JPH04176833A - 水素吸蔵合金電極 - Google Patents

水素吸蔵合金電極

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JPH04176833A
JPH04176833A JP2305838A JP30583890A JPH04176833A JP H04176833 A JPH04176833 A JP H04176833A JP 2305838 A JP2305838 A JP 2305838A JP 30583890 A JP30583890 A JP 30583890A JP H04176833 A JPH04176833 A JP H04176833A
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hydrogen storage
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hydrogen
alloy electrode
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Shinjiro Wakao
若尾 慎二郎
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Furukawa Battery Co Ltd
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Furukawa Battery Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/383Hydrogen absorbing alloys
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は二次電池などの負極に用いる、電気化学的に水
素の吸蔵・放出が可能な水素吸蔵合金電極に関するもの
である。
(従来の技術) 従来二次電池としては、ニッケルーカドミウム蓄電池ぐ
鉛蓄電池が良く知られていが、これらの蓄電池は単位重
量又は単位体積当たりのエネルギー密度が比較的小さい
欠点がある。そこで電気化学的に多量の水素の吸蔵・放
出が可能な水素吸蔵合金を用いた電極を負極とし、正極
にはニッケル酸化物を用い電解液としてアルカリ水溶液
を用いたエネルギー密度の大きいニッケルー水素電池が
提案されている。そして負極にはLaNi5等の水素吸
蔵合金が用いられている。しかし、この水素吸蔵合金は
、常温における水素解離圧が2気圧以上となり、常温で
電気化学的に十分な水素を吸蔵させることが困難であり
実用的とは言えない。
この問題を解決するため、本発明者は先に特開平2−2
20355号公報に示される如くラヘス相のTi−Zr
−V−Ni系の水素吸蔵合金からなる電極を提案し、こ
の系の合金では最大の312mAh/gの放電容量が得
られることを見出した。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、二次電池の高容量化に対する要求は多く
、更に高い容量の水素吸蔵合金電極が要望されている。
(課題を解決する為の手段) 本発明は、常温で十分な水素を吸蔵し得るとともに、放
電容量が従来より大きな水素吸蔵合金電極を得ること目
的としてなされたもので、Z r +−m T i a
 (Vo、33.XN i o、br−x−bAb )
z−e、但し、AはFe、Co、Mnから選ばれる少な
くとも1種、0≦a≦0.7、−0.05<X<0.0
7、o<b≦0.4.0≦C≦1、の一般弐で表される
水素吸蔵合金又はその水素化物からなることを特徴とす
るものである。
(実施例) 本発明の実施例を詳細に説明すると、市販のジルコニウ
ム(Zr)、チタン(T i ) 、バナジウム(■)
、二、ケル(Ni)と、これらに、コバルト(co)、
マンガン(Mn)及び鉄(Fe)の少なくとも1種の各
粉末を所定の組成比、例えば、Z r (Vo、33N
 i o、it) 2即ち、Zr、V2Ninを得る場
合はZr:■:Niを3:2:4組成比となるように秤
量混合するようにし、これらをアーク溶解法により加熱
溶解して水素吸蔵合金を得、該合金を粗粉砕した後真空
加熱装置で900°Cに加熱し、1気圧の水素を導入後
冷却して合金の水素化と活性化を行った。得られた水素
化した合金を更に粉砕し、400メソシユ以下の微粉末
とした。こうして得られた水素吸蔵合金粉末を5t/c
+flで加圧成形し、直径1 cmの円形ペレット状に
成形した後、真空中900°Cで焼結を行いこれにリー
ド線を取り付けて水素吸蔵合金電極とした。尚電極中の
水素吸蔵合金の重量は1gである。
このようにして後記する第1表に記載される種種の合金
組成の水素吸蔵合金かななる電極を作製し、得られた水
素吸蔵合金電極を作用極とし、ニッケル板を対極として
組み合わせ、アルカリ電解液として30wt%の水酸化
カリウム水溶液を用いて解放型の試験セルとした。これ
ら試験セルを用い放電試験をした。その結果は後記する
第1表の通りである。尚、充電は6mA/c+flの電
流密度で水素吸蔵合金電極の電気化学的水素吸蔵量の1
30%まで行い、放電は10mA/ cfflの電流密
度で電圧が一〇 、  75 vs、Hg/HgOにな
るまで行い、これを繰り返して試験セルの放電容量が安
定した値を示すまで行い、その時の容量を測定した。
第1表からも明らかな如く、本発明による水素吸蔵合金
電極を用いた試験セル(セル番号3〜17)は、従来の
水素吸蔵合金を用いた試験セル(セル番号1.2)の放
電容量を何れも上回る良好な結果を得た。しかし、組成
中Tiを多く含む水素吸蔵合金電極を用いた試験セル(
セル番号18)は従来の水素吸蔵合金を用いた試験セル
(セル番号1.2)より放電容量が小さく、ZrのTi
での置換は0≦a≦0.7である必要があった。
又、■の量とNi及びその部分置換金属A(Fe、Co
、Mnの少なくとも1種)との総和量との比率は合金の
結晶構造を維持する為1:2を基準にしてどの程度組成
比を変えることが出来るかを検討した結果、基準からの
Vの量の偏差Xの範囲は、−0,05<X<0.07が
望ましく、■の量(0,33+X)が0.28即ちXの
値が−0,05以下の場合(セル番号20)及び0.4
0即ちXの値が0.07以上の場合(セル番号19)は
放電容量が低下する。次に、Niの部分置換金属Aの量
すを検討した結果、bの値を0.4を越えた0、  5
にまで増やすた場合(セル番号21)は放電容量が低下
しo<b≦0.4の範囲が適当である。更にCは合金の
結晶構造を維持する為の0≦C≦1の範囲にある必要が
あり、この範囲を逸脱した場合(セル番号22.23)
放電容量の低下が起こる。
Niの部分置換金属Aとしては、Co、Fe、Mnが使
用され、これらの1種或いは2種以上を用いることが出
来、この場合(セル番号11.14.15.16.17
)においても高い放電容量が得られた。
尚、本発明の合金電極を用いこれを負極とし、正極とし
て公知の焼結式ニッケル極を用い、30wt/%の水酸
化カリウム水溶液を電解液として円筒形密閉ニッケルー
水素電池を作製した場合もほぼ同様に良好な結果が得ら
れた。更に、上記実施例では焼結式の水素吸蔵合金電極
を示したが、水素吸蔵合金の微粉末を結着剤等で混練し
てペースト状とし、これを集電体等に塗布充填したペー
スト式電極等としても良い。
(発明の効果) 以上の通り本発明によれば、水素吸蔵合金電極が、一般
式、 Z r +−* T i m (Vo、33.XN i
 o、bt−*−bAb )z、c但し、AはFe、C
o、Mnから選ばれる少なくとも1種、0≦a≦0.7
、−0.05<X<0.07、o<b≦0.4.0≦C
≦1で表される水素吸蔵合金又はその水素化物からなる
ので、高い放電容量を有する水素吸蔵合金電極が得られ
る等の効果を奏するものである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 一般式 Zr_1_−_aTi_a(V_0_._0_3_+_
    xNi_0_._6_7_−_x_−_bA_b)_2
    _+_c但し、AはFe、CO、Mnから選ばれる少な
    くとも1種0≦a≦0.7 −0.05<X<0.07 0<b≦0.4 0≦c≦1 で表される水素吸蔵合金又はその水素化物からなる水素
    吸蔵合金電極。
JP2305838A 1990-11-09 1990-11-09 水素吸蔵合金電極 Granted JPH04176833A (ja)

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