JPH0513096A - 金属水素化物蓄電池 - Google Patents

金属水素化物蓄電池

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JPH0513096A
JPH0513096A JP3185117A JP18511791A JPH0513096A JP H0513096 A JPH0513096 A JP H0513096A JP 3185117 A JP3185117 A JP 3185117A JP 18511791 A JP18511791 A JP 18511791A JP H0513096 A JPH0513096 A JP H0513096A
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hydrogen
electrode
discharge
self
battery
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Toshio Murata
利雄 村田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】自己放電速度が小さい金属水素化物蓄電池を得
ることを目的とする。 【構成】金属水素化物蓄電池において、電解液に、0.00
001M以上の濃度のナフタリン、よう化物、シアン化物、
セレン化物等の少なくとも1つを含有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水素吸蔵合金を負極に
用い、水酸化ニッケルや2酸化マンガンなどを正極の主
活物質とし、アルカリ水溶液を電解液に用いる金属水素
化物蓄電池に関するものである。
【0002】
【従来の技術】金属水素化物蓄電池の負極である水素吸
蔵電極には、水素吸蔵合金が用いられる。この水素吸蔵
合金は、金属間化合物LaNi5 、ZrNi2 などの成分元素
を、そのほかの種種の金属元素で置換して、アルカリ蓄
電池に用いた場合の充放電サイクル寿命特性、平衡水素
圧、水素の吸蔵放出量等の種種の特性を改良したもので
ある。
【0003】そして、この電池の正極には、従来のニッ
ケル・カドミウム電池などに用いられてきた焼結式や、
発泡メタル式の水酸化ニッケル電極、あるいは2酸化マ
ンガンや酸化銀などが用いられる。
【0004】また、この電池の電解液には、水酸化カリ
ウムや水酸化ナトリウムなどを主体とするアルカリ水溶
液が用いられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】水素吸蔵合金を負極に
用いるアルカリ蓄電池を充電状態で放置すると、水素吸
蔵合金からの水素発生を伴う自己放電が起こるので、こ
の電池の自己放電速度は、負極にカドミウムを用いるア
ルカリ蓄電池よりも大きいという問題点があり、この問
題点を解決することが望まれていた。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、負極が水素吸蔵合金を主体とし、アル
カリ電解液を有する金属水素化物蓄電池において、その
電解液に、0.00001M以上の濃度のナフタリン、よう化
物、シアン化物、セレン化物、2酸化セレン、亜セレン
酸、セレン酸、セレン酸塩、3酸化テルル、テルル酸、
亜テルル酸、テルル酸塩、亜テルル酸塩、硫化物、2酸
化硫黄、1酸化炭素、2硫化炭素、もしくはチオ尿素か
ら選ばれた少なくとも1つを含有する金属水素化物蓄電
池を提供する。
【0007】
【作用】本発明では、上記の構成を採用することによっ
て、水素吸蔵合金からの水素の放出が抑制されて、金属
水素化物蓄電池の自己放電が抑制される作用を奏する。
【0008】この作用を、この蓄電池に特有の自己放電
の機構を論じながら説明する。
【0009】水素吸蔵合金を負極に用いる場合に、カド
ミウムを負極に用いる場合と比較して、自己放電速度が
大きい主たる原因は、次のように考えられる。
【0010】アルカリ電解液中における水素発生を伴う
自己放電の機構は次のように考えられる。
【0011】すなわち、アルカリ電解液中における金属
電極や水素吸蔵電極の水素発生を伴う自己放電の速度を
決定する第1の因子に、その電極の平衡電位とその電極
の表面の水素分圧によって決まる水素の電極反応の平衡
電位との関係があり、第2の因子に、その電極の水素発
生反応の速度や水素の消失速度がある。
【0012】まず、第1の因子により、電極表面の水素
電極反応の平衡電位は、Nernstの式によって求めること
ができ、その電極の平衡電位が水素電極反応の平衡電位
よりも卑であれば、水素ガスの発生を伴う自己放電反応
が自発的に起こり、その電極の平衡電位が水素電極反応
の平衡電位よりも貴であれば、水素ガスの発生を伴う自
己放電反応が自発的に起こらない。このことは、熱力学
の原理によって決定されることである。
【0013】次に、電極の平衡電位が水素電極反応の平
衡電位よりも卑である場合の自己放電速度は、その電極
上の水素発生反応の速度や放出された水素の消失速度に
よって決定される。
【0014】ここで、アルカリ蓄電池内における水素吸
蔵電極およびカドミウム電極の水素発生を伴う自己放電
について次の事実がある。
【0015】すなわち、25℃において、アルカリ電解
液中におけるカドミウムの平衡電位は、標準水素電極電
位を基準として-0.809V であるから、水素電極反応の平
衡電位がカドミウム電極の平衡電位に等しくなるのは、
水素の分圧が約0.2気圧であることがNernstの式から
計算できる。従って、水素分圧が約0.2気圧よりも低
くなれば、カドミウム電極の平衡電位は、水素電極反応
の平衡電位よりも卑になって、水素発生を伴うカドミウ
ム電極の自己放電が起こるはずである。
【0016】また、水素吸蔵電極の平衡電位は、その吸
蔵水素量に対応する平衡水素圧によってNernstの式によ
って求めることができ、水素分圧が水素吸蔵合金の平衡
水素圧よりも低い場合には、水素発生を伴う水素吸蔵電
極の自己放電が起こるはずである。
【0017】そして、電池が開放系の場合には、電池内
の水素は大気中へ拡散して失われ、電池が密閉系の場合
には、電池内の水素は充電状態(すなわち酸化剤の状
態)の正極活物質によって酸化されて消費される。それ
ゆえ、放置中の電池内の水素ガスの分圧は、電池が開放
形および密閉形のいずれであっても、負極の平衡電位に
等しい水素電極反応の平衡電位に相当する水素分圧より
も必ず低くなり、水素ガスの発生を伴う負極の自己放電
が進むはずである。この場合に、密閉形電池では、負極
から自己放電にともなって放出された水素は正極の充電
生成物を還元するので、正極および負極が同じ速度で自
己放電する。一方、開放形電池の場合には、負極の自己
放電にともなって放出された水素のうち大気に放出され
たものは正極の充電生成物を還元しないので、負極の自
己放電速度が正極よりも大きくなる。
【0018】熱力学的にはこのように予想されるのであ
るが、実際の電池では、水素吸蔵電極の平衡水素圧が
0.2気圧よりも低くて、その平衡電位がカドミウム電
極の平衡電位よりも貴である場合であっても、水素吸蔵
電極の自己放電速度は、カドミウム電極よりも著しく大
きく、カドミウム電極では、水素の発生を伴う自己放電
はほとんど起こらない。
【0019】このように、水素吸蔵電極とカドミウム電
極との水素発生を伴う自己放電速度に著しい差異がある
主たる原因は、カドミウムの水素過電圧が著しく高く、
一方水素吸蔵合金の水素過電圧が著しく低いことにあ
る。
【0020】すなわち、水素吸蔵合金は、水素過電圧が
著しく低いので、水素分圧が水素吸蔵電極の平衡水素圧
よりも低くなると容易に水素発生反応が起こるのであ
る。
【0021】そこで、本発明では、水素吸蔵合金を主体
とし、アルカリ電解液を有する金属水素化物蓄電池にお
いて、その電解液に、0.00001M以上の濃度のナフタリ
ン、よう化物、シアン化物、セレン化物、2酸化セレ
ン、亜セレン酸、セレン酸、亜セレン酸塩、セレン酸
塩、3酸化テルル、テルル酸、亜テルル酸、テルル酸
塩、亜テルル酸塩、硫化物、2酸化硫黄、1酸化炭素、
2硫化炭素、もしくはチオ尿素から選ばれた少なくとも
1つを含有させる。
【0022】これらの添加物は、水素発生反応の触媒毒
として作用する。したがって、水素過電圧が低くて水素
を発生しやすい水素吸蔵合金を用いる場合にも、これら
の触媒毒が存在すると、負極からの水素発生の速度が小
さくなって、自己放電速度が小さくなるのである。
【0023】
【実施例】本発明を好適な実施例によって説明する。
【0024】負極が水素吸蔵合金を主体とし、アルカリ
電解液を有する金属水素化物蓄電池を次のようにして製
作した。
【0025】負極板は、ペースト式のものを5枚用い
た。この電極は次のようにして製作した。
【0026】水素吸蔵合金は、その組成が原子比でLmNi
3.8 Co0.7 Al0.5 になるように、その構成元素を金属の
状態で真空にした高周波誘導炉中で溶解し、鋳造してか
ら粉砕した。ここでLmは、Laを約90重量% 含有する稀土
類金属の混合物であるランタンリッチミッシュメタルで
ある。この合金粉末を、増粘剤かつ結着剤の機能を果た
すポリビニルアルコールの水溶液に分散してペースト状
にした。そしてニッケルメッキを施した鉄製のパンチン
グメタルの両面にこのペーストを塗着し、乾燥し、プレ
スし、切断して水素吸蔵電極を製作した。
【0027】この電池1個の負極板5枚に含まれる水素
吸蔵合金の重量は、約5.3gである。
【0028】正極には、公知の焼結式水酸化ニッケル電
極4枚を用いた。
【0029】正極の水酸化ニッケル電極の4枚に含まれ
る水酸化ニッケルの合計の重量は、1セル当たり3.9
gである。従って、水酸化ニッケルが1電子反応に従う
ことを仮定すると、電池1個の正極の理論容量は約1.
1Ahである。この電極には、水酸化ニッケル1グラム
当たり水酸化コバルト0.04グラムを添加してある。
【0030】試験用の電池は、ポリプロピレンとポリス
チレンとの混合物の繊維からなる不織布のポリスチレン
をスルフォン化して親水性を賦与したセパレータを介し
て、これらの負極および正極を、交互に積層し、この極
板群を角形の密閉式金属電槽に収納して製作した。
【0031】電解液は、従来の電池Aには、20g/l
のLiOHを溶解した6MのKOH水溶液を用い、本発明の
電池B,C,D,E,F,G,H,I,J,K,L,
M,N,O,P,Q,R,SおよびTには、このアルカ
リ水溶液に、それぞれ 0.00005M の濃度のナフタリン、
よう化カリウム、シアン化カリウム、セレン化亜鉛、2
酸化セレン、亜セレン酸、セレン酸、亜セレン酸ナトリ
ウム、セレン酸ナトリウム、3酸化テルル、テルル酸、
亜テルル酸、テルル酸カリウム、亜テルル酸カリウム、
硫化カリウム、2酸化硫黄、1酸化炭素、2硫化炭素、
およびチオ尿素を溶解したものを電解液に用いた。
【0032】これらの電池を、正極の理論容量を基準と
して10時間率の電流で15時間充電し、5時間率の電
流で端子電圧が1Vになるまで放電するという条件で化
成充放電をおこなった。次に、10時間率の電流で15
時間充電し、5時間率の電流で端子電圧が1Vになるま
で放電するという条件で、放置の前の放電容量を測定し
た。そして、10時間率の電流で15時間充電し、20
日間放置してから、5時間率の電流で端子電圧が1Vに
なるまで放電するという条件で放置後の放電容量を測定
した。これらの充放電および充電後の放置は、全て25
℃の周囲温度においておこなった。
【0033】この試験において、放置による容量保持率
を、放置の前の放電容量に対する放置の後の放電容量と
定義し、上記の試験で得られた各電池の容量保持率の値
を表1に示す。
【0034】
【表1】 表1から、本発明の電池B,C,D,E,F,G,H,
I,J,K,L,M,N,O,P,Q,R,S,および
Tの容量保持率は、従来の電池Aと比較して著しく高
く、従って、自己放電速度が著しく小さいことが明かで
ある。
【0035】なお、上記の実施例では、本発明の電池の
電解液中の添加物の濃度が0.00005M の場合について説
明したが、これらの添加物の濃度が0.00001 M 以上の範
囲で、同様に自己放電が抑制されることを確かめた。
【0036】さらに、上記の実施例では、よう化物、シ
アン化物、硫化物として、カリウムとの化合物を用いる
場合を説明したが、触媒毒として作用するのは、よう化
物イオン、シアン化物イオン、硫化物イオンであるか
ら、カリウムとの化合物のほかにナトリウム等の化合物
を用いても同様の作用効果が得られる。また、セレン化
亜鉛の場合にもセレン化物イオンが本発明の作用効果を
有するので、亜鉛のほかの元素のセレン化物でも同様の
作用効果が得られる。そして、セレン酸ナトリウム、亜
セレン酸ナトリウム、テルル酸カリウム、亜テルル酸カ
リウムの場合にも、それぞれ、セレン酸イオン、亜セレ
ン酸イオン、テルル酸イオン、亜テルル酸イオンが本発
明の作用効果を奏するのであるから、特定のアルカリ金
属との塩だけではなくそのほかのカチオンとの塩も、同
様の作用効果を奏する。
【0037】また、上記の実施例では、負極の水素吸蔵
合金として、特定の組成のものを用いた場合について説
明したが、アルカリ蓄電池においては、水素吸蔵合金の
中でもニッケルを含有するものが水素吸蔵電極として作
動するのであり、それら合金の表面のニッケルが水素の
反応の触媒作用を有するのである。そして、本発明の電
池で用いている触媒毒は、このニッケル成分の触媒活性
に作用して自己放電を抑制するのであるから、本発明の
作用効果は、単に上記の実施例の電池の合金だけではな
く、LaNi5 、ZrNi2 、TiNi、Ti2 Ni等の水素吸蔵合金の
構成金属をほかの元素で置換したものについても、上記
の実施例と同様の作用効果が得られる。
【0038】また、上記の実施例では、正極に焼結式の
水酸化ニッケル電極を用いる場合について説明したが、
発泡メタル式の水酸化ニッケル電極や、2酸化マンガン
電極、酸化銀電極を正極に用いる場合も同様の作用効果
がある。
【0039】また、上記の実施例では、密閉形の電池に
ついて説明したが、開放形電池の場合にも、水素発生を
伴う負極の自己放電が、同様に効果的に抑制される。
【0040】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明の金属水素
化物蓄電池は、自己放電速度が小さいという効果を奏す
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】負極が水素吸蔵合金を主体とし、アルカリ
    電解液を有する金属水素化物蓄電池において、 その電解液に、0.00001M以上の濃度のナフタリン、よう
    化物、シアン化物、セレン化物、2酸化セレン、亜セレ
    ン酸、セレン酸、亜セレン酸塩、セレン酸塩、3酸化テ
    ルル、テルル酸、亜テルル酸、テルル酸塩、亜テルル酸
    塩、硫化物、2酸化硫黄、1酸化炭素、2硫化炭素もし
    くはチオ尿素から選ばれた少なくとも1つを含有するこ
    とを特徴とする金属水素化物蓄電池。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1088355A1 (en) * 1999-04-14 2001-04-04 Ovonic Battery Company, Inc. Electrochemical cell having reduced cell pressure
KR100395818B1 (ko) * 2001-10-26 2003-08-27 삼성에스디아이 주식회사 유기 전해액 및 이를 채용한 리튬 전지
JP2014146557A (ja) * 2013-01-30 2014-08-14 Fdk Twicell Co Ltd ニッケル水素二次電池
JP2017534158A (ja) * 2014-11-13 2017-11-16 ビーエーエスエフ コーポレーション 電解質、及び金属水素化物電池

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1088355A1 (en) * 1999-04-14 2001-04-04 Ovonic Battery Company, Inc. Electrochemical cell having reduced cell pressure
EP1088355A4 (en) * 1999-04-14 2002-07-17 Ovonic Battery Co ELECTROCHEMICAL CELL WITH REDUCED CELL PRESSURE
JP2002541645A (ja) * 1999-04-14 2002-12-03 オヴォニック バッテリー カンパニー インコーポレイテッド 電池圧力を低減した電気化学的電池
US6492057B1 (en) 1999-04-14 2002-12-10 Ovonic Battery Company, Inc. Electrochemical cell having reduced cell pressure
KR100395818B1 (ko) * 2001-10-26 2003-08-27 삼성에스디아이 주식회사 유기 전해액 및 이를 채용한 리튬 전지
JP2014146557A (ja) * 2013-01-30 2014-08-14 Fdk Twicell Co Ltd ニッケル水素二次電池
JP2017534158A (ja) * 2014-11-13 2017-11-16 ビーエーエスエフ コーポレーション 電解質、及び金属水素化物電池

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