JPH04187733A

JPH04187733A - 水素吸蔵合金電極

Info

Publication number: JPH04187733A
Application number: JP2317102A
Authority: JP
Inventors: Fusago Mizutaki; 水瀧　房吾; Akio Furukawa; 明男古川; Ikuro Yonezu; 育郎米津; Toshihiko Saito; 俊彦齋藤; Sanehiro Furukawa; 古川　修弘
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1990-11-20
Filing date: 1990-11-20
Publication date: 1992-07-06

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】（イ）　産業上の利用分野本発明は、金属水素化物アルカリ・蓄電池の負極に用い
られる、水素吸蔵合金電極に関するものである。

（ロ）　従来の技術従来から用いられている蓄電池としては、ニッケルーカ
ドミウム蓄電池の様なアルカリ土類金属あるいは鉛蓄電
池などがある。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
金電極を負極に用いた金属水素化物アルカリ蓄電池が注
目されている。

この種、金属水素化物蓄電池に用いられる水素吸蔵合金
の組成としては、例えば特公昭５９−４９６７１号公報
に示されているようにＬａＮｉ５やその改良である三元
素系のＬａＮ１ａＣｏＳＬａＮｉ４Ｃｕ及び■、ａＮｉ
、、　ｓＦｅ。、などの合金が知られている。そして、
これら水素吸蔵合金粉末と導電材粉末との混合物を、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
固着させて、水素吸蔵合金電極とする方法（例えば特公
昭５７−３０２７３号公報参照）などによって負極が製
造されている。上記水素吸蔵合金の他にも、Ｌａ０代わ
りにＭｍ　（ミツシュメタル）を用いた各種希土類系水
素吸蔵合金や、Ｔ　ｉ　−Ｎ　ｉ系、Ｃａ−Ｎｉ系水素
吸蔵合金も開発されている。

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使用されている。

（ハ）　発明が解決しようとする課題然し乍ら、この種金属水素化物蓄電池は、初期容量が低
い、サイクル寿命が短いなどの欠点があった。即ち、希
土類系の水素吸蔵合金を負極とする金属水素化物蓄電池
は、初期の放電容量が低く、安定した容量を得るために
は、化成処理として、数サイクルの充放電処理が必要で
ある。

また、Ｔｉ−Ｎｉ系合金は比較的高い放電容量を有して
いるが、初期容量は低く、また充放電サイクルに伴う放
電容量の低下が大きい。

一方、Ｃａ−Ｎｉ系合金は初期の放電容量は大きいが、
電解液中での耐食性に問題があるため、サイクル寿命が
短いという欠点があった。

そこで、本発明はかかる問題点に鑑みて成されたもので
あって、初期活性が高く耐食性に優れた水素吸蔵合金を
提供し、かかる合金から成る電極を備えた金属水素化物
電池の初期特性及びサイクル特性の向上を計るものであ
る。

（ニ）課題を解決するための手段本発明の水素吸蔵合金電極は、ＶとＮｉとを主成分とす
る水素吸蔵合金、そして組成式ＶｘＮｉ（但し、０．５
≦ｘ≦４．０）で表される水素吸蔵合金、また組成式（
Ｖｌ−ａＡａ）　ｘＮ　ｉ　（但し、０．０１≦ａ≦０
．　５．０．５≦ｘ≦４．０、ＡはＮｂ、Ｔａ、Ｔｉ、
Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｓｃ、Ｙ、希土類元素
の少なくとも１種の元素）で表される水素吸蔵合金、更
に組成式ＶｘＮ　ｉ　１−ｂＢｂ　（但し、０．０１≦
ｂ≦０．５．０゜５≦ｘ≦４．０、ＢはＭｎ５Ｂ、Ａｌ
、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃ，Ｓｉ
、Ａｇ、Ｃｄ、Ｇａ、、Ｉ　ｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｂの少
なくとも１種の元素）で表される水素吸蔵合金、若しく
は組成式（Ｖ　Ｉ−ａＡａ）　ｘＮ　ｉ　１−ｂＢｂ　
（但し、０．０１≦ａ≦０．５．０．０１≦ｂ≦０．５
．０．５≦ｘ≦４．０、ＡはＮｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、
Ｈｆ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｓｃ、Ｙ、希土類元素の少な
くとも１種の元素、ＢはＭｎ、Ｂ、Ａ１、Ｃｏ、Ｃｒ、
Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃ，Ｓｉ　、　Ａｇ、　
　Ｃｄ、　　Ｇａ、　　Ｉｎ、Ｇｅ、　　Ｓｎ、Ｓｂの
少なくとも１種の元素）で表される水素吸蔵合金から構
成されることを特徴とする。

（ホ）作用ＶとＮｉとを主成分とする水素吸蔵合金、及びこの水素
吸蔵合金における■の一部をＴａ％Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚ　ｒ
、Ｈｆ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｓｃ、Ｙ、希土類元素等の
元素で、そしてＮｉの一部をＭｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｃ０１Ｃ
ｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃ，Ｓ　ｉ、Ａｇ、
Ｃｄ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｂなどの元素で置換
した水素吸蔵合金は、初期活性が高く、また電解液中で
の耐食性にも優れている。

そこで、これらの合金を主成分とする水素吸蔵合金電極
を、金属水素化物蓄電池の負極として使用した場合、初
期容量の大きな、サイクル寿命の長い電池を提供するこ
とが可能である。

（へ）　実施例市販のＶ、Ｎ　ｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍ
ｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｍｎ。

Ｂ、　ＡＩ　　、　Ｃｏ、　　Ｃｒ、　　Ｆｅ％　Ｃｕ
、　　Ｚｎ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃ，Ｓ　ｉ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｇａ
、　　Ｉ　ｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｂ等の原料（純度３Ｎ）
を各々の組成に秤量し、アルゴン雰囲気下アーク溶解炉
で溶解し、第１図に示すような、各種組成の水素吸蔵合
金を得た。これらの合金を機械的に５０μｍ以下に粉砕
後、合金粉末１ｇに対して導電材としてのニッケル粉末
０゜５ｇと、結着剤としてのポリテトラフロロエチレン
（ＰＴＦＥ）０．１ｇを添加して混合し、ニッケルの金
網に包み込み、１ｔｏｎ／ａｍ”の圧力で加圧成型して
、水素吸蔵合金電極を作製した。

そして、この水素吸蔵合金電極と、理論容量が６００ｍ
Ａｈの焼結式ニッケル極とを組合せ、ポリプロピレン製
ケースに挿入し、３０重量％のＫＯ）ｌ水溶液を電解液
として注入し、密閉型の金属水素化物蓄電池を作製した
。

このようにして作製した各電池を用い、初期容量及び３
００サイクル経過後の放電容量を調べた。

この時の実験は、５０ｍＡの電流で８時間充電し、５０
ｍＡの電流で１．ＯＶまで放電するという条件で充放電
を行い、前記容量及びサイクル特性を調べるというもの
である。

この結果を、第１図に示す。第１図は、作製した水素吸
蔵合金の組成と、この合金から成る電極を備えた電池の
初期容量及び３００サイクル経過後の放電容量を示して
いる。

ここで、Ｎｏ、　１−Ｎｏ、　３は比較例としての合金
である。一方、Ｎｏ、　４−　Ｎｏ、　３０は本発明合
金であり、合金の活性が高いために、初期から３００ｍ
Ａｈ／　ｇ以上の大きな容量が得られ、また３００サイ
クル経過後の容量低下も小さいことが理解される。これ
は本発明合金が、アルカリ電解液中での耐食性に優れて
おり、充放電に伴う合金の劣化が少ないためであると考
えられる。

（ト）　　発明の効果以上、詳述した如く、本発明のＶとＮｉとを主成分とす
る水素吸蔵合金は、初期活性が高く、耐食性に優れてい
るので、かかる合金からなる水素吸蔵合金電極を用いた
金属水素化物蓄電池は、初期特性及びサイクル特性に優
れたものであり、その工業的価値は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】第１図は水素吸蔵合金の組成、初期容量及び３００サイ
クル経過後の放電容量を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ＶとＮｉとを主成分とする合金からなることを特
徴とする水素吸蔵合金電極。
（２）前記合金は、組成式ＶｘＮｉ（但し、０．５≦ｘ
≦４．０）で表されることを特徴とする請求項（１）記
載の水素吸蔵合金電極。
（３）前記合金は、組成式（Ｖ１−ａＡａ）ｘＮｉ（但
し、０．０１≦ａ≦０．５、０．５≦ｘ≦４．０、Ａは
Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｓ
ｃ、Ｙ、希土類元素の少なくとも１種の元素）で表され
ることを特徴とする請求項（１）記載の水素吸蔵合金電
極。
（４）前記合金は、組成式ＶｘＮｉ１−ｂＢｂ（但し、
０．０１≦ｂ≦０．５、０．５≦ｘ≦４．０、ＢはＭｎ
、Ｂ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｗ
、Ｃ、Ｓｉ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓ
ｂの少なくとも１種の元素）で表されることを特徴とす
る請求項（１）記載の水素吸蔵合金電極。
（５）前記合金は、組成式（Ｖ１−ａＡａ）ｘＮｉ１−
ｂＢｂ（但し、０．０１≦ａ≦０．５、０．０１≦ｂ≦
０．５、０．５≦ｘ≦４．０、ＡはＮｂ、Ｔａ、Ｔｉ、
Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｓｃ、Ｙ、希土類元素
の少なくとも１種の元素、ＢはＭｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｃｏ、
Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃ、Ｓｉ、Ａｇ、
Ｃｄ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｂの少なくとも１種
の元素）で表されることを特徴とする請求項（１）記載
の水素吸蔵合金電極。