JPH02301971A - 金属―水素アルカリ蓄電池の製造方法 - Google Patents
金属―水素アルカリ蓄電池の製造方法Info
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- JPH02301971A JPH02301971A JP1122352A JP12235289A JPH02301971A JP H02301971 A JPH02301971 A JP H02301971A JP 1122352 A JP1122352 A JP 1122352A JP 12235289 A JP12235289 A JP 12235289A JP H02301971 A JPH02301971 A JP H02301971A
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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
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
本発明は、水素を可逆的に吸蔵及び放出することのでき
る水素吸蔵合金電極を負極に備えた、金属−水素アルカ
リ蓄電池の製造方法に関するものである。
る水素吸蔵合金電極を負極に備えた、金属−水素アルカ
リ蓄電池の製造方法に関するものである。
（ロ）従来の技術
従来から良く用いられている蓄電池としてはニッケルー
カドミウム蓄電池のごときアルカリ蓄電池、あるいは鉛
蓄電池などがある。近年、これらの電池より軽量且つ高
容量で高エネルギー密度となる可能性のある、水素吸蔵
合金を用いてなる水素吸蔵合金を極を負極に備えた金属
−水素アルカリ蓄電池が注目されている。
カドミウム蓄電池のごときアルカリ蓄電池、あるいは鉛
蓄電池などがある。近年、これらの電池より軽量且つ高
容量で高エネルギー密度となる可能性のある、水素吸蔵
合金を用いてなる水素吸蔵合金を極を負極に備えた金属
−水素アルカリ蓄電池が注目されている。
この種電源の負極に用いられる水素吸蔵合金として、例
えば特開昭６３−２１７５０号公報、特開昭６２−２４
’ ６２５９号公報等には希土類系水素吸蔵合金が記載
されており、この組成を改良することにより、充放電時
の合金耐蝕性の向上及び微粉化の抑制等が計られている
。
えば特開昭６３−２１７５０号公報、特開昭６２−２４
’ ６２５９号公報等には希土類系水素吸蔵合金が記載
されており、この組成を改良することにより、充放電時
の合金耐蝕性の向上及び微粉化の抑制等が計られている
。
また、正極としては、ニッケルーカドミウム蓄電池に用
いられる焼結式ニッケル極などが用いられている。
いられる焼結式ニッケル極などが用いられている。
このようにして構成された金属−水素アルカリ蓄電池は
、組立後、例えば充放電を繰り返すという化成処理が必
要である。
、組立後、例えば充放電を繰り返すという化成処理が必
要である。
ここで、単にこのような化成処理を施した電池であって
も、初期の放電時の作動電圧が十分得られず、電池の放
電容量が低いという問題があった。
も、初期の放電時の作動電圧が十分得られず、電池の放
電容量が低いという問題があった。
この理由は、以下のことに基づくと推定される。即ち、
この種金属−水素アルカリ蓄電池は、負極に水素吸蔵合
金の微粉末を用いており、前記せる化成処理を行うこと
により、水素吸蔵合金が水素を吸蔵、放出し、負極の活
性化が進行する。
この種金属−水素アルカリ蓄電池は、負極に水素吸蔵合
金の微粉末を用いており、前記せる化成処理を行うこと
により、水素吸蔵合金が水素を吸蔵、放出し、負極の活
性化が進行する。
しかしながら、水素吸蔵合金は極めて活性であるために
、電池缶に組込み密閉するまでに、空気中で放置された
り、電極作製工程中に加温等されることにより、前記水
素吸蔵合金表面が酸化され、強固な酸化膜が前記水素吸
蔵合金表面上に形成されている。この酸化膜は、化成中
の充放電により部分的に破壊されたり、合金自身が微粉
化して清浄な合金表面が露出することにより、活性化が
進むと共に、電池の作動電圧も徐々に高くなり電池容量
が増大すると推察される。従って、従来の化成処理を完
了するためには、低率で充放電を行うとともに、充放電
を数回繰り返す必要があり、電池製造工程上極めて煩雑
となり、化成完了までに多くの時間を要していた。
、電池缶に組込み密閉するまでに、空気中で放置された
り、電極作製工程中に加温等されることにより、前記水
素吸蔵合金表面が酸化され、強固な酸化膜が前記水素吸
蔵合金表面上に形成されている。この酸化膜は、化成中
の充放電により部分的に破壊されたり、合金自身が微粉
化して清浄な合金表面が露出することにより、活性化が
進むと共に、電池の作動電圧も徐々に高くなり電池容量
が増大すると推察される。従って、従来の化成処理を完
了するためには、低率で充放電を行うとともに、充放電
を数回繰り返す必要があり、電池製造工程上極めて煩雑
となり、化成完了までに多くの時間を要していた。
（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なされたものであって、水素
吸蔵合金電極を負極に備えた、金属−水素アルカリ蓄電
池の製造工程中における化成工程の簡略化と、化成処理
後の初期の電池容量の増大を計ることを課題とし、電池
製造時における好ましい化成条件を提案するものである
。
吸蔵合金電極を負極に備えた、金属−水素アルカリ蓄電
池の製造工程中における化成工程の簡略化と、化成処理
後の初期の電池容量の増大を計ることを課題とし、電池
製造時における好ましい化成条件を提案するものである
。
（ニ）課題を解決するための手段
本発明の金属−水素アルカリ蓄電池の製造方法は、水素
を可逆的に吸蔵、放出する水素吸蔵合金電極を備えた電
池を、充電状態において常温より高い保存温度で保存す
る保存工程を有することを特徴とするものである。
を可逆的に吸蔵、放出する水素吸蔵合金電極を備えた電
池を、充電状態において常温より高い保存温度で保存す
る保存工程を有することを特徴とするものである。
そして前記保存工程の保存温度としては４０℃以上とす
るのが好ましく、更に、１００℃以下とするのが好適で
ある。
るのが好ましく、更に、１００℃以下とするのが好適で
ある。
（ホ）作 用
水素吸蔵合金の電気化学的な活性化は、合金表面に形成
された酸化膜の破壊と、合金内部からのクラックの発生
により、新しい活性点が生じるという機構で進行するも
のと考えられる。酸化膜の破壊と合金内部からのクラッ
ク発生は、水素の吸蔵、放出によって成されるものであ
り、それらは吸蔵された水素の１回の放出量が多い程生
じやすくなるものと考えられる。
された酸化膜の破壊と、合金内部からのクラックの発生
により、新しい活性点が生じるという機構で進行するも
のと考えられる。酸化膜の破壊と合金内部からのクラッ
ク発生は、水素の吸蔵、放出によって成されるものであ
り、それらは吸蔵された水素の１回の放出量が多い程生
じやすくなるものと考えられる。
そこで本発明者は、以下の知見に基づき、本発明を完成
するに至ったものである。即ち、充電された状態、言い
換えれば水素を吸蔵した状態での水素吸蔵合金を高温に
すると、 ２ＭＨ’；！ 旧 ＋ ２Ｍ の平衡が右の方に傾き、水素を放出しやすい状態となる
。更に、ニッケル極はサイクル初期の状態では、比較的
自己放電が大きく、電池を高温保存することにより、充
電生成物（Ｎ ｉ ０ＯＨ）が酸素を発生して分解し、
電池缶内に酸素が放出される。この酸素と、水素吸蔵合
金電極表面での水素分子あるいは吸着水素原子とが、反
応し、水素吸蔵合金中の水素の放出を加速的に進行させ
、効果的に水素吸蔵合金電極の化成即ち金属−水素アル
カリ蓄電池の化成を行うことができる。
するに至ったものである。即ち、充電された状態、言い
換えれば水素を吸蔵した状態での水素吸蔵合金を高温に
すると、 ２ＭＨ’；！ 旧 ＋ ２Ｍ の平衡が右の方に傾き、水素を放出しやすい状態となる
。更に、ニッケル極はサイクル初期の状態では、比較的
自己放電が大きく、電池を高温保存することにより、充
電生成物（Ｎ ｉ ０ＯＨ）が酸素を発生して分解し、
電池缶内に酸素が放出される。この酸素と、水素吸蔵合
金電極表面での水素分子あるいは吸着水素原子とが、反
応し、水素吸蔵合金中の水素の放出を加速的に進行させ
、効果的に水素吸蔵合金電極の化成即ち金属−水素アル
カリ蓄電池の化成を行うことができる。
そして、水素吸蔵合金電極の活性化即ち化成が効果的に
行われるためには、保存温度を４０℃以上とするのが好
ましいことを種々の実験により知得した。
行われるためには、保存温度を４０℃以上とするのが好
ましいことを種々の実験により知得した。
又、電池の漏液を防止するという観点からは、保存温度
を１００℃以下とするのが望ましい。
を１００℃以下とするのが望ましい。
（へ）実施例
まず、本発明に用いる金属−水素アルカリ蓄電池の作製
について述べる。組成式ＭｍＮｉ、Ｃ。
について述べる。組成式ＭｍＮｉ、Ｃ。
ｔ、、Ｍｎｏｌで表わされる水素吸蔵合金を、高周波炉
を用いて各原料を溶融させることにより得た。この合金
を機械的に粉砕し、平均粒径２０μｍの粉末とした後、
ＰＴＦＥディスパージョン３重量％と、水を加えて、ペ
ースト状とした。このペーストを集電体に圧着して水素
吸蔵合金電極を得、この電極と、電極容量が１００１０
０Ｏのニンケル正極と組合わせ、２８重量％のＫＯＨ水
溶液を用いて、密閉型の金属−水素アルカリ蓄電池を得
た。
を用いて各原料を溶融させることにより得た。この合金
を機械的に粉砕し、平均粒径２０μｍの粉末とした後、
ＰＴＦＥディスパージョン３重量％と、水を加えて、ペ
ースト状とした。このペーストを集電体に圧着して水素
吸蔵合金電極を得、この電極と、電極容量が１００１０
０Ｏのニンケル正極と組合わせ、２８重量％のＫＯＨ水
溶液を用いて、密閉型の金属−水素アルカリ蓄電池を得
た。
次に、この電池を用い、環境温度２５℃の下で１００ｍ
Ａで１５時間充電して電池を充電状態とし、第１表に示
す各温度条件にて保存（保存工程）した。保存日数は、
１日間、７日間とし、各条件における電池の漏液の有無
について検討した。この結果を、第１表に示す。
Ａで１５時間充電して電池を充電状態とし、第１表に示
す各温度条件にて保存（保存工程）した。保存日数は、
１日間、７日間とし、各条件における電池の漏液の有無
について検討した。この結果を、第１表に示す。
第１表
第１表において、ゝ○ゞは漏液が観察されなかったもの
、１×１は漏液が観察されたものをそれぞれ表す。
、１×１は漏液が観察されたものをそれぞれ表す。
第１表より、１日間の保存においては１２０℃以上、７
日間の保存においては１００℃以上で、電池の漏液が観
察されることがわかる。
日間の保存においては１００℃以上で、電池の漏液が観
察されることがわかる。
次に、これら電池の保存工程において、どの程度、水素
吸蔵合金電極の活性化が進行したかどうかを調べるため
に、各電池の放電容量を比較した。この時の条件は、各
電池を、電池電圧が１、ＯＶに達する迄２００ｍＡで放
電した後、再度１００ｍＡで１５時間充電し、１時間放
置後、今度は５００ｍＡで電池電圧が１．Ｏｖに達する
まで放電し、この時の放電容量を調べるというものであ
る。そして、この放電容量の比較により、水素吸蔵合金
ｔｉの活性化度の評価を行った。
吸蔵合金電極の活性化が進行したかどうかを調べるため
に、各電池の放電容量を比較した。この時の条件は、各
電池を、電池電圧が１、ＯＶに達する迄２００ｍＡで放
電した後、再度１００ｍＡで１５時間充電し、１時間放
置後、今度は５００ｍＡで電池電圧が１．Ｏｖに達する
まで放電し、この時の放電容量を調べるというものであ
る。そして、この放電容量の比較により、水素吸蔵合金
ｔｉの活性化度の評価を行った。
尚、これらの操作は、すべて２５℃とした。
一方、比較例として、電池を高温保存せずに、直ちに電
池電圧が１．ＯＶに達する迄２００ｍＡで放電させたも
のについても、前記同様の評価を行った。この電池にお
いては保存工程がない。
池電圧が１．ＯＶに達する迄２００ｍＡで放電させたも
のについても、前記同様の評価を行った。この電池にお
いては保存工程がない。
この結果を、第１図に示す。第１図は、各電池の充電後
における保存温度と、電池の放電容量との関係を示す図
である。
における保存温度と、電池の放電容量との関係を示す図
である。
第１図において、比較例の結果は図示されていないが、
この電池は５３０ｍＡｈの放電容量しか得られなかった
。これは、負極である水素吸蔵合金電極の活性化が十分
に進行しておらず、電池が未だ負極支配の状態にあるこ
とに起因すると推定される。
この電池は５３０ｍＡｈの放電容量しか得られなかった
。これは、負極である水素吸蔵合金電極の活性化が十分
に進行しておらず、電池が未だ負極支配の状態にあるこ
とに起因すると推定される。
これに対し、本発明に係る電池の放電容量は、７００〜
９５０ｍＡｈであり、電池組み立て後の初期から、高い
放電容量が得られることが理解される。
９５０ｍＡｈであり、電池組み立て後の初期から、高い
放電容量が得られることが理解される。
保存温度について検討してみると、７日間の保存では４
０℃以上の温度で、その効果が顕著となり、１日間の保
存では特に６０℃以上の温度が適すると考えられる。
０℃以上の温度で、その効果が顕著となり、１日間の保
存では特に６０℃以上の温度が適すると考えられる。
又、保存温度１００〜１２０℃で保存すると、１日間で
電池の残存容量が全んどなくなる迄自己放電してしまう
。しかしながら、水素吸蔵合金電極の活性化が十分に進
行しており、次のサイクルでは十分な電池放電容量が得
られている。
電池の残存容量が全んどなくなる迄自己放電してしまう
。しかしながら、水素吸蔵合金電極の活性化が十分に進
行しており、次のサイクルでは十分な電池放電容量が得
られている。
但し、このような高温で保存すると電池の漏液という問
題が生じてくる。
題が生じてくる。
以上の検討結果より、水素吸蔵合金電極の活性化という
観点からは、保存温度を４０℃以上とするのが好ましく
、又、電池の漏液を防止するという観点からは、保存温
度を１００℃以下とするのが好適である。
観点からは、保存温度を４０℃以上とするのが好ましく
、又、電池の漏液を防止するという観点からは、保存温
度を１００℃以下とするのが好適である。
本実施例において、電池を充電状態とする方法として、
電池組み立て後通電して充電を行ったものを例示したが
、これ以外に例えば充電状態にある正負極を使用し電池
を組み立てたものを用いても良い。但し、後者の場合に
は、正極の充電量をそのｔ極容量の３０％以上とするの
が、本発明の効果を得る上で望ましい。
電池組み立て後通電して充電を行ったものを例示したが
、これ以外に例えば充電状態にある正負極を使用し電池
を組み立てたものを用いても良い。但し、後者の場合に
は、正極の充電量をそのｔ極容量の３０％以上とするの
が、本発明の効果を得る上で望ましい。
又、水素吸蔵合金としてＭｍＮｉ、Ｃｏｔ、＜Ｍ ｎ
ｏ、 ｓを用いたが、これ以外のＭｍＮｉ５、Ｍ ｍ
Ｎ ＋ ｔ Ｃｏ ３等の希土類系水素吸蔵合金、Ｔｉ
−Ｎｉ系水素吸蔵合金、Ｔ ｉ −Ｍ ｎ系水素吸蔵合
金、Ｔｉ−Ｆｅ系水素吸蔵合金、Ｍｇ−Ｎｉ系水素＋１
＆蔵合金、Ｔｉ−Ｚｒ系水素吸蔵合金、Ｚｒ−Ｍ ｎ系
水素吸蔵合金等を用いることができるのは言うまでもな
い。
ｏ、 ｓを用いたが、これ以外のＭｍＮｉ５、Ｍ ｍ
Ｎ ＋ ｔ Ｃｏ ３等の希土類系水素吸蔵合金、Ｔｉ
−Ｎｉ系水素吸蔵合金、Ｔ ｉ −Ｍ ｎ系水素吸蔵合
金、Ｔｉ−Ｆｅ系水素吸蔵合金、Ｍｇ−Ｎｉ系水素＋１
＆蔵合金、Ｔｉ−Ｚｒ系水素吸蔵合金、Ｚｒ−Ｍ ｎ系
水素吸蔵合金等を用いることができるのは言うまでもな
い。
（ト）発明の効果
以上詳述した如く、本発明の金属−水素アルカリ蓄電池
の製造方法によれば、効率のよい化成条件を提案するこ
とができ、この種電池の初期の電池容量の増大が計れる
ものであり、その工業的価値は極めて大きい。
の製造方法によれば、効率のよい化成条件を提案するこ
とができ、この種電池の初期の電池容量の増大が計れる
ものであり、その工業的価値は極めて大きい。
第１図は電池の保存温度と電池放電容量との関係を示す
図である。
図である。
Claims (3)
- （１）水素を可逆的に吸蔵、放出する水素吸蔵合金電極
を備えた電池を、充電状態において常温より高い保存温
度で保存する保存工程を有することを特徴とする金属−
水素アルカリ蓄電池の製造方法。 - （２）前記保存工程の保存温度が、４０℃以上であるこ
とを特徴とする請求項１記載の金属−水素アルカリ蓄電
池の製造方法。 - （３）前記保存工程の保存温度が、１００℃以下である
ことを特徴とする請求項２記載の金属−水素アルカリ蓄
電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1122352A JPH0644490B2 (ja) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | 金属―水素アルカリ蓄電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1122352A JPH0644490B2 (ja) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | 金属―水素アルカリ蓄電池の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02301971A true JPH02301971A (ja) | 1990-12-14 |
| JPH0644490B2 JPH0644490B2 (ja) | 1994-06-08 |
Family
ID=14833799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1122352A Expired - Lifetime JPH0644490B2 (ja) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | 金属―水素アルカリ蓄電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0644490B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5334226A (en) * | 1992-07-17 | 1994-08-02 | Furukawa Denchi Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing a sealed-type nickel-hydrogen cell |
| EP0696825A1 (en) | 1994-08-09 | 1996-02-14 | Japan Storage Battery Company Limited | Method for manufacturing nickel-metal-hydride battery |
| JP2020198187A (ja) * | 2019-05-31 | 2020-12-10 | プライムアースＥｖエナジー株式会社 | 二次電池の製造方法及びニッケル水素二次電池 |
Citations (5)
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| JPS63131467A (ja) * | 1986-11-19 | 1988-06-03 | Sanyo Electric Co Ltd | 金属−水素アルカリ蓄電池 |
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1989
- 1989-05-16 JP JP1122352A patent/JPH0644490B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0644490B2 (ja) | 1994-06-08 |
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