JPH0448551A - 電池用水素吸蔵合金極の製造法 - Google Patents
電池用水素吸蔵合金極の製造法Info
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- JPH0448551A JPH0448551A JP2157962A JP15796290A JPH0448551A JP H0448551 A JPH0448551 A JP H0448551A JP 2157962 A JP2157962 A JP 2157962A JP 15796290 A JP15796290 A JP 15796290A JP H0448551 A JPH0448551 A JP H0448551A
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Classifications
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
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】
産業上の利用分野
本発明はニッケルー水素蓄電池などの電池用水素吸蔵合
金電極の製造法に関すも 従来の技術 各種の電源として広く使われている蓄電池として鉛蓄電
池とアルカリ蓄電池があム このうちアルカリ蓄電池は
高信頼性が期待でき、小形軽量化も可能などの理由で小
型電池は各種ポータプル機器用に 大型は産業用として
使われてき丸このアルカリ蓄電池において、正極として
は一部空気極や酸化銀極なども取り上げられている戟は
とんどの場合ニッケル極であム ポケット式から焼結式
に代わって特性が向上し さらに密閉化が可能になると
ともに用途も広がっ九 一方負極としてはカドミウムの他に亜舷 鉄、水素など
が対象となっていも 最近−層の高エネルギー密度を達
成するために金属水素化物つまり水素吸蔵合金電極を使
ったニッケルー水素蓄電池が注目され 製法などに多く
の提案がされていもたとえば水素吸蔵合金粉末のとくに
耐酸化性それに利用率や成型性を改善するために粒子表
面をニッケルや銅でメツキして多孔性の金属層を形成す
る技術が知られていも しかし操作を簡易化するために
電極にしてからメツキすると水素吸蔵合金の充放電での
微粉化時にメツキ層が剥離してしま う。
金電極の製造法に関すも 従来の技術 各種の電源として広く使われている蓄電池として鉛蓄電
池とアルカリ蓄電池があム このうちアルカリ蓄電池は
高信頼性が期待でき、小形軽量化も可能などの理由で小
型電池は各種ポータプル機器用に 大型は産業用として
使われてき丸このアルカリ蓄電池において、正極として
は一部空気極や酸化銀極なども取り上げられている戟は
とんどの場合ニッケル極であム ポケット式から焼結式
に代わって特性が向上し さらに密閉化が可能になると
ともに用途も広がっ九 一方負極としてはカドミウムの他に亜舷 鉄、水素など
が対象となっていも 最近−層の高エネルギー密度を達
成するために金属水素化物つまり水素吸蔵合金電極を使
ったニッケルー水素蓄電池が注目され 製法などに多く
の提案がされていもたとえば水素吸蔵合金粉末のとくに
耐酸化性それに利用率や成型性を改善するために粒子表
面をニッケルや銅でメツキして多孔性の金属層を形成す
る技術が知られていも しかし操作を簡易化するために
電極にしてからメツキすると水素吸蔵合金の充放電での
微粉化時にメツキ層が剥離してしま う。
また特性向上のために合金製作後真空で熱処理したり、
アルカリ溶液に浸せきするなどの工程が提案されていも さらに密閉形に適用する際にはとくに充電時の正極から
の酸素ガスや過充電時に発生することがある水素ガスの
吸収性を改良するためにフッソ樹脂や触媒の添加が試み
られてい翫 発明が解決しようとする課題 水素吸蔵合金極の製法としては合金粉末を焼結する方式
と発泡法 繊維状、パンチングメタルなどの多孔性支持
体に充填や塗着する方式のペースト式があａ このうち
製法が簡単なのがペースト式であム 水素吸蔵合金はカ
ドミウム極や亜鉛極などと同様に電子伝導性の点で比較
的硬れているので非焼結成極の可能性は太き（ｔ すな
わち結着剤とともにペースト状としこれを３次元あるい
は２次元構造の多孔性導電板に充填あるいは塗着してい
も しかし いずれにしてもとくに充放電サイクルの初
期での放電特性や一層の利用率や高率放電特性の上で改
良の必要があも また密閉形はニッケルーカドミウム系
同様負極でガスの吸収が可能なので採用できる力丈 急
速充電性の一層の向上が望まれていも 課題を解決するための手段 本発明は水素吸蔵合金を用いて電極を製造機硝酸ニッケ
ル溶液中でその電極を負極にして電解し その後ヒドラ
ジン水和物やナトリウムボロハイドライドなどの還元剤
を添加したアルカリ溶液に浸せきすム な耘 この際に
好ましくは硝酸ニッケル溶液中での電解後電極中に硝酸
ニッケル溶液を含んだ状態で乾燥Ｌ その後還元剤を添
加したアルカリ溶液に浸せきするものであム作用 水素吸蔵合金粉末の酸化や成形性を改善するために試み
られている粒子表面へのニッケルや銅などのメツキによ
る多孔性の金属層形成に対して本願では電極を製作後に
焼結式ニッケル極の活物質充填の一手段として採用され
ている硝酸ニッケル溶液中で水素急増合金極を負極にし
て電解を行なう。この処理で電極面近傍の硝酸根が還元
されて酸性度が弱くなり水酸化ニッケル類似の化合物が
生成するといわれこれが電極内に強固に付着すム焼結式
ニッケル極の場合はこれをアルカリ溶液中で水酸化ニッ
ケルにして使用するのであるが本願では苛性アルカリ中
での還元剤によりニッケルにすム このようにして生成したニッケルによってメツキと同様
にある程度合金粒子間を機械的にと電気的に接続できも
このことによって絶縁性の結着剤によって形成されて
いる電極中の粒子間の電子電導性が向上すム ところが
この生成物はメツキと異なりブラック状でありモス状で
きわめて活性であム したがってこの活性な層により充
電時での水素吸蔵合金への水素の吸蔵の加速が可能にな
ム 実施例 以下、本発明の具体的実施例を説明すも水素吸蔵合金と
してＬａＮｉ５系合金の一つてあるＭ ｍ Ｎ ｉ ｓ
、ｔＭｎ １．４Ａ ｌ ｓ、ｓＣｏ ｍ、ｓを粉砕し
て３００メツシュ通過させた後ポリエチレン微粉末をこ
の樹脂が水素吸蔵合金粉末に対して３部になるように加
え さらに２．５重量％ＰＶＡ溶液でペーストをつくも
ついでこのペーストを厚さ０゜１７ｍ瓜 孔径１．８
ｍｍ、 開口度５３％の鉄製でニッケルメッキを施し
たパンチングメタル板に塗着し０．６ｍｍのスリットを
通して平滑化したその後１２０℃で１時間乾燥した 得
られた電極は１３５℃に保ったエンボス加工を施したロ
ーラプレス機を通して厚さ０．５ｍｍに調整し九 減圧
で乾燥後この電極を負極にして硝酸ニッケル（Ｎｉ
（ＮＯ＊）ｐ）５００ｇに水５０ｇを加えた溶液中で４
０℃で３００ｍＡ／ｃｍ’の電流密度で３分間通電しへ
このまま１００℃で乾燥後まず３０重量％のカセイカ
リ水溶液に８０℃で５時間浸せきし ついで４０℃にし
てからこれにヒドラジン１永和物を５重量％加え６０分
間浸せきした水洗乾燥後５％のフッ素樹脂ディスバージ
ョンを添加した 乾燥後３００Ｋｇ／ｃｍ”の条件で加
圧して電極を得た このペースト式水素吸蔵合金極を裁
断し リード板をスポット溶接により取り付けた この
電極をＡとすム つぎに比較のためにＡと同様の方法で同じ水素吸蔵合金
粉末を結着剤とともに支持体に塗着し加圧して電極を得
た也 電解を省略して硝酸ニッケルの浸せき含浸とヒド
ラジンｌ水和物の添加を行なった後同様にフッ素樹脂デ
ィスバージョンを添加した電極をＢとして加え九 さら
にこの還元も省略して単にフッ素樹脂ディスバージョン
のみを添加した電極をＣとして加え九 まず各々の負極としての特性を調べるために負極律則に
なるように十分容量の大きい対極として焼結式のニッケ
ル極を用（＼ 電解液として比重１゜２５の苛性カリ水
溶液に２５ ｇ／ Ｉの水酸化リチウムを溶解して用い
た 電解液豊富な開放形とした。
アルカリ溶液に浸せきするなどの工程が提案されていも さらに密閉形に適用する際にはとくに充電時の正極から
の酸素ガスや過充電時に発生することがある水素ガスの
吸収性を改良するためにフッソ樹脂や触媒の添加が試み
られてい翫 発明が解決しようとする課題 水素吸蔵合金極の製法としては合金粉末を焼結する方式
と発泡法 繊維状、パンチングメタルなどの多孔性支持
体に充填や塗着する方式のペースト式があａ このうち
製法が簡単なのがペースト式であム 水素吸蔵合金はカ
ドミウム極や亜鉛極などと同様に電子伝導性の点で比較
的硬れているので非焼結成極の可能性は太き（ｔ すな
わち結着剤とともにペースト状としこれを３次元あるい
は２次元構造の多孔性導電板に充填あるいは塗着してい
も しかし いずれにしてもとくに充放電サイクルの初
期での放電特性や一層の利用率や高率放電特性の上で改
良の必要があも また密閉形はニッケルーカドミウム系
同様負極でガスの吸収が可能なので採用できる力丈 急
速充電性の一層の向上が望まれていも 課題を解決するための手段 本発明は水素吸蔵合金を用いて電極を製造機硝酸ニッケ
ル溶液中でその電極を負極にして電解し その後ヒドラ
ジン水和物やナトリウムボロハイドライドなどの還元剤
を添加したアルカリ溶液に浸せきすム な耘 この際に
好ましくは硝酸ニッケル溶液中での電解後電極中に硝酸
ニッケル溶液を含んだ状態で乾燥Ｌ その後還元剤を添
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られている粒子表面へのニッケルや銅などのメツキによ
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焼結式ニッケル極の活物質充填の一手段として採用され
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されて酸性度が弱くなり水酸化ニッケル類似の化合物が
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ニッケル極の場合はこれをアルカリ溶液中で水酸化ニッ
ケルにして使用するのであるが本願では苛性アルカリ中
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にある程度合金粒子間を機械的にと電気的に接続できも
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きわめて活性であム したがってこの活性な層により充
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ム 実施例 以下、本発明の具体的実施例を説明すも水素吸蔵合金と
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、ｔＭｎ １．４Ａ ｌ ｓ、ｓＣｏ ｍ、ｓを粉砕し
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このまま１００℃で乾燥後まず３０重量％のカセイカ
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てからこれにヒドラジン１永和物を５重量％加え６０分
間浸せきした水洗乾燥後５％のフッ素樹脂ディスバージ
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圧して電極を得た このペースト式水素吸蔵合金極を裁
断し リード板をスポット溶接により取り付けた この
電極をＡとすム つぎに比較のためにＡと同様の方法で同じ水素吸蔵合金
粉末を結着剤とともに支持体に塗着し加圧して電極を得
た也 電解を省略して硝酸ニッケルの浸せき含浸とヒド
ラジンｌ水和物の添加を行なった後同様にフッ素樹脂デ
ィスバージョンを添加した電極をＢとして加え九 さら
にこの還元も省略して単にフッ素樹脂ディスバージョン
のみを添加した電極をＣとして加え九 まず各々の負極としての特性を調べるために負極律則に
なるように十分容量の大きい対極として焼結式のニッケ
ル極を用（＼ 電解液として比重１゜２５の苛性カリ水
溶液に２５ ｇ／ Ｉの水酸化リチウムを溶解して用い
た 電解液豊富な開放形とした。
５時間率で負極容量の１４０％定電流充電−〇。
５Ａで０．９Ｖまでの定電流放電を行なったとこへ Ａ
の放電容量密度はｌサイクル２７３ｍＡｈ／ｇ１２サイ
クル２９１ｍＡｈ／ｇ以後はぼ一定になった ところが
ＢでＣ戴１サイクル２５７ｍＡｈ／ｇ、 ２サイクル２
６６、３サイクル以後はぼ一定で２７５ｍＡｈ／ｇであ
り丸 さらにＣでは １サイクル２１０ｍＡｈ／ｇ、
２サイクル２３４、３サイクル２５１Ａｈ／ｇ、４サイ
クル以後はぼ一定で２５５ｍＡｈ／ｇであつ九 この結
果からＡではサイクル初期特性が向上し利用率も高いこ
とがわかａ つぎに従来通り正極律則の密閉形ニッケルー水素蓄電池
を構成しｔ、：ｏ 相手極として公知の発泡状ニッケ
ル撒 それに親水処理ポリプロピレン不織布セパレータ
を用いた 電解液として比重１． ２５の苛性カリ水溶
液に２５ｇ／Ｉの水酸化リチウムを溶解して用いた 電
池は単２型とし九 正極に対する負極の容量を１５０％
とし九 この電極Ａを用いた電池をＡ′とする。
の放電容量密度はｌサイクル２７３ｍＡｈ／ｇ１２サイ
クル２９１ｍＡｈ／ｇ以後はぼ一定になった ところが
ＢでＣ戴１サイクル２５７ｍＡｈ／ｇ、 ２サイクル２
６６、３サイクル以後はぼ一定で２７５ｍＡｈ／ｇであ
り丸 さらにＣでは １サイクル２１０ｍＡｈ／ｇ、
２サイクル２３４、３サイクル２５１Ａｈ／ｇ、４サイ
クル以後はぼ一定で２５５ｍＡｈ／ｇであつ九 この結
果からＡではサイクル初期特性が向上し利用率も高いこ
とがわかａ つぎに従来通り正極律則の密閉形ニッケルー水素蓄電池
を構成しｔ、：ｏ 相手極として公知の発泡状ニッケ
ル撒 それに親水処理ポリプロピレン不織布セパレータ
を用いた 電解液として比重１． ２５の苛性カリ水溶
液に２５ｇ／Ｉの水酸化リチウムを溶解して用いた 電
池は単２型とし九 正極に対する負極の容量を１５０％
とし九 この電極Ａを用いた電池をＡ′とする。
つぎく 比較の電極Ｂを用いた電池をＢ°電極Ｃを用い
た電池をＣｏ としｔ−まず初期の放電電圧と容量を比
較した ５時間率で容量の１５０％定電流充電−２，Ｏ
Ａで０．９Ｖまでの定電流放電を行なったとこ７）、Ａ
” は平均電圧は１．２４Ｖであり、放電容量は２サイ
クル以後はぼ一定で２、７５〜２．８０Ａｈでありへ
ところがＢ。
た電池をＣｏ としｔ−まず初期の放電電圧と容量を比
較した ５時間率で容量の１５０％定電流充電−２，Ｏ
Ａで０．９Ｖまでの定電流放電を行なったとこ７）、Ａ
” は平均電圧は１．２４Ｖであり、放電容量は２サイ
クル以後はぼ一定で２、７５〜２．８０Ａｈでありへ
ところがＢ。
で１上 平均電圧は１．２２Ｖであり放電特性が向上し
てほぼ一定になるまでに３サイクルを必要とじ九 Ｃｏ
で１上 平均電圧は１．２１Ｖであり放電特性が向上し
てほぼ一定になるまでに４サイクルを必要とし九 つぎに各電池それぞれ１０セル用（＼ 急速充電特性を
比較し九 周囲温度を０℃とし１．２Ｃ充電を行なった
ところ容量の１３０％充電時での電池内圧力がＡ’では
１． ９〜２． ７Ｋｇ／ｃｍ’であったのに対してＢ
ｏでは３．５〜４．１Ｋｇ／Ｃｍ’でありＣｏでは７．
５〜８． ２Ｋｇ／ｃｍ”でありＡ゛がガス吸収の点
で優れてい九発明の効果 以上 本発明によれば 水素吸蔵合金電極を製造後硝酸
ニッケル溶液中で負極にして電解し その後還元剤を添
加したアルカリ溶液に浸せきすべあるいは好ましくはこ
の工程とアルカリ溶液への浸せきを併用することにより
初期詩法 利用率それにガス吸収特性の改良が可能にな
ａ
てほぼ一定になるまでに３サイクルを必要とじ九 Ｃｏ
で１上 平均電圧は１．２１Ｖであり放電特性が向上し
てほぼ一定になるまでに４サイクルを必要とし九 つぎに各電池それぞれ１０セル用（＼ 急速充電特性を
比較し九 周囲温度を０℃とし１．２Ｃ充電を行なった
ところ容量の１３０％充電時での電池内圧力がＡ’では
１． ９〜２． ７Ｋｇ／ｃｍ’であったのに対してＢ
ｏでは３．５〜４．１Ｋｇ／Ｃｍ’でありＣｏでは７．
５〜８． ２Ｋｇ／ｃｍ”でありＡ゛がガス吸収の点
で優れてい九発明の効果 以上 本発明によれば 水素吸蔵合金電極を製造後硝酸
ニッケル溶液中で負極にして電解し その後還元剤を添
加したアルカリ溶液に浸せきすべあるいは好ましくはこ
の工程とアルカリ溶液への浸せきを併用することにより
初期詩法 利用率それにガス吸収特性の改良が可能にな
ａ
Claims (7)
- （１）水素吸蔵合金を用いて電極を製造後、硝酸ニッケ
ル溶液中でその電極を負極にして電解し、その後還元剤
を添加したアルカリ溶液に浸せきすることを特徴とする
電池用水素吸蔵合金極の製造法。 - （２）水素吸蔵合金を用いて電極を製造後硝酸ニッケル
溶液中で負極にして電解し、硝酸ニッケル溶液を含んだ
まま乾燥した後、還元剤を添加したアルカリ溶液に浸せ
きすることを特徴とする電池用水素吸蔵合金極の製造法
。 - （３）水素吸蔵合金電極を硝酸ニッケル溶液中で負極に
して電解し、その後まずアルカリ溶液に浸せきし、さら
に還元剤を添加したアルカリ溶液に浸せきすることを特
徴とする電池用水素吸蔵合金極の製造法。 - （４）水素吸蔵合金電極を硝酸ニッケル溶液中で負極に
して電解し、硝酸ニッケル溶液を含んだまま乾燥した後
まずアルカリ溶液に浸せきし、さらに還元剤を添加した
アルカリ溶液に浸せきすることを特徴とする電池用水素
吸蔵合金極の製造法。 - （５）水素吸蔵合金電極を硝酸ニッケル溶液中で負極に
して電解し、ついで還元剤を添加したアルカリ溶液に浸
せきし、水洗後フッソ樹脂を添加することを特徴とする
電池用水素吸蔵合金電極の製造法。 - （６）硝酸ニッケル塩に銅塩が含まれている請求項１〜
５のいずれかに記載の電池用水素吸蔵合金電極の製造法
。 - （７）還元剤がヒドラジン水和物やナトリウムボロハイ
ドライドである請求項１〜５のいずれかに記載の電池用
水素吸蔵合金電極の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2157962A JPH0448551A (ja) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | 電池用水素吸蔵合金極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2157962A JPH0448551A (ja) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | 電池用水素吸蔵合金極の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0448551A true JPH0448551A (ja) | 1992-02-18 |
Family
ID=15661257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2157962A Pending JPH0448551A (ja) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | 電池用水素吸蔵合金極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0448551A (ja) |
-
1990
- 1990-06-15 JP JP2157962A patent/JPH0448551A/ja active Pending
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