JPH05144433A - 水素吸蔵合金電極 - Google Patents
水素吸蔵合金電極Info
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- JPH05144433A JPH05144433A JP3308691A JP30869191A JPH05144433A JP H05144433 A JPH05144433 A JP H05144433A JP 3308691 A JP3308691 A JP 3308691A JP 30869191 A JP30869191 A JP 30869191A JP H05144433 A JPH05144433 A JP H05144433A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の電極を用いた金属−水素アルカリ蓄
電池の放電容量の低下を抑制すると共にサイクル特性を
向上させることができる水素吸蔵合金電極及びその製造
方法の提供を目的としている。 【構成】 可逆的に水素を吸蔵放出することができる水
素吸蔵合金粉末を含む水素吸蔵合金電極２において、上
記水素吸蔵合金粉末の表面の少なくとも一部には、金属
の炭化物層が形成されていることを特徴とする。
電池の放電容量の低下を抑制すると共にサイクル特性を
向上させることができる水素吸蔵合金電極及びその製造
方法の提供を目的としている。 【構成】 可逆的に水素を吸蔵放出することができる水
素吸蔵合金粉末を含む水素吸蔵合金電極２において、上
記水素吸蔵合金粉末の表面の少なくとも一部には、金属
の炭化物層が形成されていることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、可逆的に水素を吸蔵放
出することができる水素吸蔵合金粉末を含む水素吸蔵合
金電極及びその製造方法に関する。
出することができる水素吸蔵合金粉末を含む水素吸蔵合
金電極及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来からよく用いられる蓄電池として
は、鉛電池及びニッケル−カドミウム電池がある。しか
し、近年、これら電池より軽量で且つ高容量となる可能
性があるということで、特に常圧で負極活物質である水
素を可逆的に吸蔵及び放出することのできる水素吸蔵合
金粉末を備えた電極を負極に用い、水酸化ニッケルなど
の金属酸化物を正極活物質とする電極を正極に用いた金
属−水素アルカリ蓄電池が注目されている。
は、鉛電池及びニッケル−カドミウム電池がある。しか
し、近年、これら電池より軽量で且つ高容量となる可能
性があるということで、特に常圧で負極活物質である水
素を可逆的に吸蔵及び放出することのできる水素吸蔵合
金粉末を備えた電極を負極に用い、水酸化ニッケルなど
の金属酸化物を正極活物質とする電極を正極に用いた金
属−水素アルカリ蓄電池が注目されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記水素吸
蔵合金としては数多くのものが提案されているが、一般
に、アルカリ電解液に対する耐蝕性に劣るため、アルカ
リ電解液により酸化され易い。加えて、電池を過充電し
た場合には、正極から酸素ガスが発生するが、この酸素
ガスによって酸化されることになる。これらの結果、負
極容量が低下すると共に、放電されない水素が負極に蓄
積するため充放電可能な容量が徐々に低下してサイクル
特性が低下するといった課題を有していた。
蔵合金としては数多くのものが提案されているが、一般
に、アルカリ電解液に対する耐蝕性に劣るため、アルカ
リ電解液により酸化され易い。加えて、電池を過充電し
た場合には、正極から酸素ガスが発生するが、この酸素
ガスによって酸化されることになる。これらの結果、負
極容量が低下すると共に、放電されない水素が負極に蓄
積するため充放電可能な容量が徐々に低下してサイクル
特性が低下するといった課題を有していた。
【０００４】本発明は係る現状を考慮してなされたもの
であって、本発明の電極を用いた金属−水素アルカリ蓄
電池の放電容量の低下を抑制すると共にサイクル特性を
向上させることができる水素吸蔵合金電極及びその製造
方法の提供を目的としている。
であって、本発明の電極を用いた金属−水素アルカリ蓄
電池の放電容量の低下を抑制すると共にサイクル特性を
向上させることができる水素吸蔵合金電極及びその製造
方法の提供を目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】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ことができる
水素吸蔵合金粉末を含む水素吸蔵合金電極において、上
記水素吸蔵合金粉末の表面の少なくとも一部には、金属
の炭化物層が形成されていることを特徴とする。
するために、可逆的に水素を吸蔵放出することができる
水素吸蔵合金粉末を含む水素吸蔵合金電極において、上
記水素吸蔵合金粉末の表面の少なくとも一部には、金属
の炭化物層が形成されていることを特徴とする。
【０００６】また、水素吸蔵合金粉末を作製する第１ス
テップと、上記水素吸蔵合金粉末の表面に浸炭処理を施
して、水素吸蔵合金粉末の表面の少なくとも一部に金属
の炭化物層を形成する第２ステップとを有することを特
徴とする。
テップと、上記水素吸蔵合金粉末の表面に浸炭処理を施
して、水素吸蔵合金粉末の表面の少なくとも一部に金属
の炭化物層を形成する第２ステップとを有することを特
徴とする。
【０００７】
【作用】上記構成の如く、水素吸蔵合金粉末の表面に耐
蝕性に優れた金属の炭化物層が形成されていれば、合金
自体の耐蝕性が向上する。したがって、アルカリ電解液
や電池を過充電した場合に発生する酸素ガスにより酸化
されるのを十分に抑制することが可能となる。
蝕性に優れた金属の炭化物層が形成されていれば、合金
自体の耐蝕性が向上する。したがって、アルカリ電解液
や電池を過充電した場合に発生する酸素ガスにより酸化
されるのを十分に抑制することが可能となる。
【０００８】
【実施例】本発明の一実施例を、図１及び図２に基づい
て、以下に説明する。 〔実施例１〕図１は本発明の電極を用いた密閉円筒型ニ
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は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と上記負極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の上部開口にはパッキン
グ７を介して封口体８が装着されており、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Ａ方向に押圧されて内部のガスが大気中に放出
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。
て、以下に説明する。 〔実施例１〕図１は本発明の電極を用いた密閉円筒型ニ
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は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と上記負極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の上部開口にはパッキン
グ７を介して封口体８が装着されており、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Ａ方向に押圧されて内部のガスが大気中に放出
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。
【０００９】ここで、上記構造の密閉円筒型ニッケル−
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ＴｉとＮｉとを元素比で２：１の割合となる
ように秤量した後、アルゴン雰囲気中のアーク炉内で溶
解して溶湯を作成する。次に、上記溶湯を冷却すること
によりＴｉ2 Ｎｉで示される水素吸蔵合金鋳塊を作成し
た。次に、この水素吸蔵合金鋳塊の粒径が５０μｍ以下
となるように粉砕して水素吸蔵合金粉末を作製する。次
いで、この水素吸蔵合金を、ＣＯ，Ｎ2 ，Ｈ2 及びメタ
ンの混合ガス雰囲気（温度：９００℃）中で５時間加熱
することにより浸炭処理を行った。尚、このようにして
浸炭処理がなされた水素吸蔵合金粉末の構造は、図２に
示すように、Ｔｉ2 Ｎｉ合金２１の表面の一部にＴｉの
炭化物層２２が形成されるような構造となっている。こ
の後、上記処理がなされた水素吸蔵合金粉末に結着剤を
加えて混練し、更にこの混合物に圧力を加えることによ
り負極２を作製した。
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ＴｉとＮｉとを元素比で２：１の割合となる
ように秤量した後、アルゴン雰囲気中のアーク炉内で溶
解して溶湯を作成する。次に、上記溶湯を冷却すること
によりＴｉ2 Ｎｉで示される水素吸蔵合金鋳塊を作成し
た。次に、この水素吸蔵合金鋳塊の粒径が５０μｍ以下
となるように粉砕して水素吸蔵合金粉末を作製する。次
いで、この水素吸蔵合金を、ＣＯ，Ｎ2 ，Ｈ2 及びメタ
ンの混合ガス雰囲気（温度：９００℃）中で５時間加熱
することにより浸炭処理を行った。尚、このようにして
浸炭処理がなされた水素吸蔵合金粉末の構造は、図２に
示すように、Ｔｉ2 Ｎｉ合金２１の表面の一部にＴｉの
炭化物層２２が形成されるような構造となっている。こ
の後、上記処理がなされた水素吸蔵合金粉末に結着剤を
加えて混練し、更にこの混合物に圧力を加えることによ
り負極２を作製した。
【００１０】次に、この負極２と、理論容量６００mAh
の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内に注液した後、外装罐６
を密閉することにより理論容量６００mAh の密閉円筒型
ニッケル−水素蓄電池を作製した。
の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内に注液した後、外装罐６
を密閉することにより理論容量６００mAh の密閉円筒型
ニッケル−水素蓄電池を作製した。
【００１１】このようにして作製した電池を、以下（Ａ
1 ）電池と称する。 〔実施例２〜６〕水素吸蔵合金粉末として、それぞれ、
Ｔｉ0.5 Ｚｒ0.5 Ｖ0.75Ｎｉ1.25、Ｔｉ 1.5 Ｍｏ0.7 Ｎ
ｉ0.3 、Ｔｉ1.5 Ｗ0.7 Ｎｉ0.3 、Ｚｒ0.8 Ｈｆ0.2 Ｖ
0.6 Ｎｉ 1.4 、ＺｒＴａ0.3 Ｎｂ0.3 Ｎｉ1.4 を用いる
他は、上記実施例１と同様にして電池を作製した。
1 ）電池と称する。 〔実施例２〜６〕水素吸蔵合金粉末として、それぞれ、
Ｔｉ0.5 Ｚｒ0.5 Ｖ0.75Ｎｉ1.25、Ｔｉ 1.5 Ｍｏ0.7 Ｎ
ｉ0.3 、Ｔｉ1.5 Ｗ0.7 Ｎｉ0.3 、Ｚｒ0.8 Ｈｆ0.2 Ｖ
0.6 Ｎｉ 1.4 、ＺｒＴａ0.3 Ｎｂ0.3 Ｎｉ1.4 を用いる
他は、上記実施例１と同様にして電池を作製した。
【００１２】このようにして作製した電池を、以下それ
ぞれ（Ａ2 ）電池〜（Ａ6 ）電池と称する。尚、上記Ｔ
ｉ0.5 Ｚｒ0.5 Ｖ0.75Ｎｉ1.25ではＴｉ，Ｚｒ，Ｖの炭
化物層が、Ｔｉ1.5 Ｍｏ0.7 Ｎｉ0.3 ではＴｉ，Ｍｏの
炭化物層が、Ｔｉ1.5 Ｗ0.7 Ｎｉ0. 3 ではＴｉ，Ｗの炭
化物層が、Ｚｒ0.8 Ｈｆ0.2 Ｖ0.6 Ｎｉ1.4 ではＺｒ，
ＨｆＶの炭化物層が、ＺｒＴａ0.3 Ｎｂ0.3 Ｎｉ1.4 で
はＺｒ，Ｔａ，Ｎｂの炭化物層がそれぞれ形成されるこ
とになる。 〔比較例１〕浸炭処理を施さない他は、上記実施例１と
同様にして電池を作製した。
ぞれ（Ａ2 ）電池〜（Ａ6 ）電池と称する。尚、上記Ｔ
ｉ0.5 Ｚｒ0.5 Ｖ0.75Ｎｉ1.25ではＴｉ，Ｚｒ，Ｖの炭
化物層が、Ｔｉ1.5 Ｍｏ0.7 Ｎｉ0.3 ではＴｉ，Ｍｏの
炭化物層が、Ｔｉ1.5 Ｗ0.7 Ｎｉ0. 3 ではＴｉ，Ｗの炭
化物層が、Ｚｒ0.8 Ｈｆ0.2 Ｖ0.6 Ｎｉ1.4 ではＺｒ，
ＨｆＶの炭化物層が、ＺｒＴａ0.3 Ｎｂ0.3 Ｎｉ1.4 で
はＺｒ，Ｔａ，Ｎｂの炭化物層がそれぞれ形成されるこ
とになる。 〔比較例１〕浸炭処理を施さない他は、上記実施例１と
同様にして電池を作製した。
【００１３】このようにして作製した電池を、以下（Ｘ
1 ）電池と称する。 〔比較例２〜６〕浸炭処理を施さない他は、上記実施例
２〜６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（Ｘ2 ）電池〜（Ｘ6 ）電
池と称する。 〔実験１〕上記本発明の（Ａ1 ）電池〜（Ａ6 ）電池及
び比較例の（Ｘ1 ）電池〜（Ｘ6 ）電池におけるサイク
ル特性を調べたので、その結果を表１に示す。尚、実験
条件は、電流１Ｃで１．２時間充電した後、電流１Ｃで
電池電圧が１．０Ｖになるまで放電するという条件であ
る。
1 ）電池と称する。 〔比較例２〜６〕浸炭処理を施さない他は、上記実施例
２〜６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（Ｘ2 ）電池〜（Ｘ6 ）電
池と称する。 〔実験１〕上記本発明の（Ａ1 ）電池〜（Ａ6 ）電池及
び比較例の（Ｘ1 ）電池〜（Ｘ6 ）電池におけるサイク
ル特性を調べたので、その結果を表１に示す。尚、実験
条件は、電流１Ｃで１．２時間充電した後、電流１Ｃで
電池電圧が１．０Ｖになるまで放電するという条件であ
る。
【００１４】
【表１】
【００１５】表１から明らかなように、同じ水素吸蔵合
金を用いた電池同士〔例えば、（Ａ 1 ）電池と（Ｘ1 ）
電池〕を比較すると、浸炭処理を施した本発明の
（Ａ1 ）電池〜（Ａ6 ）電池は比較例の（Ｘ1 ）電池〜
（Ｘ6 ）電池と比べてサイクル寿命が飛躍的に長くなっ
ていることが認められる。 〔実験２〕上記本発明の（Ａ1 ）電池〜（Ａ6 ）電池及
び比較例の（Ｘ1 ）電池〜（Ｘ6 ）電池における過充電
特性を調べたので、その結果を表２に示す。尚、実験
は、電流０．３Ｃで１２時間充電した後、電池内圧を測
定するという方法で行った。
金を用いた電池同士〔例えば、（Ａ 1 ）電池と（Ｘ1 ）
電池〕を比較すると、浸炭処理を施した本発明の
（Ａ1 ）電池〜（Ａ6 ）電池は比較例の（Ｘ1 ）電池〜
（Ｘ6 ）電池と比べてサイクル寿命が飛躍的に長くなっ
ていることが認められる。 〔実験２〕上記本発明の（Ａ1 ）電池〜（Ａ6 ）電池及
び比較例の（Ｘ1 ）電池〜（Ｘ6 ）電池における過充電
特性を調べたので、その結果を表２に示す。尚、実験
は、電流０．３Ｃで１２時間充電した後、電池内圧を測
定するという方法で行った。
【００１６】
【表２】
【００１７】表２から明らかなように、同じ水素吸蔵合
金を用いた電池同士を比較すると、浸炭処理を施した本
発明の（Ａ1 ）電池〜（Ａ6 ）電池は比較例の（Ｘ1 ）
電池〜（Ｘ6 ）電池と比べて電池内圧が低くなっている
ことが認められる。 〔その他の事項〕上記実施例では、浸炭法としてガス
浸炭法を用いているが、これに限定するも のではない。例えば、木炭を主剤とする固体浸炭剤中で
加熱処理する固体浸炭法や、ＮａＣＮ（又はＫＣＮ）を
含む無機塩液中に浸漬する液体浸炭法であっても良い。 本発明は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。
金を用いた電池同士を比較すると、浸炭処理を施した本
発明の（Ａ1 ）電池〜（Ａ6 ）電池は比較例の（Ｘ1 ）
電池〜（Ｘ6 ）電池と比べて電池内圧が低くなっている
ことが認められる。 〔その他の事項〕上記実施例では、浸炭法としてガス
浸炭法を用いているが、これに限定するも のではない。例えば、木炭を主剤とする固体浸炭剤中で
加熱処理する固体浸炭法や、ＮａＣＮ（又はＫＣＮ）を
含む無機塩液中に浸漬する液体浸炭法であっても良い。 本発明は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。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、水
素吸蔵合金粉末の耐蝕性が向上するので、アルカリ電解
液や電池を過充電した場合に発生する酸素ガスにより水
素吸蔵合金粉末が酸化されるのを十分に抑制することが
可能となる。この結果、負極容量が低下するのを抑制で
き、且つサイクル特性を向上させることができるといっ
た優れた効果を奏する。
素吸蔵合金粉末の耐蝕性が向上するので、アルカリ電解
液や電池を過充電した場合に発生する酸素ガスにより水
素吸蔵合金粉末が酸化されるのを十分に抑制することが
可能となる。この結果、負極容量が低下するのを抑制で
き、且つサイクル特性を向上させることができるといっ
た優れた効果を奏する。
【図１】本発明の電極を用いた密閉円筒型ニッケル−水
素アルカリ蓄電池の断面図である。
素アルカリ蓄電池の断面図である。
【図２】浸炭処理を施した水素吸蔵合金粉末の断面図で
ある。
ある。
１ 正極 ２ 負極 ３ セパレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近野 義人 守口市京阪本通２丁目18番地 三洋電機株 式会社内 (72)発明者 松浦 義典 守口市京阪本通２丁目18番地 三洋電機株 式会社内 (72)発明者 西尾 晃治 守口市京阪本通２丁目18番地 三洋電機株 式会社内 (72)発明者 古川 修弘 守口市京阪本通２丁目18番地 三洋電機株 式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 可逆的に水素を吸蔵放出することができ
る水素吸蔵合金粉末を含む水素吸蔵合金電極において、 上記水素吸蔵合金粉末の表面の少なくとも一部には、金
属の炭化物層が形成されていることを特徴とする水素吸
蔵合金電極。 - 【請求項２】 水素吸蔵合金粉末を作製する第１ステッ
プと、 上記水素吸蔵合金粉末の表面に浸炭処理を施して、水素
吸蔵合金粉末の表面の少なくとも一部に金属の炭化物層
を形成する第２ステップと、 を有することを特徴とする水素吸蔵合金電極の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03308691A JP3113345B2 (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 水素吸蔵合金電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03308691A JP3113345B2 (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 水素吸蔵合金電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05144433A true JPH05144433A (ja) | 1993-06-11 |
| JP3113345B2 JP3113345B2 (ja) | 2000-11-27 |
Family
ID=17984127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03308691A Expired - Fee Related JP3113345B2 (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 水素吸蔵合金電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3113345B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190003475A (ko) | 2016-04-28 | 2019-01-09 | 린텍 가부시키가이샤 | 보호막 형성용 복합 시트 |
| KR20190003465A (ko) | 2016-04-28 | 2019-01-09 | 린텍 가부시키가이샤 | 보호막 형성용 필름 및 보호막 형성용 복합 시트 |
| KR20190003464A (ko) | 2016-04-28 | 2019-01-09 | 린텍 가부시키가이샤 | 보호막 형성용 필름 및 보호막 형성용 복합 시트 |
-
1991
- 1991-11-25 JP JP03308691A patent/JP3113345B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190003475A (ko) | 2016-04-28 | 2019-01-09 | 린텍 가부시키가이샤 | 보호막 형성용 복합 시트 |
| KR20190003465A (ko) | 2016-04-28 | 2019-01-09 | 린텍 가부시키가이샤 | 보호막 형성용 필름 및 보호막 형성용 복합 시트 |
| KR20190003464A (ko) | 2016-04-28 | 2019-01-09 | 린텍 가부시키가이샤 | 보호막 형성용 필름 및 보호막 형성용 복합 시트 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3113345B2 (ja) | 2000-11-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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