JPH04223052A - 電極 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は水素の吸蔵作用を利用し
た二次電池の負極などに用いられる電極の改良に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に水素吸蔵性合金は水素を高密度に
、且つ可逆的に吸蔵及び脱出しうる性能を有すると共に
、この水素の吸蔵及び脱出と同時に電荷の移動を伴うこ
とからエネルギーの蓄積材料として利用することが大き
な課題として台頭してきた。その利用の一つとして水素
吸蔵性合金を負極とする二次電池が出現しているもので
ある。

【０００３】この水素吸蔵性合金を負極とする二次電池
の主要構成部品としては、水酸化ニッケルによる正極、
水素吸蔵性合金による負極、アルカリ性水溶液による電
解液であるが、この中で水素吸蔵性合金の負極が電池性
能を左右する点において、最も重要な役割を果している
ものである。

【０００４】而して従来の水素吸蔵性合金を用いた負極
は、水素吸蔵性合金例えばＭｍＮｉ４．７　Ａｌ０．３
　粉末と金属導電剤と結着剤との混合物を金属メッシュ
集電体または多孔質集電体に加圧成形するか、もしくは
電極形状に加圧成形後不活性ガス中或は真空中において
焼結することによってうるものである。

【０００５】このように水素吸蔵性合金を用いた電極は
、結着剤例えばポリテトラフルオロエチレン重合体（Ｐ
ＴＦＥ）等のフッ素樹脂の如く導電性の低い高分子を含
有しているため、水素吸蔵性合金粉末が該結着剤によっ
て電気的に分離されている部分が多くなり、電極は電気
抵抗が大きくなって大電流を取り出しにくくなるという
欠点があった。

【０００６】又水素の吸蔵及び脱出のサイクルを繰り返
し行うことにより、水素吸蔵性合金の結晶格子に膨脹或
は収縮を起し、水素吸蔵性合金粉末相互又は水素吸蔵性
合金と集電体との結着力が弱化して上記格子から部分的
に水素吸蔵性合金粉末の脱落が起り易くなるという欠点
があった。これの改善として従来から種々の結着剤が出
現されているが、いまだ十分な性能を発揮する結着剤を
うることが出来ないものであった。

【０００７】従って水素吸蔵性合金を用いた電極による
二次電池は、充放電することにより導電性が低下し且つ
該電極において水素吸蔵性合金粉末が部分的に脱落する
ことに相俟って電池容量が低下するという問題が生じて
いるものであった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる現状に
鑑み鋭意研究を行った結果、水素吸蔵性合金を用いた電
極を用いた二次電池において充放電のサイクルを繰返す
ことにより、該電極の結晶格子に膨脹、収縮をおこすも
該電極に型くずれ等の劣化を生ずることなく且つ電気伝
導性の低下を改善し、サイクル寿命の長い水素吸蔵性合
金を用いた電極を開発したものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は水素吸蔵性合金
粉末に導電性高分子粉末単独又は導電性高分子粉末と金
属導電剤との併用添加した混和物を電極体形状に成形し
たことを特徴とするものである。

【００１０】本発明において導電性高分子粉末とは例え
ばポリパラフェニレン粉末、ポリアニリン粉末等を使用
するものであり、又この両者の配合比率については特に
限定するものではないが、好ましくは水素吸蔵性合金粉
末５０〜８０重量部に対し導電性高分子２０〜５０重量
部にて混合することが望ましい。かかる配合比による理
由は水素吸蔵性合金粉末が５０重量部未満の場合には電
極の目的とする水素を吸蔵する効果が薄くなり又８０重
量部を超えた場合には該合金の粒子に脱落を生じせしめ
早期に劣化現象を生ずるためである。

【００１１】又本発明では得られる電極の導電性を改善
するために上記の導電性高分子粉末に対して金属導電剤
例えばニッケル粉末等を配合してもよく、この場合金属
導電剤の配合量は導電性高分子粉末に対し５〜１０ｗｔ
／％程度でよい。

【００１２】又本発明の電極をうるには、水素吸蔵性合
金粉末に導電性高分子粉末単独又は導電性高分子粉末と
金属導電剤との併用混合物を混合してペースト状にした
後、ニッケル製集電体等の両面に塗着して加圧し、４０
０〜８００℃にて熱処理を行うことにより製造できる。

【００１３】

【実施例】実施例（１）本発明において主体となる水素
吸蔵性合金粉末ＭｍＮｉ４．７　Ａｌ０．３　粉末及び
導電性高分子粉末（ポリパラフェニレン粉末）を下記の
如く作製した。 （Ａ）水素吸蔵性合金粉末

【００１４】市販のＭｍ（ミッシュメタル）、Ｎｉ、Ａ
ｌの各原料を所定の組成比に秤量し、アルゴンアーク溶
解炉内にて溶解してＭｍＮｉ４．７　Ａｌ０．３　の水
素吸蔵性合金をえた。この合金を公知の方法にて真空熱
処理を行った後、ボールミルにて４００メッシュに粉砕
して水素吸蔵性合金粉末をえた。 （Ｂ）導電性高分子粉末

【００１５】ベンゼン２３４．５ｇ、塩化アルミニウム
５０．５ｇ、塩化第２銅１００ｇを不活性雰囲気の密封
型容器中に入れ３１〜３２℃にて２時間攪拌反応せしめ
た後、１５℃まで冷却した。次いで濾過し残渣を１８％
塩酸容器中に入れ沸点まで加熱し濾過した。更に熱蒸留
水にて塩素イオンがなくなるまで洗浄し、これを１２０
℃にて８時間真空乾燥した後、粉砕して得た。

【００１６】上記の如くして得た水素吸蔵性合金粉末（
Ａ）とポリパラフェニレン粉末（Ｂ）とを７０重量部：
３０重量部の比にて混合しペースト状に練合した。 このペーストを３０メッシュのニッケル製アニール化し
た集電体の両側面に約１．２ｔ／ｃｍ２　の圧力にて圧
着し、ついでこれを不活性ガス雰囲気中にて約６００℃
にて熱処理を行って本発明の電極をえた。実施例（２）
実施例（１）と同様にして水素吸蔵性合金粉末（ＭｍＮ
ｉ４．７　Ａｌ０．３　）及び導電性高分子粉末（ポリ
パラフェニレン）を作製した。

【００１７】而してこの水素吸蔵性合金粉末７５重量部
、ポリパラフェニレン粉末２５重量部、金属導電剤（ニ
ッケル粉末）５重量部とを混合し、ペースト状に練合せ
た。而して調製したペーストを３０メッシュのニッケル
製アニール化した集電体の両側面に約１．０ｔ／ｃｍ２
　の圧力にて圧着し、ついでこれを不活性ガス雰囲気中
にて約７００℃にて熱処理を行って本発明の電極をえた
。

【００１８】又、本発明の電極と比較を行うために従来
の水素吸蔵性合金を用いた電極として上記と同様の水素
吸蔵性合金に金属導電剤及び結着剤（ＰＴＦＥ）を添加
した混和物をペーストにし、これを実施例同様にニッケ
ル製メッシュ集電体に塗着し熱処理を行って比較例電極
をえた。

【００１９】斯くして得た本発明の電極（実施例（１）
）及び比較例の電極の性能を比較するために、上記両電
極を負極として単３形円筒形ニッケル−水素蓄電池を作
成した。即ち上記両電極を巾４ｃｍ、高さ１０ｃｍに切
断し、リード板を所定の位置に溶接して取付けて、負極
とした。又正極として焼結式ニッケル極を選定し、巾４
ｃｍ、高さ７ｃｍに切断し、上記と同様にリード板を取
付けて得た。又セパレータとしてポリプロピレン不織布
、電解液として３０％の水酸化カリウム水溶液を使用し
た。なおこの電池の公称容量は１１００ｍＡｈ　である
。

【００２０】而して本発明電極によるニッケル−水素蓄
電池及び比較例電極によるニッケル−水素蓄電池につい
て、充放電サイクル試験を行った。即ち充放電条件は０
．２Ｃ（５時間率）で１３０％まで、放電は０．５Ｃ（
２時間率）で終止電圧１．０Ｖとし、充放電サイクルを
繰返し行って、容量低下の有無を測定した。その結果は
第１表に示す通りである。

【００２１】

【表１】

【００２２】上表から明らかな如く本発明の水素吸蔵性
合金を用いた電極を負極とするニッケル−水素蓄電池は
従来の水素吸蔵性合金を用いた電極を負極とするニッケ
ル−水素蓄電池に比して約３倍程度の長寿命をうること
が認められた。

【００２３】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明の水素吸蔵性合
金を用いた電極は次の如き効果を発揮し工業上有用なも
のである。

【００２４】 （１）水素を吸蔵及び排出に伴って電極が膨脹或は収縮
するも該電極に割れ等が生じて部分的に脱落するを極力
抑止することが出来るから長寿命化をうることが出来る
。 （２）電極に部分的の脱落が生じたとしても導電性に優
れているため大電流充放電を維持することが出来る。 （３）充放電サイクルを多数回繰返し行うも放電容量の
低下が極めて少く、劣化することがない。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　水素吸蔵合金粉末に導電性高分子粉末
   単独又は導電性高分子粉末と金属導電剤とを併用添加し
   た混和物を電極体形状に成形したことを特徴とする電極
   。