JPH0562672A

JPH0562672A - 水素吸蔵電極の製造方法

Info

Publication number: JPH0562672A
Application number: JP3246736A
Authority: JP
Inventors: Toshio Murata; 利雄村田
Original assignee: Japan Storage Battery Co Ltd
Current assignee: Japan Storage Battery Co Ltd
Priority date: 1991-08-30
Filing date: 1991-08-30
Publication date: 1993-03-12
Anticipated expiration: 2017-03-04
Also published as: JP3261410B2

Abstract

(57)【要約】【目的】充放電サイクル中に水素吸蔵合金の腐食を抑制
する金属を水素吸蔵合金の表面に析出させる方法で、水
素ガスの発生がなく、その金属を水素吸蔵合金にのみ析
出させることにより、密閉形アルカリ電池の充放電サイ
クル中の放電容量の低下を抑制する。【構成】(1) 水素吸蔵合金は、その組成が原子比でLmNi
_3.8Co_0.7Al_0.5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、粉
砕する。(2) 温度が25℃で0.1Mの濃度の硫酸銅水溶液か
らなるメッキ液に、この合金粉末を投入して攪拌する。
(4) 水素吸蔵合金の表面に金属銅が析出する。(3) 洗
浄、乾燥して金属銅で表面が被覆された水素吸蔵合金粉
末を得る。(4) この水素吸蔵合金粉末をポリビニルアル
コールの水溶液に分散してペースト状にし、塗着、乾
燥、プレスし、切断して、水素吸蔵電極を製作する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電池の負極に用いる水
素吸蔵電極の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】水素吸蔵電極は、水素吸蔵合金を主体と
し、その水素吸蔵合金への水素の電気化学的な吸蔵・放
出過程を電池の負極の起電反応に利用するものである。

【０００３】この水素吸蔵電極には、種々の目的で、水
素吸蔵合金の表面を異種金属で被覆する手段が行われて
いる。

【０００４】たとえば、米国特許4,107,405 号には、Cu
やCdによって水素吸蔵合金の表面を被覆することが開示
されている。その目的は、水素過電圧が高いこれらの金
属で被覆することによって、水素吸蔵合金に吸蔵された
水素が高温下で放出されることを防ぐことにある。そし
て、この先行技術の実施例では、電解や蒸着によって水
素吸蔵合金粉末の表面にカドミウムの薄層を析出させて
いる。

【０００５】また、英国特許1,209,083 号には、Fe、M
o、Ni、Pt、Ir、Rh、Pd、Os、Ruなどの金属を水素吸蔵
電極の表面に設けることが開示されている。その目的
は、表面にβ相のチタン合金を有する水素吸蔵電極の水
素の出入りを促進することにある。この先行技術では、
これらの金属を、真空分解法や塗布法によって設けるこ
とが記載されている。

【０００６】さらに、特開昭６１- ６４０６９号および
特開昭６１−１０１９５７号には、それぞれNiおよびCu
によって水素吸蔵合金を被覆することが開示されてい
る。その目的は、水素吸蔵の活性化を容易にし、高温で
焼結することなく圧縮成型によって電極を製作すること
ができるようにし、水素吸蔵合金を電解液に対して化学
的に安定にし（具体的には、充放電サイクルの進行にと
もなう電解液による水素吸蔵合金の腐食を抑制し）、水
素吸蔵合金粒子を強固に接着して充放電の際の合金の剥
離や脱落を防止することにある。その具体的な手段とし
て、自己触媒型の湿式無電解メッキ法が開示されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の先行技術で開示
された具体的な手段には、それぞれ次のような不都合が
ある。

【０００８】まず、電気メッキ法の場合には、多孔質の
水素吸蔵電極では、電極の内部の細孔への電流の回り込
みが充分でないので、多孔質電極の内部まで金属を均一
に析出させることが困難である。さらに、水素吸蔵合金
が粉末の状態の場合には、水素吸蔵合金粉末を集電する
ことが困難であるから、電気メッキ法を適用し難い。

【０００９】蒸着法の場合も、金属は１方向からしか析
出しないので、多孔質電極の内部や、水素吸蔵合金粉末
の粒子の全ての表面に金属を均一に析出させることが困
難である。

【００１０】また、真空分解法は、その内容が定かでな
いが、真空下で分解して金属を析出する金属化合物の種
類は極めて限定されているので実用的に広く適用できる
方法ではない。また、塗布法は、水素吸蔵合金粉末には
適用が困難であり、水素吸蔵電極の場合には、多孔質電
極の内部まで均一に塗布することが困難である。

【００１１】自己触媒式の無電解メッキ法は、水素吸蔵
合金粉末の場合にも、多孔質の吸蔵電極の場合にも均一
に金属を析出させることができる点で、上記のいずれの
方法よりも有利である。しかし、この方法では、次のよ
うな不都合がある。

【００１２】すなわち、自己触媒式の無電解メッキ法で
は、次亜リン酸塩、ジメチルアミンボラン、ホルムアル
デヒド、ナトリウムボロンハイドライドなどの還元剤を
用いる。従って、大量の水素吸蔵合金に、この方法を適
用すると、還元剤からの水素ガスの発生が起こって、メ
ッキ液が溢れたり、メッキ液のヒュームが発生したり、
着火源がある場合には爆発の危険があるので、格別の排
気設備が必要である。

【００１３】さらに、自己触媒式の無電解メッキでは、
金属を析出させるための還元剤がメッキ浴に含有されて
いるので、水素吸蔵合金だけではなく、メッキ浴の容器
の内壁や攪拌器具などの接液部にもメッキが施される。
それゆえ、この方法では、水素吸蔵合金へのメッキ量の
管理が不安定になったり、容器や器具からのメッキ層の
除去という煩雑な作業が必要であった。

【００１４】従って、充放電サイクル中の電池の電解液
による水素吸蔵合金の腐食を抑制する金属を水素吸蔵合
金の表面に析出させる方法で、水素ガスの発生がなく、
その金属を水素吸蔵合金にのみ析出させる水素吸蔵電極
の製造方法が望まれていた。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の問題点を
解決するために、メッキ浴中および電池の電解液中にお
ける平衡電位がニッケルの平衡電位よりも貴な金属Ｘの
溶液からなるメッキ浴に、メッキ浴中および電池の電解
液中における平衡電位がニッケルの平衡電位よりも卑な
金属Ｙとニッケルとを含有する水素吸蔵合金を浸漬し、
該水素吸蔵合金の表面に、金属Ｙの酸化にともなう金属
Ｘの置換メッキをおこなった水素吸蔵合金を用いる水素
吸蔵電極の製造方法を提供する。

【００１６】

【作用】本発明において、水素吸蔵合金に含有されるニ
ッケルは、この合金が電極として作動するための電極触
媒能を有する必須成分であるから、メッキの過程や電極
として作動させる際に酸化されることは好ましくない。
そこで、メッキ浴液および電池の電解液の両方で、ニッ
ケルがカソード防食されるように、平衡電位がメッキ浴
液および電池の電解液におけるニッケルの平衡電位より
も卑な金属Ｙをニッケルと共に含有する水素吸蔵合金を
用いる。この金属Ｙは、具体的には、水素吸蔵合金の必
須成分たる稀土類金属、ジルコニウム、チタンなど、II
Ia族、IVa族、Ｖa 族などの金属元素や、水素吸蔵合金
の種種の性能を向上するための置換元素であるアルミニ
ウム、マンガンなどである。これらの金属元素Ｙは、水
素吸蔵合金の結晶粒の構成成分として存在していても、
また、粒界の析出物として存在していても有効である。

【００１７】そして、本発明の手段では、水素吸蔵合金
の表面に、電池の電解液における平衡電位が電解液にお
けるニッケルの平衡電位よりも貴な金属Ｘを、その水素
吸蔵合金の表面に析出させる。金属Ｘは、水素吸蔵合金
の表面を被覆して水素吸蔵合金が電解液と直接接触する
面積を減少させて、水素吸蔵合金の劣化を防止し、水素
吸蔵電極の充放電サイクル寿命を長くするとともに、水
素吸蔵合金の表面に絶縁性の腐食生成物が形成されて
も、金属Ｘが金属状態で存在して、水素吸蔵合金粒子間
の電気的な接続を確保する。水素吸蔵電極の作動電位領
域はニッケルの平衡電位よりも卑であるから、金属Ｘ
は、水素吸蔵電極が作動している間や放置中に金属の状
態で安定して存在している。

【００１８】ここで、金属Ｘの溶液中における金属Ｘの
平衡電位が同じ液中におけるニッケルの平衡電位よりも
貴であると、上記の水素吸蔵合金をこの金属Ｘの溶液中
に浸漬した場合にニッケルよりも平衡電位が卑な金属Ｙ
が酸化され、それにともなって溶液中の金属Ｘが水素吸
蔵合金の表面に析出する。これは、置換メッキと呼ばれ
る手法を利用するものである。この置換メッキの際に、
本発明では、ニッケルよりも卑な金属Ｙが水素吸蔵合金
に含まれているので、水素吸蔵合金のニッケルは、カソ
ード防食されてメッキの間も酸化されることがない。

【００１９】本発明で用いる置換メッキ法は、無電解メ
ッキ法の１つに挙げられることもあるものの、無電解メ
ッキ法の典型であって還元剤を必須構成要件とする自己
触媒型の方法とは、次に述べる点で手段が異なり、その
結果、水素吸蔵電極を製造する際の作用効果にも顕著な
差異が生ずる。

【００２０】すなわち、本発明の置換メッキでは、次の
ような反応が起こる。

【００２１】例えば、金属Ｘがビスマスであり、金属Ｙ
がランタンである場合には、次のような反応になる。ランタン（金属Ｙ）の酸化部位： La_alloy＋3/2H₂O → 1/2La₂ O₃＋3H⁺＋3e^- ビスマス（金属Ｘ）の析出部位： Bi3⁺＋3e^-→ Bi ここにLa_alloyは、水素吸蔵合金の粒界などに存する単
体の金属ランタンだけではなく、水素吸蔵合金中のラン
タンも表す。

【００２２】また、例えば、金属Ｘが銅であり、金属Ｙ
がアルミニウムである場合には、次のような反応にな
る。アルミニウム（金属Ｙ) の酸化部位： Al_alloy→Al³⁺＋3e^- 銅（金属Ｘ）の析出部位： 3/2 Cu²⁺＋3e^-→ 3/2 Cu ここにAl_alloyは、水素吸蔵合金の粒界などに存する単
体の金属アルミニウムだけではなく、水素吸蔵合金中の
アルミニウムも表す。

【００２３】すなわち、この置換メッキでは、金属Ｘ
は、金属Ｙが酸化される部位と電子伝導および電解液中
のイオン伝導が共に存在する部位においてのみ析出す
る。すなわち、金属Ｘは、水素吸蔵合金と同じメッキ浴
に浸漬されていて、しかもその水素吸蔵合金と電気的に
接続されている部位にのみ析出する。

【００２４】従って、メッキ浴の容器の接液部が電気的
な絶縁体である場合には、その接液部が水素吸蔵合金と
直接接触していても、金属Ｘがその接液部に析出するこ
とがない。また、メッキ浴の容器の接液部が貴な金属か
らなるものであっても、その接液部が水素吸蔵合金と電
気的に絶縁されていれば、この接液部の電位が卑になら
ないから、この場合にも、金属Ｘは、接液部に析出しな
い。

【００２５】結局、本発明の方法によれば、このような
手段によって、金属Ｘが、水素吸蔵合金の表面に選択的
に析出して、メッキ浴の接液部に析出しないようにする
ことが極めて簡単に実現できる。

【００２６】しかも、本発明の方法によれば、還元剤を
メッキ浴に含有させなくても、金属元素Ｙが還元剤とな
って、その酸化にともなって金属Ｘの析出が起こるの
で、自己触媒型の無電解メッキのような還元剤の分解に
よる水素ガスの発生が極めて起こりにくい。特に、金属
Ｘが、水素過電圧が高い場合には、電位が卑になる水素
吸蔵合金の表面が水素過電圧の高い金属で被覆されるの
で、水素ガスの発生を一層効果的に抑制できる。

【００２７】なお、本発明の方法によれば、外部から通
電することなく、メッキ浴に含まれている金属Ｘが析出
するのであるから、電気メッキや、蒸着法とは異なっ
て、堆積した水素吸蔵合金粉末の内部表面や、水素吸蔵
合金の多孔体の内部表面などであっても、メッキ浴に接
している水素吸蔵合金の表面には金属Ｘが析出する。従
って、本発明の方法を、水素吸蔵合金が粉末そのもの
や、あるいは、水素吸蔵合金粉末を結着剤で結合したり
焼結して得た多孔体のいずれに適用しても、電気メッキ
や蒸着法によるよりも、金属Ｘの析出量が均一になる。
水素吸蔵合金の粉末の表面に金属Ｘを析出させた場合に
は、その粉末を結着剤によって結合することによって、
水素吸蔵合金を製造できる。

【００２８】このように、本発明によれば、電解液と接
触する水素吸蔵合金の耐食性を増加させ、水素吸蔵合金
間の電子伝導性の向上に寄与する金属を、水素ガスの発
生がなく、しかも水素吸蔵合金の表面にのみ析出させる
水素吸蔵電極の製造方法を提供するものである。

【００２９】金属Ｘとしては、具体的には、銅、ビスマ
ス、鉛、銀、タリウム、金、水銀、白金、パラジウムな
どを用いることができる。

【００３０】なお、本発明の方法では、水素吸蔵合金に
含まれている金属Ｙが置換メッキによって失われるの
で、その量だけ水素吸蔵合金の容量が小さくなる。しか
し、このようなメッキの過程で失われる金属Ｙは、従来
のように置換メッキを施さない場合や、自己触媒式の無
電解メッキを施す場合にも、その水素吸蔵合金を電池の
電解液に浸漬した状態で腐食されて失われるものであ
る。従って、この部分の水素吸蔵合金は、本発明の方法
においても、従来の方法においても、電池の容量に寄与
しないものである。本発明では、このように従来は利用
されずに放置されていた腐食されやすい合金の部分を、
置換メッキの還元剤として利用して、水素吸蔵合金の特
性の向上に役立てているのである。

【００３１】

【実施例】本発明を好適な実施例によって説明する。［本発明の製造方法による水素吸蔵電極（ア）およびそ
れを用いる密閉形アルカリ蓄電池（Ａ）］水素吸蔵電極（ア）および密閉形アルカリ蓄電池（Ａ）
は次のようにして製作した。

【００３２】水素吸蔵合金は、その組成が原子比でLmNi
_3.8Co_0.7Al_0.5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。

【００３３】次に、温度が２５℃で０．１Ｍの濃度の硫
酸銅水溶液からなるメッキ液７．８７ｌに、この合金粉
末（平均粒径約３０μm ）１ｋｇを投入して攪拌した。
すなわち、メッキ液に含まれる銅の重量は、水素吸蔵合
金の重量１００重量部に対して５重量部である。メッキ
浴の容器には、ポリプロピレン製のものを用いた。攪拌
の進行にともなって、硫酸銅水溶液の青色が希薄になる
とともに、水素吸蔵合金の表面に金属銅が析出した。メ
ッキ液の着色が消失してから、その上澄みを排出して、
精製水で水素吸蔵合金粉末を洗浄し、最後にエタノール
で洗浄してから、乾燥して、金属銅で表面が被覆された
水素吸蔵合金粉末を得た。なお、以下に記載する本発明
実施例では、メッキ液に金属Ｘの着色が認められないも
のは、予備実験によって、メッキの終点を決定してから
メッキを施した。

【００３４】次に、この水素吸蔵合金粉末を、ペースト
の増粘剤の機能と水素吸蔵合金粉末の親水性結着剤の機
能と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、矩形状に切断して、水素吸蔵電
極（ア）を製作した。

【００３５】密閉形アルカリ蓄電池（Ａ）１個には、負
極としてこの水素吸蔵電極（ア）５枚を用いており、こ
の電池１個の負極に含まれる水素吸蔵合金の量は、約
５．３ｇである。また、この電池１個の正極には、矩形
状の焼結式の水酸化ニッケル電極を４枚用いており、そ
の正極に含まれる水酸化ニッケルの合計の重量は約３．
９ｇ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。

【００３６】この密閉形アルカリ蓄電池では、これらの
正極板と負極板とを、ポリプロピレンとスルフォン化し
たポリスチレンとの混合物の不織布からなるセパレータ
を介して交互に積層してから、ニッケルメッキした鉄製
の密閉式の電池ケースに収納した。この電池容器には、
内圧が約１５ｋｇ／ｃｍ²になると、内部ガスを放出す
る安全弁が取り付けてある。また、電解液には、0.4Mの
ZnO と10g/l のLiOHとを溶解した6Mの濃度のKOH 水溶液
を注入してある。［本発明の製造方法による水素吸蔵電極（イ）およびそ
れを用いる密閉形アルカリ蓄電池（Ｂ）］水素吸蔵電極（イ）は、水素吸蔵電極（ア）における硫
酸銅の代わりに硝酸ビスマスを用い、そのほかは水素吸
蔵電極（ア）と同じ構成にして製作した。また、密閉形
アルカリ蓄電池（Ｂ）は、密閉形アルカリ蓄電池（Ａ）
における水素吸蔵電極（ア）の代わりに水素吸蔵電極
（イ）を用い、そのほかは密閉形アルカリ蓄電池（Ａ）
と同じ構成にして製作した。［本発明の製造方法による水素吸蔵電極（ウ）およびそ
れを用いる密閉形アルカリ蓄電池（Ｃ）］水素吸蔵電極（ウ）は、水素吸蔵電極（ア）における硫
酸銅の代わりにホウフッ化鉛を用い、そのほかは水素吸
蔵電極（ア）と同じ構成にして製作した。また、密閉形
アルカリ蓄電池（Ｃ）は、密閉形アルカリ蓄電池（Ａ）
における水素吸蔵電極（ア）の代わりに水素吸蔵電極
（ウ）を用い、そのほかは密閉形アルカリ蓄電池（Ａ）
と同じ構成にして製作した。［本発明の製造方法による水素吸蔵電極（エ）およびそ
れを用いる密閉形アルカリ蓄電池（Ｄ）］水素吸蔵電極（エ）は、水素吸蔵電極（ア）における硫
酸銅の代わりに硝酸銀を用い、そのほかは水素吸蔵電極
（ア）と同じ構成にして製作した。また、密閉形アルカ
リ蓄電池（Ｄ）は、密閉形アルカリ蓄電池（Ａ）におけ
る水素吸蔵電極（ア）の代わりに水素吸蔵電極（エ）を
用い、そのほかは密閉形アルカリ蓄電池（Ａ）と同じ構
成にして製作した。［本発明の製造方法による水素吸蔵電極（オ）およびそ
れを用いる密閉形アルカリ蓄電池（Ｅ）］水素吸蔵電極（オ）は、水素吸蔵電極（ア）における硫
酸銅の代わりに硫酸タリウムを用い、そのほかは水素吸
蔵電極（ア）と同じ構成にして製作した。また、密閉形
アルカリ蓄電池（Ｅ）は、密閉形アルカリ蓄電池（Ａ）
における水素吸蔵電極（ア）の代わりに水素吸蔵電極
（オ）を用い、そのほかは密閉形アルカリ蓄電池（Ａ）
と同じ構成にして製作した。［本発明の製造方法による水素吸蔵電極（カ）およびそ
れを用いる密閉形アルカリ蓄電池（Ｆ）］水素吸蔵電極（カ）は、水素吸蔵電極（ア）における硫
酸銅の代わりに塩化金を用い、そのほかは水素吸蔵電極
（ア）と同じ構成にして製作した。また、密閉形アルカ
リ蓄電池（Ｆ）は、密閉形アルカリ蓄電池（Ａ）におけ
る水素吸蔵電極（ア）の代わりに水素吸蔵電極（カ）を
用い、そのほかは密閉形アルカリ蓄電池（Ａ）と同じ構
成にして製作した。［本発明の製造方法による水素吸蔵電極（キ）およびそ
れを用いる密閉形アルカリ蓄電池（Ｇ）］水素吸蔵電極（キ）は、水素吸蔵電極（ア）における硫
酸銅の代わりに硝酸水銀を用い、そのほかは水素吸蔵電
極（ア）と同じ構成にして製作した。また、密閉形アル
カリ蓄電池（Ｇ）は、密閉形アルカリ蓄電池（Ａ）にお
ける水素吸蔵電極（ア）の代わりに水素吸蔵電極（キ）
を用い、そのほかは密閉形アルカリ蓄電池（Ａ）と同じ
構成にして製作した。［本発明の製造方法による水素吸蔵電極（ク）およびそ
れを用いる密閉形アルカリ蓄電池（Ｈ）］水素吸蔵電極（ク）は、水素吸蔵電極（ア）における硫
酸銅の代わりに塩化白金を用い、そのほかは水素吸蔵電
極（ア）と同じ構成にして製作した。また、密閉形アル
カリ蓄電池（Ｈ）は、密閉形アルカリ蓄電池（Ａ）にお
ける水素吸蔵電極（ア）の代わりに水素吸蔵電極（ク）
を用い、そのほかは密閉形アルカリ蓄電池（Ａ）と同じ
構成にして製作した。［本発明の製造方法による水素吸蔵電極（ケ）およびそ
れを用いる密閉形アルカリ蓄電池（Ｉ）］水素吸蔵電極（ケ）は、水素吸蔵電極（ア）における硫
酸銅の代わりに塩化パラジウムを用い、そのほかは水素
吸蔵電極（ア）と同じ構成にして製作した。また、密閉
形アルカリ蓄電池（Ｉ）は、密閉形アルカリ蓄電池
（Ａ）における水素吸蔵電極（ア）の代わりに水素吸蔵
電極（ケ）を用い、そのほかは密閉形アルカリ蓄電池
（Ａ）と同じ構成にして製作した。［本発明の製造方法による水素吸蔵電極（コ）およびそ
れを用いる密閉形アルカリ蓄電池（Ｊ）］水素吸蔵電極（コ）は、水素吸蔵電極（ア）に用いたも
のと同じ水素吸蔵合金粉末に、金属銅を析出させること
なく、水素吸蔵電極（ア）におけると同様のペーストを
調製した。そして、このペーストをニッケル網に塗着し
てから乾燥し、真空下で９５０℃にて５時間加熱して、
ポリビニルアルコールを分解してから焼結し、水素吸蔵
合金の板状の多孔体を得た。次に、温度が２５℃で０．
１Ｍの濃度の硫酸銅水溶液からなるメッキ液１５．７ｌ
に、この多孔体１ｋｇを浸漬して攪拌した。そして、こ
のメッキ液の青色が消失してから、この焼結体を精製水
で洗浄し、最後にエタノールで洗浄してから乾燥し、水
素吸蔵電極（ア）と同じ面積に切断して、水素吸蔵合金
の表面に金属銅が析出した焼結式の水素吸蔵電極（コ）
を得た。

【００３７】また、密閉形アルカリ蓄電池（Ｊ）は、密
閉形アルカリ蓄電池（Ａ）における水素吸蔵電極（ア）
の代わりに水素吸蔵電極（コ）を用い、そのほかは密閉
形アルカリ蓄電池（Ａ）と同じ構成にして製作した。［従来の製造方法による水素吸蔵電極（サ）およびそれ
を用いる密閉形アルカリ蓄電池（Ｋ）］水素吸蔵電極（サ）は、水素吸蔵電極（ア）における硫
酸銅による置換メッキを行うことなく、そのほかは水素
吸蔵電極（ア）と同じ構成にして製作した。また、密閉
形アルカリ蓄電池（Ｋ）は、密閉形アルカリ蓄電池
（Ａ）における水素吸蔵電極（ア）の代わりに水素吸蔵
電極（サ）を用い、そのほかは密閉形アルカリ蓄電池
（Ａ）と同じ構成にして製作した。［従来の製造方法による水素吸蔵電極（シ）およびそれ
を用いる密閉形アルカリ蓄電池（Ｌ）］水素吸蔵電極（シ）は、水素吸蔵電極（ア）における硫
酸銅による置換メッキの代わりに、特開昭６１−１０１
９５７号に開示された方法に準拠して、自己触媒型の銅
の無電解メッキをおこない、そのほかは水素吸蔵電極
（ア）と同じ構成にして製作した。また、密閉形アルカ
リ蓄電池（Ｌ）は、密閉形アルカリ蓄電池（Ａ）におけ
る水素吸蔵電極（ア）の代わりに水素吸蔵電極（シ）を
用い、そのほかは密閉形アルカリ蓄電池（Ａ）と同じ構
成にして製作した。

【００３８】水素吸蔵電極（シ）を製作する際の水素吸
蔵合金に施した銅の自己触媒型無電解メッキの手法を次
に示す。

【００３９】まず、水素吸蔵電極（ア）に用いた水素吸
蔵合金粉末と同じで、置換メッキを施す前のもの１ｋｇ
をエチルアルコール５ｌ中に２５℃において１０分間浸
漬して脱脂してから、塩化第１錫２０ｇ／ｌ、塩酸１．
５ｌ、水４ｌを混合した溶液中に２５℃にて５分間浸漬
し、水洗した。次に、塩化パラジウム２０ｇ、塩酸０．
５ｌ、水２．５ｌを混合した溶液に、２５℃にてこの粉
末を３分間浸漬したあと水洗した。次に、ホルムアルデ
ヒドを還元剤とする無電解メッキ液（商標”ＭＡＣ化学
銅”：奥野製薬工業（株）製）を、その中に含有される
銅の重量が水素吸蔵合金の１００重量部に対して５重量
部になるように採取し、その中へ水素吸蔵合金粉末を投
入して攪拌しながら、３０℃で４０分間メッキし、水洗
し、アセトンで洗浄したあとに乾燥した。

【００４０】このようにして銅メッキを施した水素吸蔵
合金粉末を用いるほかは、水素吸蔵電極（ア）と同じよ
うにして、水素吸蔵電極（シ）を製作した。

【００４１】なお、本発明の方法で水素吸蔵合金に置換
メッキを施した水素吸蔵電極（ア）−（コ）の場合に
は、メッキを施す際に気泡が発生しなかった。また、メ
ッキ槽の接液部には、金属Ｘの析出が認められなかっ
た。

【００４２】一方、従来の方法で水素吸蔵合金に無電解
メッキを施した水素吸蔵電極（シ）の場合には、無電解
メッキの過程で、著しいガス発生とメッキ浴の飛沫の飛
散とが認められた。また、メッキ槽の接液部にも銅が析
出した。

【００４３】このように、水素吸蔵電極を製作する際に
水素吸蔵電極（シ）ではメッキ浴の槽の接液部にメッキ
が施され、水素吸蔵合金へのメッキ量に不足が生じてい
るものと考えられたので、メッキを施していない水素吸
蔵電極（サ）以外のものについて水素吸蔵合金を化学分
析して、水素吸蔵合金にメッキされた金属量Ｘの量とメ
ッキ浴に投入した金属Ｘの量との比を調べた。その結果
を、表１に示す。

【００４４】

【表１】表１から、本発明の方法で製作した電極（ア）−（コ）
の水素吸蔵合金には、メッキ浴の金属Ｘの９８％以上が
析出しているが、従来の方法で製作した電極（シ）の水
素吸蔵合金には、メッキ浴の金属Ｘの約８５％しか付着
していないことがわかる。［実験］以上の密閉形アルカリ蓄電池（Ａ）−（Ｌ）
を、正極の理論容量を基準として10時間率の電流で20時
間充電したあと、５時間率の電流で放電するという化成
を２回おこなった。そして、その後に１時間率の電流で
１．５時間充電し、１時間率の電流で端子電圧が１．０
Ｖになるまで放電するという条件で充放電サイクル試験
をおこなった。この充放電は、２５℃の雰囲気でおこな
った。

【００４５】図１に、充放電サイクルの進行にともなう
これらの電池の放電容量の推移を示す。

【００４６】図１から、本発明の方法で製作した水素吸
蔵電極を用いる密閉形アルカリ蓄電池（Ａ）−（Ｊ）
は、水素吸蔵合金にメッキを施さない従来の方法で製作
した水素吸蔵電極を用いる密閉形アルカリ蓄電池（Ｋ）
と比較して、充放電サイクルの進行にともなう放電容量
の低下が効果的に抑制されている。これは、本発明の方
法で製作した水素吸蔵電極では、水素吸蔵合金とアルカ
リ電解液とが直接接触する面積が、水素吸蔵合金の表面
に施された金属Ｘの皮膜の存在によって、小さくなっ
て、充放電サイクルの進行にともなう水素吸蔵合金の腐
食が抑制されたことに起因するものと推察される。

【００４７】また、密閉形アルカリ蓄電池（Ａ）−
（Ｊ）は、従来の方法で水素吸蔵合金にメッキを施した
密閉形アルカリ蓄電池（Ｌ）と比較しても、充放電サイ
クルの進行にともなう放電容量の低下が抑制されてい
る。これは、本発明の方法で水素吸蔵電極（ア）−
（コ）を製造する場合には、従来の方法で水素吸蔵電極
（シ）を製作する場合と比較して、金属Ｘがメッキ槽に
析出することがなく、その結果、水素吸蔵合金の表面に
存在する金属Ｘの量が多くなって、充放電サイクルの進
行にともなう水素吸蔵合金の腐食が効果的に防止された
ことに起因するものと推察される。

【００４８】また、表１における水素吸蔵電極（ア）お
よび（コ）との比較、および図１における密閉形アルカ
リ蓄電池（Ａ）と（Ｊ）との比較から明らかなように、
水素吸蔵合金が、粉末の状態もしくは孔体のいずれの状
態であっても、本発明の手段を採用することによって、
同様のすぐれた作用効果が得られることがわかる。

【００４９】なお、上述の実施例では、水素吸蔵合金に
置換メッキを施す金属Ｘは１種類であったが、「課題を
解決するための手段」の項に記載した条件を満たす金属
であれば、金属Ｘは複数のものを混合して用いても、上
記の実施例と同様の作用効果が得られる。

【００５０】また、上述した本発明の作用効果は、上述
の実施例の構成のほかに、正極板として発泡ニッケルや
ニッケル繊維の焼結体に水酸化ニッケルを主体とする活
物質粉末を充填したものを用いる場合、負極として水素
吸蔵合金を発泡ニッケル等に充填したものを用いる場
合、セパレータとしてスルフォン化処理や酸素成分を含
むフッ素ガス処理を施して親水性を賦与したポリオレフ
ィン性の不織布を用いる場合、水素吸蔵合金として稀土
類の成分や、ニッケル・コバルト・アルミニウムの含有
率を変えたり、そのほかの置換元素を用いる場合、水素
吸蔵合金として稀土類系合金の組成を変えたものや、稀
土類系合金に替えてチタンやジルコニウムを含有するLa
ves 相合金を用いる場合のいずれにおいても、上述の実
施例と同様の効果が得られる。

【００５１】従って、本発明の構成は、上記の実施例に
記載された特定の構成だけに限定されるものではない。

【００５２】

【発明の効果】本発明の方法によれば、充放電サイクル
中に、電池の電解液による水素吸蔵合金の腐食を抑制す
る金属を水素吸蔵合金の表面に析出させる方法で、水素
ガスの発生がなく、その金属をメッキ槽に析出させるこ
となく、水素吸蔵合金にのみ析出させることができ、そ
の結果、密閉形アルカリ電池の充放電サイクル中の放電
容量の低下が抑制される。

【図面の簡単な説明】

【図１】水素吸蔵電極を負極に用いる密閉形アルカリ蓄
電池の充放電サイクルの進行にともなう放電容量の推移
を表す図。

【符号の説明】

Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊ本発明の
製造方法による水素吸蔵電極を用いる電池。Ｋ，Ｌ従来の製造方法による水素吸蔵電極を負極に
用いる電池。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属Ｘはメッキ浴中および電池の電解液
中における平衡電位がニッケルの平衡電位よりも貴な金
属であり、金属Ｙはメッキ浴中および電池の電解液中における平衡
電位がニッケルの平衡電位よりも卑な金属であり、金属Ｘの溶液からなるメッキ浴に、金属Ｙとニッケルと
を含有する水素吸蔵合金を浸漬し、該水素吸蔵合金の表
面に金属Ｙの酸化にともなう金属Ｘの置換メッキをおこ
なった水素吸蔵合金を用いることを特徴とする水素吸蔵
電極の製造方法。