JPH0555987B2 - - Google Patents
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- JPH0555987B2 JPH0555987B2 JP60054325A JP5432585A JPH0555987B2 JP H0555987 B2 JPH0555987 B2 JP H0555987B2 JP 60054325 A JP60054325 A JP 60054325A JP 5432585 A JP5432585 A JP 5432585A JP H0555987 B2 JPH0555987 B2 JP H0555987B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/34—Gastight accumulators
- H01M10/345—Gastight metal hydride accumulators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Description
［発明の技術分野］
本発明は、水素吸蔵合金を用いたニツケル−水
素電池の電解液に係り、水素電池の電池特性を改
良したニツケル−水素電池に関する。 ［発明の技術的背景とその問題点］ 水素吸蔵合金を主要構成材とする水素電極を負
極とした水素電池はエネルギー密度が大きいとい
うことで注目されている。 上記水素電池は、電極内に細孔を設け、その細
孔内に電解液をしみ込ませることにより、水素吸
蔵合金粒子間の十分な電気的な導通を保つことが
可能となり、その特性が向上するという特徴と持
つ。これは水素電極は、充電時に水素吸蔵合金表
面において水を電気分解し、生成した水素を合金
内に吸蔵し、放電時には吸蔵された水素と電解液
中の水酸基とが反応して水を生成することによ
り、充放電サイクルを繰り返すために、水素吸蔵
合金が電解液と接しており、かつ水素吸蔵合金粒
子が外部と電気的に導通がある場合にのみ、上述
した電気化学反応による充放電が起こるためであ
る。従つて電池の特性をより向上させるために
は、水素電極内への電解液のしみ込みをよくし、
水素吸蔵合金間の導通をよくすることが必要であ
る。しかし、電池の組み立ててから最初の数回の
充放電サイクルでは、水素電極中への電解液のし
み込みが不十分なため、満足する容量を取り出す
ことが、難しく、そして、この場合、電池の容量
が小さくなるという問題があつた。 ［発明の目的］ 本発明は、ごく初期の充放電サイクルから満足
する容量が取り出せ、しかも放電容量の大きくす
る事のできる水素電池の提供を目的とする。 ［発明の概要］ 本発明は、水素吸蔵合金を主要構成材とし、ポ
リテトラフルオロエチレンを含有する水素電極を
負極とし、ニツケル酸化物を正極とする水素電池
において、電解液にKOH及びLiOHからなる電
解質を含有せしめ、かつ前記電解質の総モル数の
うちLiOHのモル数が7.7％以上20％以下であるこ
とを特徴とするニツケル−水素電池である。 水素吸蔵合金の種類としては、LaNi5、
MmNi5およびこれらのNiの一部を他の金属元
素、例えばAl、Mn、Fe、Co、Ti、Cu、Zn、
Zr、Cr等で置換し、三元、四元、あるいは五元
合金としたもの、さらに、Mg2Ni系、TiNi系、
TiFe系の合金が示される。しかしながら、格別
にこれらに限定されるわけではなく、本発明にお
いては、電解液中で電気化学的に発生させた水素
を容易に吸蔵し、かつ放電時に容易に放出できる
ものであれば、いかなるものを用いても良い。 さて、電池容量を増大させ、初期のサイクルか
ら満足する容量をとり出すには電解液として、細
孔内にしみ込む速度が適度に速いものを用いるこ
とが望まれる。そのためには、ある程度電解液の
粘度が低いものが望まれる。 一方、該電池においては、過充電時に正極から
発生した酸素ガスを負極において効率良く水に変
換する必要がある。この変換がスムーズに行われ
ないと、酸素の電解液中での滞留時間が長くな
り、負極の水素吸蔵合金が酸化し、劣化するので
電池容量を高位に維持することが出来ず問題とな
る。また、正極から発生した酸素ガスにより電池
内圧が上昇し、電解液の漏液などを生じ容量低下
の原因となる。前記変換をスムーズに行うために
は、負極にPTFEを含有させ、さらに適度な粘度
を有する電解液を用いることにより、水素吸蔵合
金、電解液、及び酸素の三相界面を形成すること
が必要となる。 本願発明で電解液として用いられているKOH
及びLiOHは混合することにより粘度の上昇を生
じる。本願発明に示される如くの組成の電解液
は、PTFEを含有した電極の電解液の電極へのし
み込みを損わずに合金粒子の表面に適度な三相界
面を形成することを可能にするものである。 加えて、LiOHを本願発明の如く組成比で用い
ることにより、正極すなわちニツケル極の利用率
を高め、電池容量を増大させる効果が得られる。
また、高温での充電効率を上昇させる効果も併せ
て得られる。 ［発明の実施例］ 実施例 １ 次に本発明をニツケル酸化物（NiOOH）の正
極25℃における平圧0.4atmのLaNi4.7Al0.3の水
素吸蔵合金を主成分とする負極からなる単三サイ
ズの電池に適用した例について第１図を用いて説
明する。 まず、LaNi4.7Al0.3を20μｍ程度の粉末とし、
これにポリテトラフルオロエチレンを添加混練し
シート化した。このシートにニツケル網状体の集
電体１を圧着して負極２とした。正極３として
は、ニツケル極を用意し、前記負極２とセパレー
タ４を介して巻回した後に金属製の円筒形の缶５
に挿入した。次にその中にKOH水溶液を加え、
正極端子６のついたキヤツプ７を乗せて正極３と
リードをとり、クリンプして単三サイズの水素電
池の組み立てを完了した。 電解液は、電解質としてKOH及びLiOHを用
い、各々の濃度を表に記載した。また、各々の電
解液、電解質の総モル数のうちのLiOHのモル数
の割合を表に併記する。
素電池の電解液に係り、水素電池の電池特性を改
良したニツケル−水素電池に関する。 ［発明の技術的背景とその問題点］ 水素吸蔵合金を主要構成材とする水素電極を負
極とした水素電池はエネルギー密度が大きいとい
うことで注目されている。 上記水素電池は、電極内に細孔を設け、その細
孔内に電解液をしみ込ませることにより、水素吸
蔵合金粒子間の十分な電気的な導通を保つことが
可能となり、その特性が向上するという特徴と持
つ。これは水素電極は、充電時に水素吸蔵合金表
面において水を電気分解し、生成した水素を合金
内に吸蔵し、放電時には吸蔵された水素と電解液
中の水酸基とが反応して水を生成することによ
り、充放電サイクルを繰り返すために、水素吸蔵
合金が電解液と接しており、かつ水素吸蔵合金粒
子が外部と電気的に導通がある場合にのみ、上述
した電気化学反応による充放電が起こるためであ
る。従つて電池の特性をより向上させるために
は、水素電極内への電解液のしみ込みをよくし、
水素吸蔵合金間の導通をよくすることが必要であ
る。しかし、電池の組み立ててから最初の数回の
充放電サイクルでは、水素電極中への電解液のし
み込みが不十分なため、満足する容量を取り出す
ことが、難しく、そして、この場合、電池の容量
が小さくなるという問題があつた。 ［発明の目的］ 本発明は、ごく初期の充放電サイクルから満足
する容量が取り出せ、しかも放電容量の大きくす
る事のできる水素電池の提供を目的とする。 ［発明の概要］ 本発明は、水素吸蔵合金を主要構成材とし、ポ
リテトラフルオロエチレンを含有する水素電極を
負極とし、ニツケル酸化物を正極とする水素電池
において、電解液にKOH及びLiOHからなる電
解質を含有せしめ、かつ前記電解質の総モル数の
うちLiOHのモル数が7.7％以上20％以下であるこ
とを特徴とするニツケル−水素電池である。 水素吸蔵合金の種類としては、LaNi5、
MmNi5およびこれらのNiの一部を他の金属元
素、例えばAl、Mn、Fe、Co、Ti、Cu、Zn、
Zr、Cr等で置換し、三元、四元、あるいは五元
合金としたもの、さらに、Mg2Ni系、TiNi系、
TiFe系の合金が示される。しかしながら、格別
にこれらに限定されるわけではなく、本発明にお
いては、電解液中で電気化学的に発生させた水素
を容易に吸蔵し、かつ放電時に容易に放出できる
ものであれば、いかなるものを用いても良い。 さて、電池容量を増大させ、初期のサイクルか
ら満足する容量をとり出すには電解液として、細
孔内にしみ込む速度が適度に速いものを用いるこ
とが望まれる。そのためには、ある程度電解液の
粘度が低いものが望まれる。 一方、該電池においては、過充電時に正極から
発生した酸素ガスを負極において効率良く水に変
換する必要がある。この変換がスムーズに行われ
ないと、酸素の電解液中での滞留時間が長くな
り、負極の水素吸蔵合金が酸化し、劣化するので
電池容量を高位に維持することが出来ず問題とな
る。また、正極から発生した酸素ガスにより電池
内圧が上昇し、電解液の漏液などを生じ容量低下
の原因となる。前記変換をスムーズに行うために
は、負極にPTFEを含有させ、さらに適度な粘度
を有する電解液を用いることにより、水素吸蔵合
金、電解液、及び酸素の三相界面を形成すること
が必要となる。 本願発明で電解液として用いられているKOH
及びLiOHは混合することにより粘度の上昇を生
じる。本願発明に示される如くの組成の電解液
は、PTFEを含有した電極の電解液の電極へのし
み込みを損わずに合金粒子の表面に適度な三相界
面を形成することを可能にするものである。 加えて、LiOHを本願発明の如く組成比で用い
ることにより、正極すなわちニツケル極の利用率
を高め、電池容量を増大させる効果が得られる。
また、高温での充電効率を上昇させる効果も併せ
て得られる。 ［発明の実施例］ 実施例 １ 次に本発明をニツケル酸化物（NiOOH）の正
極25℃における平圧0.4atmのLaNi4.7Al0.3の水
素吸蔵合金を主成分とする負極からなる単三サイ
ズの電池に適用した例について第１図を用いて説
明する。 まず、LaNi4.7Al0.3を20μｍ程度の粉末とし、
これにポリテトラフルオロエチレンを添加混練し
シート化した。このシートにニツケル網状体の集
電体１を圧着して負極２とした。正極３として
は、ニツケル極を用意し、前記負極２とセパレー
タ４を介して巻回した後に金属製の円筒形の缶５
に挿入した。次にその中にKOH水溶液を加え、
正極端子６のついたキヤツプ７を乗せて正極３と
リードをとり、クリンプして単三サイズの水素電
池の組み立てを完了した。 電解液は、電解質としてKOH及びLiOHを用
い、各々の濃度を表に記載した。また、各々の電
解液、電解質の総モル数のうちのLiOHのモル数
の割合を表に併記する。
【表】
第２図はLiOHの含有割合を変化させた場合の
100％充放電効率を示す上限の容量を示す。また、
表に示す如き電解質を用いた場合の充放電サイク
ルテストにおける充電容量に対する放電容量の割
合で変化を第３図に示す。 以上のように本願発明の電池は、容量が大き
く、かつ初期の充放電サイクルから満足し得る容
量が取り出せることが分る。 ［発明の効果］ 本願発明の構成の電池を用いることにより、電
池と容量を増大させ、かつ充放電サイクル初期か
ら満足し得る特性を示す水素電池を得ることがで
きる点において工業的価値は大であると言える。
100％充放電効率を示す上限の容量を示す。また、
表に示す如き電解質を用いた場合の充放電サイク
ルテストにおける充電容量に対する放電容量の割
合で変化を第３図に示す。 以上のように本願発明の電池は、容量が大き
く、かつ初期の充放電サイクルから満足し得る容
量が取り出せることが分る。 ［発明の効果］ 本願発明の構成の電池を用いることにより、電
池と容量を増大させ、かつ充放電サイクル初期か
ら満足し得る特性を示す水素電池を得ることがで
きる点において工業的価値は大であると言える。
第１図は単三サイズの水素電池の断面図、第２
図は電池の容量と電解液濃度の関係、第３図は充
放電サイクルテストにおける充電容量に対する放
電容量の割合の変化の特性図である。 １……集電体 ２……負極 ３……正極 ４…
…セパレータ ５……金属製缶 ６……正極端子
７……キヤツプ。
図は電池の容量と電解液濃度の関係、第３図は充
放電サイクルテストにおける充電容量に対する放
電容量の割合の変化の特性図である。 １……集電体 ２……負極 ３……正極 ４…
…セパレータ ５……金属製缶 ６……正極端子
７……キヤツプ。
Claims (1)
- １ 水素吸蔵合金を主要構成材とし、ポリテトラ
フルオロエチレンを含有する水素電極を負極と
し、ニツケル酸化物を正極とする水素電池におい
て、電解液中にKOH及びLiOHからなる電解質
を含有せしめ、かつ前記電解質の総モル数のうち
LiOHのモル数が7.7％以上20％以下である事を特
徴とするニツケル−水素電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60054325A JPS61214370A (ja) | 1985-03-20 | 1985-03-20 | 水素電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60054325A JPS61214370A (ja) | 1985-03-20 | 1985-03-20 | 水素電池 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6132394A Division JPH07142087A (ja) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | ニツケル−水素電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61214370A JPS61214370A (ja) | 1986-09-24 |
| JPH0555987B2 true JPH0555987B2 (ja) | 1993-08-18 |
Family
ID=12967435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60054325A Granted JPS61214370A (ja) | 1985-03-20 | 1985-03-20 | 水素電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61214370A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4716088A (en) * | 1986-12-29 | 1987-12-29 | Energy Conversion Devices, Inc. | Activated rechargeable hydrogen storage electrode and method |
| JPH01107465A (ja) * | 1987-10-20 | 1989-04-25 | Sanyo Electric Co Ltd | 密閉型アルカリ二次電池の製造方法 |
| JP2609911B2 (ja) * | 1988-10-19 | 1997-05-14 | 三洋電機株式会社 | アルカリ蓄電池 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4107405A (en) * | 1975-05-23 | 1978-08-15 | Agence Nationale De Valorisation De La Recherche (Anvar) | Electrode materials based on lanthanum and nickel, and electrochemical uses of such materials |
| GB2003927A (en) * | 1977-08-02 | 1979-03-21 | Anvar | Lanthanum and nickel based alloys their manufacture and their electrochemical applications |
| US4214043A (en) * | 1978-02-03 | 1980-07-22 | U.S. Philips Corporation | Rechargeable electrochemical cell |
-
1985
- 1985-03-20 JP JP60054325A patent/JPS61214370A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4107405A (en) * | 1975-05-23 | 1978-08-15 | Agence Nationale De Valorisation De La Recherche (Anvar) | Electrode materials based on lanthanum and nickel, and electrochemical uses of such materials |
| GB2003927A (en) * | 1977-08-02 | 1979-03-21 | Anvar | Lanthanum and nickel based alloys their manufacture and their electrochemical applications |
| US4214043A (en) * | 1978-02-03 | 1980-07-22 | U.S. Philips Corporation | Rechargeable electrochemical cell |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61214370A (ja) | 1986-09-24 |
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