JPH0436955A - 水素吸蔵合金電極 - 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】 意粟上叫且朋分丘 本発明は、金属−水素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。

従沫９上訴 近年、ニッケルーカドミウム電池に代ゎる新型アルカリ
蓄電池として、ニッケルーカドミウム電池より高エネル
ギー密度化が可能な金属−水素アルカリ蓄電池が注目さ
れている。

この金属−水素アルカリ蓄電池の負極には、水素吸蔵合
金電極を用いるが、この電極は導電性が低く、大電流放
電を行った場合に特性が悪くなるという課題を有してい
た。

そこで、水素吸蔵合金電極を作製する際、電極内にニッ
ケル等の導電性金属粉末を添加して、電極の導電性を向
上させるような方法か提案されている。

が”しようとする ところが、ｊ１記水素吸蔵合金電極においては、導電性
金属粉末の粒径については何ら考察されていなかったた
め、電極の導電性を十分に向上させることができず、大
電流の放電を行った場合に放電容量が低下するという課
題を有していた。

そこで、本発明は、水素吸蔵合金粉末間の導電性を高め
て大電流の放電を行った場合でも放電容量を維持するこ
とができる水素吸蔵合金電極を提供することを目的とす
る。

訝１１４ｊｆＪｑ−決ｔｉ腎隘め１と日及本発明は上記
目的を達成するために、可逆的に水素を吸蔵、放出する
水素吸蔵合金粉末を含む水素吸蔵合金電極において、前
記水素吸蔵合金粉末の表面−にには、導電性を有すると
共に表面状態か不安定な超微粒子から成る導電性金属が
存在することを特徴とする。

作−−−−−餌− 上記構成の如く、水素吸蔵合金粉末の表面−１−に超微
粒子から成る導電性金属が存在していれば、導電性金属
自体の導電性を向上させることができる等の理由により
、水素吸蔵合金粉末間の導電性を高めることができる。

したがって、大電流放電を行った場合であっても、容量
低下を来すことかない。

芽」ｊＬ１桝 本発明の実施例を、第１図〜第３図に基づいて、以下に
説明する。

〔実施例Ｉ〕

第１図は本発明の電極を用いた円筒型ニッケル水素アル
カリ蓄電池の断面図であり、焼結式ニッケルから成る正
極１と、水素吸蔵合金を含む負極２と、これら正負両極
１・２間に介挿されたセパレータ３とから成る電極群４
ば渦巻状に巻回されている。この電極群４は負極端子兼
用の外装罐６内に配置されており、この外装罐６と一ヒ
記負極２とは負極用導電タブ５により接続されている。

上記外装罐６の」二部開口にはバッキング７を介して封
口体８か装着されており、この封口体８の内部にはコイ
ルスプリング９が設けられている。このコイルスプリン
グ９は電池内部の内圧が異常上昇したときに矢印六方向
に押圧されて内部のガスか大気中に放出されるように構
成されている。また、上記封口体８と前記正極１とは正
極用導電タブ１０にて接続されている。

ここで、−に記構造の円筒型ニッケルー水素アルカリ蓄
電池を、以下のよ・うにして作製した。

先ず、市販のＭｍ（ミンシュメタル：希土類元素の混合
物）、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＡｆｆを元素比で１．：３
．２：１．：０．　６ｇｏ、２の割合となるように秤量
した後、アルゴンガス雰囲気中のアーク溶解炉内で溶解
、冷却することにより、ＭｍＮｉ５．２ＣｏＭｎｏ、６
Ａｊ２ｏ、ｚで示される合金のインゴットを作成した。

次に、上記インゴットをホールミルによって５０７／　
ｍ以下に粉砕した。

この後、」二記水素吸藏合金粉末に、導電性を有すると
共に表面状態が不安定な材料から成る導電性金属（Ｃｕ
から成り、平均粒径が０．０５μｍの超微粒子）と、結
着剤とを加えて混練し、更にこの混合物に圧力を加えて
電極形状とする。しかる後、このワークを、上記結着剤
の温度より高温で数時間熱処理して、負極２を作製した
。尚、」１記熱処理時の雰囲気は、不活性ガス雰囲気と
するか、真空雰囲気とする。

次いで、上記負極２と、この負極２よりも十分容量が大
きな焼結式ニッケル正極１とを、不織布からなるセパレ
ータ３を介して巻回し、電極群４を作製した。しかる後
、この電極群４を外装罐６内に挿入し、更に３０重量％
のＫＯＨ水溶液を上記外装罐６内に汁液した後、外装罐
６を密閉することにより円筒型ニッケルー水素蓄電池を
作製した。尚、このようにして作製した電池の理論容量
は、１００１００Ｏである。

このようにして作製した電池を、以−ド（ＡＩ）電池と
称する。

〔実施例■］ 前記導電性金属として、Ｃｕから成り、平均粒径が０．
１７ｔｍの超微粒子を用いる他は、上記実施例Ｉと同様
にして電池を作製した。

このようにして作製した電池を、以下（Ａ２）電池と称
する。

〔比較例ｌ１ｌ） 前記導電性金属として、Ｃｕから成り、平均粒径が０．
３ｔｔｍ及び２１ｔｍの微粒子（導電性は有するが、表
面状態は安定している）を用いる他は、上記実施例Ｉと
同様にして電池を作製した。

このようにして作製した電池を、以下それぞれ（Ｘｌ）
電池、（Ｘ２）電池と称する。

〔実験〕

上記本発明の電極を用いた（Ａ１）電池、　　（Ａ２）
電池と、比較例の電極を用いた（χ１）電池。

（Ｘ２）電池との放電容量を調べたので、その結果を第
２図に示す。尚、実験条件は、満充電状態にした後、５
．ＯＣの電流で電池電圧カ月、ＯＶに達するまて放電す
るという条件であり、また同図においては理論容量（１
０００ｍＡ、）に対する実際の放電容量の割合を示して
いる。

第２図から明らかなように、本発明の電極を用いた（Ａ
Ｉ　）電池、（Ａ２）電池は、比較例の電極を用いた（
Ｘｌ）電池、（Ｘ２）電池に比べて放電容量が著しく大
ぎくなっていることが認められる。

したがって、導電性金属の平均粒径としては、０、］、
７７１ｍ以下即ち超微粒子であることが好ましいことが
窺える。

第一７−実Ｊｔ！− ［実施例■〕 導電性金属であるＣｕ（超微粒子）の添加量を３ｗｔ％
とする他は、前記第１実施例の実施例■と同様にして電
池を作製した。

このようにして作製した電池を、以下（Ｂ１）電池と称
する。

〔実施例■〜■〕

導電性金属として、Ｃｕの代わりにＡｇ、ＡｕＮ１（平
均粒径は全て０．１μｍの超微粒子であり、添加量は全
て３ｗ１５％に設定している）をそれぞれ用いる他は、
上記実施例Ｉと同様にして電池を作製した。

このようにして作製した電池を、以下（Ｂ２）電池〜（
Ｂ４）電池と称する。

（比較例〕 導電性金属を添加しない他は、−ト記実施例Ｉと同様に
して電池を作製した。

このようにして作製した電池を、以下（Ｙ）電池と称す
る。

（実験〕 上記本発明の電極を用いた（Ｂ１）電池〜（Ｂ４）電池
と、比較例の電極を用いた（Ｙ）電池との放電容量を調
へたので、その結果を第３図に示す。尚、実験条件は、
上記第１実施例の実験で示す条件と同様の条件である。

第３図より明らかなように、本発明の電極を用いた（Ｂ
１）電池〜（Ｂ４）電池は、比較例の電極を用いた（Ｙ
）電池に比べて、放電容量が飛躍的に大きくなっている
ことが認められる。

〔その他の事項〕

■負極２の製造方法として、上記実施例のような製造方
法ではなく、導電性金属の融点よりも高温で、且つ水素
吸蔵合金の融点よりも低温で焼結するような方法の場合
には、超微粒子は特異的に融点が数十°Ｃ低下するとい
うことに起因して、従来に比べて低温で焼結することが
可能となる。したがって、電極作製時に、ペーパーライ
ズを抑制しうると共に、焼結に要する熱エネルギー量を
低減することが可能となる。

■超微粒子の添加量としては、０．１ｗｔ％以」二１、
　Ｏｗ　ｔ％以下であることが望ましい。これは、０、
］、ｗｔ％未満であれば添加効果が著しく低下する一方
、１．０　ｗ　ｔ％を超えると水素吸蔵合金の充填密度
が小さくなって電極容量が低下するとい・う理由による
。

■上記円筒型の蓄電池に限定するものではなく、偏平型
の蓄電池であっても同様の効果を有する。

■電極の製造方法としては、上記焼結式製造方法に限定
されるものではなく、ペースト式製造方法であってもよ
く、この場合にも上記と同様の効果を有する。

発亙勿効果 以上説明したように本発明によれは、水素吸蔵合金粉末
間の導電性を高めることができるので、大電流放電を行
った場合であっても容量低下を来すことがない。したが
って、本発明の水素吸蔵合金電極を用いた金属−水素ア
ルカリ蓄電池の性能を飛躍的に向上させることができる
という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電極を用いた円筒型ニッケル水素アル
カリ蓄電池の断面図、第２図は本発明の電極を用いた（
Ａ、、）電池、（Ａ２）電池と比較例の電極を用いた（
χ、）電池、（Ｘ２）電池との放電容量を示すグラフ、
第３図は本発明の電極を用いた（Ｂ１）電池〜（Ｂ４）
電池と、比較例の電極を用いた（Ｙ）電池との放電容量
を示すグラフである。 １・・・正極、 ２・・・負極、 ・・セパレータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）可逆的に水素を吸蔵、放出する水素吸蔵合金粉末
   を含む水素吸蔵合金電極において、 前記水素吸蔵合金粉末の表面上には、導電性を有すると
   共に表面状態が不安定な超微粒子から成る導電性金属が
   存在することを特徴とする水素吸蔵合金電極。