金を加熱処理するにあたり、その加熱
温度が低いと、ニッケルとシュウ酸との化合物であるシ
ュウ酸ニッケルが十分に分解されずに残り、水素吸蔵合
金の表面に活性度の高いニッケルが十分に露出されなく
なる。一方、その加熱温度が高くなりすぎると、シュウ
酸ニッケルが分解して脱離する際に、水素吸蔵合金の表
面におけるニッケルが酸化されて酸化ニッケルが生成さ
れ、活性度の高いニッケルが減少し、何れの場合におい
ても、急速での充放電特性や、サイクル特性が低下す
る。よって上記のようにシュウ酸溶液中で処理された水
素吸蔵合金を加熱処理するにあたっては、その処理温度
を１００〜５００℃の範囲にすることが好ましい。
【００１４】
【実施例】以下、この発明の実施例に係る水素吸蔵合金
電極及びその製造方法について具体的に説明すると共
に、比較例を挙げ、この発明の実施例において得られた
水素吸蔵合金電極をアルカリ二次電池に使用した場合
に、急速での充放電特性や、サイクル特性が改善される
ことを明らかにする。なお、この発明における水素吸蔵
合金電極及びその製造方法は、特に、下記の実施例に示
したものに限定されるものではなく、その要旨を変更し
ない範囲において適宜変更して実施できるものである。
電極及びその製造方法について具体的に説明すると共
に、比較例を挙げ、この発明の実施例において得られた
水素吸蔵合金電極をアルカリ二次電池に使用した場合
に、急速での充放電特性や、サイクル特性が改善される
ことを明らかにする。なお、この発明における水素吸蔵
合金電極及びその製造方法は、特に、下記の実施例に示
したものに限定されるものではなく、その要旨を変更し
ない範囲において適宜変更して実施できるものである。
【００１５】（実施例１〜５）これらの実施例において
は、希土類の混合物であるミッシュメタル（Ｍｍ）に対
して、純度が９９．９％のＮｉとＣｏとＭｎとＡｌとを
モル比１．０：３．２：１．０：０．５：０．３の割合
で混合させ、これをアルゴン雰囲気下のアーク溶解炉で
溶解させ、これを自然放冷却させて粉砕し、ＭｍＮｉ
3.2 Ｃｏ1.0 Ｍｎ 0.5 Ａｌ0.3 の組成で平均粒径が８０
μｍになった水素吸蔵合金の粉末を得た。
は、希土類の混合物であるミッシュメタル（Ｍｍ）に対
して、純度が９９．９％のＮｉとＣｏとＭｎとＡｌとを
モル比１．０：３．２：１．０：０．５：０．３の割合
で混合させ、これをアルゴン雰囲気下のアーク溶解炉で
溶解させ、これを自然放冷却させて粉砕し、ＭｍＮｉ
3.2 Ｃｏ1.0 Ｍｎ 0.5 Ａｌ0.3 の組成で平均粒径が８０
μｍになった水素吸蔵合金の粉末を得た。
【００１６】そして、このようにして得た水素吸蔵合金
粉末１００ｇを、ｐＨ１のシュウ酸水溶液２００ｍｌ中
に３０分間浸漬させた後、これを濾過し乾燥させた。
粉末１００ｇを、ｐＨ１のシュウ酸水溶液２００ｍｌ中
に３０分間浸漬させた後、これを濾過し乾燥させた。
【００１７】次に、これらの実施例においては、上記の
水素吸蔵合金粉末を０．００１Ｔｏｒｒの真空下におい
て、下記の表１に示すように、それぞれ８０〜６００℃
の温度で２時間加熱処理を行なった。
水素吸蔵合金粉末を０．００１Ｔｏｒｒの真空下におい
て、下記の表１に示すように、それぞれ８０〜６００℃
の温度で２時間加熱処理を行なった。
【００１８】そして、このように加熱処理した各水素吸
蔵合金粉末１００重量部に対して、それぞれ結着剤であ
るポリエチレンオキサイドの５重量％水溶液を２０重量
部の割合で加え、これらを混合して各ペーストを調整
し、各ペーストをそれぞれニッケルメッキを施したパン
チングメタルからなる芯体の両面に塗着させ、室温で乾
燥させた後、これらを所定の寸法に切断して実施例１〜
５の各水素吸蔵合金電極を作製した。
蔵合金粉末１００重量部に対して、それぞれ結着剤であ
るポリエチレンオキサイドの５重量％水溶液を２０重量
部の割合で加え、これらを混合して各ペーストを調整
し、各ペーストをそれぞれニッケルメッキを施したパン
チングメタルからなる芯体の両面に塗着させ、室温で乾
燥させた後、これらを所定の寸法に切断して実施例１〜
５の各水素吸蔵合金電極を作製した。
【００１９】（比較例１）この比較例においては、上記
の実施例１〜５の場合と同様にアーク溶解法により作製
した水素吸蔵合金粉末をそのまま用いるようにし、この
水素吸蔵合金粉末に対して、シュウ酸による処理やその
後の加熱処理を行なわないようにした。
の実施例１〜５の場合と同様にアーク溶解法により作製
した水素吸蔵合金粉末をそのまま用いるようにし、この
水素吸蔵合金粉末に対して、シュウ酸による処理やその
後の加熱処理を行なわないようにした。
【００２０】そして、このように処理を行なわない水素
吸蔵合金粉末を用いる以外は、上記の実施例１〜５の場
合と同様にして水素吸蔵合金電極を作製した。
吸蔵合金粉末を用いる以外は、上記の実施例１〜５の場
合と同様にして水素吸蔵合金電極を作製した。
【００２１】（比較例２）この比較例においては、上記
の実施例１〜５の場合と同様にアーク溶解法により作製
した水素吸蔵合金粉末をシュウ酸酸性溶液中に浸漬さ
せ、これを濾過し乾燥させる一方、この比較例において
は、上記のようにシュウ酸水溶液中で処理された水素吸
蔵合金に対して加熱処理を行なわないようにし、それ以
外については、上記の実施例１〜５の場合と同様にして
水素吸蔵合金電極を作製した。
の実施例１〜５の場合と同様にアーク溶解法により作製
した水素吸蔵合金粉末をシュウ酸酸性溶液中に浸漬さ
せ、これを濾過し乾燥させる一方、この比較例において
は、上記のようにシュウ酸水溶液中で処理された水素吸
蔵合金に対して加熱処理を行なわないようにし、それ以
外については、上記の実施例１〜５の場合と同様にして
水素吸蔵合金電極を作製した。
【００２２】そして、上記のようにして作製した実施例
１〜５及び比較例１，２の各水素吸蔵合金電極を負極に
使用する一方、正極に、従来より一般に使用されている
焼結式ニッケル極を使用し、またセパレータに耐アルカ
リ性のポリプロピレンからなる不織布を用い、正極支配
型で電池容量が１０００ｍＡｈになった図１に示すよう
なＡＡサイズの各ニッケル−水素二次電池を作製した。
１〜５及び比較例１，２の各水素吸蔵合金電極を負極に
使用する一方、正極に、従来より一般に使用されている
焼結式ニッケル極を使用し、またセパレータに耐アルカ
リ性のポリプロピレンからなる不織布を用い、正極支配
型で電池容量が１０００ｍＡｈになった図１に示すよう
なＡＡサイズの各ニッケル−水素二次電池を作製した。
【００２３】ここで、上記の各ニッケル−水素二次電池
を作製するにあたっては、図１に示すように、上記の正
極１と各負極２との間にそれぞれセパレータ３を介在さ
せ、これらをスパイラル状に巻いて電池缶４内に収容さ
せた後、この電池缶４内にアルカリ電解液として３０重
量％の水酸化カリウム水溶液を注液して封口し、正極１
を正極リード５を介して正極蓋６に接続させると共に、
負極２を負極リード７を介して電池缶４に接続させ、電
池缶４と正極蓋６とを絶縁パッキン８により電気的に分
離させるようにし、また、正極蓋６と正極外部端子９と
の間にコイルスプリング１０を設け、電池の内圧が異常
に上昇した場合には、このコイルスプリング１０が圧縮
されて電池内部のガスが大気中に放出されるようにし
た。
を作製するにあたっては、図１に示すように、上記の正
極１と各負極２との間にそれぞれセパレータ３を介在さ
せ、これらをスパイラル状に巻いて電池缶４内に収容さ
せた後、この電池缶４内にアルカリ電解液として３０重
量％の水酸化カリウム水溶液を注液して封口し、正極１
を正極リード５を介して正極蓋６に接続させると共に、
負極２を負極リード７を介して電池缶４に接続させ、電
池缶４と正極蓋６とを絶縁パッキン８により電気的に分
離させるようにし、また、正極蓋６と正極外部端子９と
の間にコイルスプリング１０を設け、電池の内圧が異常
に上昇した場合には、このコイルスプリング１０が圧縮
されて電池内部のガスが大気中に放出されるようにし
た。
【００２４】次に、上記の実施例１〜５及び比較例１，
２の各水素吸蔵合金電極を用いて作製した各ニッケル−
水素二次電池について、それぞれ充電電流２００ｍＡ
（０．２Ｃ）で８時間充電を行なった後、放電電流２０
０ｍＡで放電終止電圧が１Ｖになるまで放電を行ない、
これを１サイクルとして充放電を繰り返し、５００サイ
クル後における放電容量を測定し、その結果を、下記の
表１及び図２に示した。
２の各水素吸蔵合金電極を用いて作製した各ニッケル−
水素二次電池について、それぞれ充電電流２００ｍＡ
（０．２Ｃ）で８時間充電を行なった後、放電電流２０
０ｍＡで放電終止電圧が１Ｖになるまで放電を行ない、
これを１サイクルとして充放電を繰り返し、５００サイ
クル後における放電容量を測定し、その結果を、下記の
表１及び図２に示した。
【００２５】また、実施例１及び比較例１，２の各水素
吸蔵合金電極を用いた各ニッケル−水素二次電池につい
て、それぞれ２Ａ（２Ｃ）で０．６時間充電を行なった
後、放電電流２Ａで放電終止電圧が１Ｖに達するまで放
電を行ない、急速での充放電時における放電容量を測定
し、その結果を、下記の表１及び図３に示した。
吸蔵合金電極を用いた各ニッケル−水素二次電池につい
て、それぞれ２Ａ（２Ｃ）で０．６時間充電を行なった
後、放電電流２Ａで放電終止電圧が１Ｖに達するまで放
電を行ない、急速での充放電時における放電容量を測定
し、その結果を、下記の表１及び図３に示した。
【００２６】
【表１】
【００２７】この結果から明らかなように、ニッケル−
水素二次電池における負極に、上記のようにシュウ酸に
よる処理と共に真空下での加熱処理を行なった水素吸蔵
合金を使用した実施例１〜５の各水素吸蔵合金電極を用
いた場合、シュウ酸による処理や加熱処理を行なわなか
った水素吸蔵合金を使用した比較例１の水素吸蔵合金電
極を用いた場合や、水素吸蔵合金に対してシュウ酸によ
る処理だけを行ない加熱処理を行なわなかった水素吸蔵
合金を用いた比較例２の水素吸蔵合金電極を用いた場合
に比べて、５００サイクル時における放電容量が高くな
っており、サイクル特性が向上されると共に、高い電流
で急速に充放電を行なった場合における放電容量も高
く、急速での充放電特性が向上されていた。
水素二次電池における負極に、上記のようにシュウ酸に
よる処理と共に真空下での加熱処理を行なった水素吸蔵
合金を使用した実施例１〜５の各水素吸蔵合金電極を用
いた場合、シュウ酸による処理や加熱処理を行なわなか
った水素吸蔵合金を使用した比較例１の水素吸蔵合金電
極を用いた場合や、水素吸蔵合金に対してシュウ酸によ
る処理だけを行ない加熱処理を行なわなかった水素吸蔵
合金を用いた比較例２の水素吸蔵合金電極を用いた場合
に比べて、５００サイクル時における放電容量が高くな
っており、サイクル特性が向上されると共に、高い電流
で急速に充放電を行なった場合における放電容量も高
く、急速での充放電特性が向上されていた。
【００２８】また、上記の実施例１〜５の各水素吸蔵合
金電極を使用した各ニッケル−水素二次電池の結果を比
較した場合、シュウ酸溶液中に浸漬して処理した水素吸
蔵合金粉末を真空下で加熱処理するにあたり、その加熱
処理温度を１００〜５００℃にした実施例２〜４の各水
素吸蔵合金電極を用いたニッケル−水素二次電池の場
合、特に、加熱処理温度を３００℃にした実施例３の水
素吸蔵合金電極を用いたニッケル−水素二次電池の場合
に、そのサイクル特性及び急速充放電特性がさらに向上
していた。
金電極を使用した各ニッケル−水素二次電池の結果を比
較した場合、シュウ酸溶液中に浸漬して処理した水素吸
蔵合金粉末を真空下で加熱処理するにあたり、その加熱
処理温度を１００〜５００℃にした実施例２〜４の各水
素吸蔵合金電極を用いたニッケル−水素二次電池の場
合、特に、加熱処理温度を３００℃にした実施例３の水
素吸蔵合金電極を用いたニッケル−水素二次電池の場合
に、そのサイクル特性及び急速充放電特性がさらに向上
していた。
【００２９】（実験例）この実験例においては、上記の
実施例１と同様にアーク溶解法により作製した水素吸蔵
合金粉末を前記のようにシュウ酸水溶液中に浸漬させ、
これを濾過し乾燥させた後、この水素吸蔵合金粉末を、
真空中にて室温から１℃／分の加熱速度で昇温させて加
熱し、この水素吸蔵合金粉末の表面から離脱した物質を
四重極質量分析計で分析した。
実施例１と同様にアーク溶解法により作製した水素吸蔵
合金粉末を前記のようにシュウ酸水溶液中に浸漬させ、
これを濾過し乾燥させた後、この水素吸蔵合金粉末を、
真空中にて室温から１℃／分の加熱速度で昇温させて加
熱し、この水素吸蔵合金粉末の表面から離脱した物質を
四重極質量分析計で分析した。
【００３０】ここで、この四重極質量分析計において
は、質量数９０のシュウ酸のイオン電流を測定し、加熱
温度を１００℃にした場合におけるイオン電流の値を１
００として、その結果を図４に示した。
は、質量数９０のシュウ酸のイオン電流を測定し、加熱
温度を１００℃にした場合におけるイオン電流の値を１
００として、その結果を図４に示した。
【００３１】この結果、上記のようにシュウ酸処理を行
なった水素吸蔵合金粉末を真空中にて１００℃付近まで
加熱すると、急激にシュウ酸のイオン電流が上昇し、シ
ュウ酸処理した水素吸蔵合金粉末からシュウ酸が脱離し
た。
なった水素吸蔵合金粉末を真空中にて１００℃付近まで
加熱すると、急激にシュウ酸のイオン電流が上昇し、シ
ュウ酸処理した水素吸蔵合金粉末からシュウ酸が脱離し
た。
【００３２】また、上記のようにシュウ酸処理を行なっ
た水素吸蔵合金粉末を用い、加熱温度を変更させて、水
素吸蔵合金粉末の表面における金属ニッケルの状態をＸ
線光電子分析装置で分析した。ここで、金属ニッケルに
起因するピークは８５３ｅＶ付近に見られるため、加熱
温度を変更させた各水素吸蔵合金粉末についてそれぞれ
８５３ｅＶ付近におけるピーク強度を求め、加熱温度を
１００℃にした場合におけるピーク強度を１００とし
て、その結果を図５に示した。
た水素吸蔵合金粉末を用い、加熱温度を変更させて、水
素吸蔵合金粉末の表面における金属ニッケルの状態をＸ
線光電子分析装置で分析した。ここで、金属ニッケルに
起因するピークは８５３ｅＶ付近に見られるため、加熱
温度を変更させた各水素吸蔵合金粉末についてそれぞれ
８５３ｅＶ付近におけるピーク強度を求め、加熱温度を
１００℃にした場合におけるピーク強度を１００とし
て、その結果を図５に示した。
【００３３】この結果、水素吸蔵合金粉末の加熱温度が
１００℃付近になると、８５３ｅＶ付近におけるピーク
強度が急激に増加し、加熱温度が３００℃程度に上昇す
るまでは、上記のピーク強度が増加し続け、水素吸蔵合
金粉末の表面における金属ニッケルの割合が増加し、そ
の後は、加熱温度の上昇に伴ってピーク強度が減少し始
め、金属ニッケルの割合が次第に減少した。
１００℃付近になると、８５３ｅＶ付近におけるピーク
強度が急激に増加し、加熱温度が３００℃程度に上昇す
るまでは、上記のピーク強度が増加し続け、水素吸蔵合
金粉末の表面における金属ニッケルの割合が増加し、そ
の後は、加熱温度の上昇に伴ってピーク強度が減少し始
め、金属ニッケルの割合が次第に減少した。
【００３４】すなわち、これは水素吸蔵合金粉末の加熱
温度が１００℃付近になると、上記のように水素吸蔵合
金粉末からシュウ酸が脱離し始め、加熱温度が３００℃
程度に達するまでは、シュウ酸処理によって水素吸蔵合
金粉末の表面に形成されたシュウ酸ニッケルが分解され
て金属ニッケルとなったためであると考えられる。一
方、加熱温度が３００℃より高くなると、加熱温度の上
昇により上記のシュウ酸ニッケルの分解時に酸化ニッケ
ルが生成し始めるためであると考えられる。
温度が１００℃付近になると、上記のように水素吸蔵合
金粉末からシュウ酸が脱離し始め、加熱温度が３００℃
程度に達するまでは、シュウ酸処理によって水素吸蔵合
金粉末の表面に形成されたシュウ酸ニッケルが分解され
て金属ニッケルとなったためであると考えられる。一
方、加熱温度が３００℃より高くなると、加熱温度の上
昇により上記のシュウ酸ニッケルの分解時に酸化ニッケ
ルが生成し始めるためであると考えられる。
【００３５】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明における
水素吸蔵合金電極及びその製造方法においては、少なく
ともニッケルとアルミニウムとを含む水素吸蔵合金をシ
ュウ酸溶液中に浸漬させた後、この水素吸蔵合金を加熱
処理するようにしたため、水素吸蔵合金中におけるアル
ミニウムが選択的に溶解されて、水素吸蔵合金の表面積
が増加すると共に、水素吸蔵合金の表面に活性度の高い
ニッケルが多く露出されるようになる一方、その他の部
分はシュウ酸との化合物等によって保護された状態にな
った。
水素吸蔵合金電極及びその製造方法においては、少なく
ともニッケルとアルミニウムとを含む水素吸蔵合金をシ
ュウ酸溶液中に浸漬させた後、この水素吸蔵合金を加熱
処理するようにしたため、水素吸蔵合金中におけるアル
ミニウムが選択的に溶解されて、水素吸蔵合金の表面積
が増加すると共に、水素吸蔵合金の表面に活性度の高い
ニッケルが多く露出されるようになる一方、その他の部
分はシュウ酸との化合物等によって保護された状態にな
った。
【００３６】この結果、このような水素吸蔵合金を用い
たこの発明の水素吸蔵合金電極をニッケル−水素二次電
池等のアルカリ二次電池に使用すると、水素吸蔵合金に
おいて反応に関与する表面積が大きくなると共に、活性
度の高いニッケルが多く表面に露出し、急速での充放電
特性が向上されると共に、充放電のサイクル特性も向上
された。
たこの発明の水素吸蔵合金電極をニッケル−水素二次電
池等のアルカリ二次電池に使用すると、水素吸蔵合金に
おいて反応に関与する表面積が大きくなると共に、活性
度の高いニッケルが多く表面に露出し、急速での充放電
特性が向上されると共に、充放電のサイクル特性も向上
された。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の各実施例及び各比較例の水素吸蔵合
金電極を用いて作製したニッケル−水素二次電池の概略
断面図である。
金電極を用いて作製したニッケル−水素二次電池の概略
断面図である。
【図２】上記の各実施例の水素吸蔵合金電極を用いた各
ニッケル−水素二次電池において、シュウ酸処理を行な
った水素吸蔵合金粉末に対する加熱温度と、５００サイ
クル後における放電容量との関係を示した図である。
ニッケル−水素二次電池において、シュウ酸処理を行な
った水素吸蔵合金粉末に対する加熱温度と、５００サイ
クル後における放電容量との関係を示した図である。
【図３】上記の各実施例の水素吸蔵合金電極を用いた各
ニッケル−水素二次電池において、シュウ酸処理を行な
った水素吸蔵合金粉末に対する加熱温度と、急速充電時
における放電容量との関係を示した図である。
ニッケル−水素二次電池において、シュウ酸処理を行な
った水素吸蔵合金粉末に対する加熱温度と、急速充電時
における放電容量との関係を示した図である。
【図４】この発明の実験例において、シュウ酸処理を行
なった水素吸蔵合金粉末に対する加熱温度と、四重極質
量分析計により測定した質量数９０のシュウ酸のイオン
電流との関係を示した図である。
なった水素吸蔵合金粉末に対する加熱温度と、四重極質
量分析計により測定した質量数９０のシュウ酸のイオン
電流との関係を示した図である。
【図５】この発明の実験例において、シュウ酸処理を行
なった水素吸蔵合金粉末に対する加熱温度と、Ｘ線光電
子分析装置により測定した８５３ｅＶ付近におけるピー
ク強度との関係を示した図である。
なった水素吸蔵合金粉末に対する加熱温度と、Ｘ線光電
子分析装置により測定した８５３ｅＶ付近におけるピー
ク強度との関係を示した図である。
１ 正極
２ 負極（水素吸蔵合金電極）
─────────────────────────────────────────────────────
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５番５号
三洋電機株式会社内
(72)発明者 米津 育郎
大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号
三洋電機株式会社内
(72)発明者 西尾 晃治
大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号
三洋電機株式会社内
(56)参考文献 特開 平６−275259（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01M 4/24
H01M 4/26
H01M 4/38
Claims (3)
- 【請求項１】 少なくともニッケルとアルミニウムとを
含む水素吸蔵合金を用いた水素吸蔵合金電極において、
シュウ酸溶液に浸漬された後、加熱処理された水素吸蔵
合金を用いたことを特徴とする水素吸蔵合金電極。 - 【請求項２】 少なくともニッケルとアルミニウムとを
含む水素吸蔵合金を用いて水素吸蔵合金電極を製造する
にあたり、上記の水素吸蔵合金をシュウ酸溶液中に浸漬
させた後、この水素吸蔵合金を加熱処理することを特徴
とする水素吸蔵合金電極の製造方法。 - 【請求項３】 請求項２に記載した水素吸蔵合金電極の
製造方法において、シュウ酸溶液中に浸漬させた水素吸
蔵合金を加熱処理するにあたり、その加熱処理温度を１
００〜５００℃の範囲にしたことを特徴とする水素吸蔵
合金電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06443897A JP3481072B2 (ja) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | 水素吸蔵合金電極及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06443897A JP3481072B2 (ja) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | 水素吸蔵合金電極及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10261410A JPH10261410A (ja) | 1998-09-29 |
| JP3481072B2 true JP3481072B2 (ja) | 2003-12-22 |
Family
ID=13258295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06443897A Expired - Fee Related JP3481072B2 (ja) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | 水素吸蔵合金電極及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3481072B2 (ja) |
-
1997
- 1997-03-18 JP JP06443897A patent/JP3481072B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10261410A (ja) | 1998-09-29 |
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