JPH0569889B2 - - Google Patents
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- JPH0569889B2 JPH0569889B2 JP1264239A JP26423989A JPH0569889B2 JP H0569889 B2 JPH0569889 B2 JP H0569889B2 JP 1264239 A JP1264239 A JP 1264239A JP 26423989 A JP26423989 A JP 26423989A JP H0569889 B2 JPH0569889 B2 JP H0569889B2
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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
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
- H01M4/383—Hydrogen absorbing alloys
-
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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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、アルカイ蓄電地の負極として用いら
れ、水素を可逆的に吸蔵、放出する水素吸蔵合金
から成るアルカリ蓄電池用水素吸蔵電極に関す
る。 〔従来の技術〕 従来、各種の電気又は電子応用機器の電源とし
て、アルカリ蓄電池が広く使用されている。該ア
ルカリ蓄電池のうち、最も広く使用されているの
は、ニツケル―カドミウム蓄電池であるが、更
に、高エネルギー密度を有し、無公害の新しい二
次電池として最近、水素を可及的に吸蔵、放出す
る水素吸蔵合金を負極として用いるアルカリ蓄電
池が開発されている。この水素吸蔵電極は、カド
ミウムと同じ取り扱いで電池の電極として構成
き、実際の放電可能な容量密度をカドミウムより
も大きくできることから、高エネルギー密度で無
公害のアルカリ蓄電池として有望である。この種
の水素吸蔵合金電極として、LaNi5、LaNi2Co3、
LaMn0.5などの水素吸蔵合金を用いたものは公知
である。 〔発明が解決しようとする課題〕 上記の合金を水素吸蔵合金をアルカリ蓄電池の
負極として用いた場合、サイクル寿命が短い欠点
がある。 〔課題を解決するための手段〕 本発明は、かゝる上記従来のアルカリ蓄電池用
水素吸蔵電極を改善し、サイクル寿命の著しく増
大したアルカリ蓄電池用水素吸蔵電極と提供する
もので、一般式LaNiaCObMncAdBe（但し、Ａは、
Al、Si及びCrから成る群より選択された少なく
とも１種、ＢはＷ及びGeから成る群より選択さ
れた少なくとも１種且つ4.5≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋
ｅ≦5.5、Ｏ＜ｄ≦0.6、Ｏ＜ｅ≦0.3）で表される
水素吸収蔵合金から成るアルカリ蓄電池用水素吸
蔵電極。 〔作用〕 上記の構成の水素吸蔵合金電極をアルカリ蓄電
池の負極として用いるときは、電極の腐食による
特性劣化が小さく、従つて、サイクル寿命の長い
アルカリ蓄電池をもたらす。 〔実施例〕 次に、本発明の実施例につき説明する。 市販のLa、Ni、Co、Miの他に、AlとＷを選
択し、下記第１表に列上挙する夫々の組成成分と
組成比で夫々秤量、配合し、次でアルゴンアーク
溶解炉で加熱溶融して10種類の合金を得た。これ
らの合金を夫々機械的に32μｍ以下に粉砕し、
夫々の組成成分と原子数比をもつ各種組成の12種
類の水素吸蔵合金粉末を得た。これら12種類の合
金粉末の夫々について、導電材としてNi粉を20
重量％、結着剤としてフツ素樹脂粉末を５重量％
添加し、混合してフツ素樹脂繊維化させた後、粉
砕して得られた各混合物を、ニツケル金網上に均
一な厚さに積層し、1t／cm2で加圧成形し、夫々の
水素吸蔵合金電極板を作製した。このように得ら
れた12種類と水素吸蔵合金電極板の夫々を負極と
し、これに放電容量が1000ｍAHの公知の焼結式
ニツケル電極板を正極として組み合わせ、アルカ
リ電解液として水酸化カリウム水溶液を用いて12
種類の密閉型セルNo.１〜No.12を作製した。 これらのセルNo.１〜No.12につき、0.2Cの電流で
６時間充電した後、0.5Cの電流でセル電圧が
1.0Vになるまで放電するという条件で充放電サ
イクル試験を行い、初期容量の60％までの低下で
寿命とするサイクル寿命を調べた。セルNo.１〜No.
12の各セルの初期の放電容量（ｍAH／ｇ）サイ
クル寿命（回）を下記第１表に示した。
れ、水素を可逆的に吸蔵、放出する水素吸蔵合金
から成るアルカリ蓄電池用水素吸蔵電極に関す
る。 〔従来の技術〕 従来、各種の電気又は電子応用機器の電源とし
て、アルカリ蓄電池が広く使用されている。該ア
ルカリ蓄電池のうち、最も広く使用されているの
は、ニツケル―カドミウム蓄電池であるが、更
に、高エネルギー密度を有し、無公害の新しい二
次電池として最近、水素を可及的に吸蔵、放出す
る水素吸蔵合金を負極として用いるアルカリ蓄電
池が開発されている。この水素吸蔵電極は、カド
ミウムと同じ取り扱いで電池の電極として構成
き、実際の放電可能な容量密度をカドミウムより
も大きくできることから、高エネルギー密度で無
公害のアルカリ蓄電池として有望である。この種
の水素吸蔵合金電極として、LaNi5、LaNi2Co3、
LaMn0.5などの水素吸蔵合金を用いたものは公知
である。 〔発明が解決しようとする課題〕 上記の合金を水素吸蔵合金をアルカリ蓄電池の
負極として用いた場合、サイクル寿命が短い欠点
がある。 〔課題を解決するための手段〕 本発明は、かゝる上記従来のアルカリ蓄電池用
水素吸蔵電極を改善し、サイクル寿命の著しく増
大したアルカリ蓄電池用水素吸蔵電極と提供する
もので、一般式LaNiaCObMncAdBe（但し、Ａは、
Al、Si及びCrから成る群より選択された少なく
とも１種、ＢはＷ及びGeから成る群より選択さ
れた少なくとも１種且つ4.5≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋
ｅ≦5.5、Ｏ＜ｄ≦0.6、Ｏ＜ｅ≦0.3）で表される
水素吸収蔵合金から成るアルカリ蓄電池用水素吸
蔵電極。 〔作用〕 上記の構成の水素吸蔵合金電極をアルカリ蓄電
池の負極として用いるときは、電極の腐食による
特性劣化が小さく、従つて、サイクル寿命の長い
アルカリ蓄電池をもたらす。 〔実施例〕 次に、本発明の実施例につき説明する。 市販のLa、Ni、Co、Miの他に、AlとＷを選
択し、下記第１表に列上挙する夫々の組成成分と
組成比で夫々秤量、配合し、次でアルゴンアーク
溶解炉で加熱溶融して10種類の合金を得た。これ
らの合金を夫々機械的に32μｍ以下に粉砕し、
夫々の組成成分と原子数比をもつ各種組成の12種
類の水素吸蔵合金粉末を得た。これら12種類の合
金粉末の夫々について、導電材としてNi粉を20
重量％、結着剤としてフツ素樹脂粉末を５重量％
添加し、混合してフツ素樹脂繊維化させた後、粉
砕して得られた各混合物を、ニツケル金網上に均
一な厚さに積層し、1t／cm2で加圧成形し、夫々の
水素吸蔵合金電極板を作製した。このように得ら
れた12種類と水素吸蔵合金電極板の夫々を負極と
し、これに放電容量が1000ｍAHの公知の焼結式
ニツケル電極板を正極として組み合わせ、アルカ
リ電解液として水酸化カリウム水溶液を用いて12
種類の密閉型セルNo.１〜No.12を作製した。 これらのセルNo.１〜No.12につき、0.2Cの電流で
６時間充電した後、0.5Cの電流でセル電圧が
1.0Vになるまで放電するという条件で充放電サ
イクル試験を行い、初期容量の60％までの低下で
寿命とするサイクル寿命を調べた。セルNo.１〜No.
12の各セルの初期の放電容量（ｍAH／ｇ）サイ
クル寿命（回）を下記第１表に示した。
【表】
これから明らかなように、セルNo.６〜No.10のサ
イクル寿命は300回以上であつたのに対し、従来
の組成をもつ水素合金電極を使用したセルNo.１、
No.２及びNo.３は、そのサイクル寿命は僅か20回、
30回及び80回と著しく短い。又、対象セルNo.４、
No.５、No.11及びNo.12のセルのサイクル寿命は、従
来のセルによりは長いが、本発明の電極を用いた
セルNo.６〜No.10より若しくは短いことが分かる。 即ち、本発明のセルNo.６〜No.10と対照セルNo.４
及びセルNo.５と対比し、明らかなように、La−
Ni−Co−Al−Ｗの６成分のうち、Al又はＷのい
ずれか１つの成分を欠いたLa−Ni−Co−Mn−
Al又はLa−Ni−Co−Mn−Ｗの５成分から成る
水素吸蔵合金電極を用いたセルNo.４及びセルNo.５
は、従来のセルNo.１及びNo.２よりそのサイクル寿
命の改善は未だ充分でなく、本発明セルのような
著しい改善は認められないことが分かる。 更に、これら６成分から成る水素吸蔵合金電極
であつても、その組成式LiNiaCObMncAldWeに
おいて、そのｄの値が1.0である場合（対照セル
No.11）、或いは、そのｅの値が0.5である場合（対
照セルNo.12）は、サイクル寿命は、前記の５成分
水素吸蔵合金と同じサイクル寿命にとゞまること
が分かつた。そのAl及びＷの配合量を色々と変
えて比較検討した結果、Alのｄの値は０＜ｄ≦
0.6、Ｗのｅの値が０＜ｅ≦0.3の範囲においてリ
サイクル寿命の著しい改善が得られることが分か
つた。セルNo.６〜No.10はその例示である。 尚、更に多くの試験研究を重ねた結果、Alの
代わりにSi及びCrを使用しても、０＜ｄ≦0.6の
範囲において、Alと同様の効果を得られ、又、
Ｗの代わりにGeを使用しても、０＜ｅ≦0.3の範
囲においてＷと同様の効果が得られることが分つ
た。 次に、Al及びＷのいずれか一方又は両方をSi、
Cr及びGeに代え、下記第２表に列挙する夫々の
組成成分と組成比で夫々秤量、配合し、上記実施
例と同様にして、第２表に示す15種類の合金を得
て、これらの合金を粉末とし、その夫々につい
て、水素吸蔵合金電極板を作製し、その夫々を負
極とし、８種類の密閉型セルNo.13〜No.27を作製
し、これらセルにつき、上記と同じ充放電サイク
ル試験を行つた。その結果は下記第２表に示す通
りであつた。
イクル寿命は300回以上であつたのに対し、従来
の組成をもつ水素合金電極を使用したセルNo.１、
No.２及びNo.３は、そのサイクル寿命は僅か20回、
30回及び80回と著しく短い。又、対象セルNo.４、
No.５、No.11及びNo.12のセルのサイクル寿命は、従
来のセルによりは長いが、本発明の電極を用いた
セルNo.６〜No.10より若しくは短いことが分かる。 即ち、本発明のセルNo.６〜No.10と対照セルNo.４
及びセルNo.５と対比し、明らかなように、La−
Ni−Co−Al−Ｗの６成分のうち、Al又はＷのい
ずれか１つの成分を欠いたLa−Ni−Co−Mn−
Al又はLa−Ni−Co−Mn−Ｗの５成分から成る
水素吸蔵合金電極を用いたセルNo.４及びセルNo.５
は、従来のセルNo.１及びNo.２よりそのサイクル寿
命の改善は未だ充分でなく、本発明セルのような
著しい改善は認められないことが分かる。 更に、これら６成分から成る水素吸蔵合金電極
であつても、その組成式LiNiaCObMncAldWeに
おいて、そのｄの値が1.0である場合（対照セル
No.11）、或いは、そのｅの値が0.5である場合（対
照セルNo.12）は、サイクル寿命は、前記の５成分
水素吸蔵合金と同じサイクル寿命にとゞまること
が分かつた。そのAl及びＷの配合量を色々と変
えて比較検討した結果、Alのｄの値は０＜ｄ≦
0.6、Ｗのｅの値が０＜ｅ≦0.3の範囲においてリ
サイクル寿命の著しい改善が得られることが分か
つた。セルNo.６〜No.10はその例示である。 尚、更に多くの試験研究を重ねた結果、Alの
代わりにSi及びCrを使用しても、０＜ｄ≦0.6の
範囲において、Alと同様の効果を得られ、又、
Ｗの代わりにGeを使用しても、０＜ｅ≦0.3の範
囲においてＷと同様の効果が得られることが分つ
た。 次に、Al及びＷのいずれか一方又は両方をSi、
Cr及びGeに代え、下記第２表に列挙する夫々の
組成成分と組成比で夫々秤量、配合し、上記実施
例と同様にして、第２表に示す15種類の合金を得
て、これらの合金を粉末とし、その夫々につい
て、水素吸蔵合金電極板を作製し、その夫々を負
極とし、８種類の密閉型セルNo.13〜No.27を作製
し、これらセルにつき、上記と同じ充放電サイク
ル試験を行つた。その結果は下記第２表に示す通
りであつた。
【表】
従つて、本発明では、Al、Si、Crを総括した
群をＡで表示し、ＷとGeを総括した群をＢで表
示すると、本発明の吸蔵合金電極として用いて、
特に、サイクル寿命の著しい向上を得る水素吸蔵
合金の組成は、一般式LaNiaCObMncAdBeの一般
式で表され、この場合、そのＡはAl、Si及びCr
から成る群から選ばれた少なくとも１種であり、
ＢはＷ及びGeから成る群から選ばれた少なくと
も１種であり、０＜ｄ≦0.6、０＜ｅ≦0.3の範囲
であると特定される。更に、本発明の上記組成の
水素吸蔵合金につき検討してみた所、前記の組成
式LaNiaCObMncAdBeで示される合金は、CaCu5
型の六方晶構造を持ち、この六方晶構造を持つ合
金では、化学量論的にCD5（但し、Ｃは上記組成
式でLaを、又、ＤはNi−Co−Mn−Ａ−Ｂ合金
を表す）から若干ずれた組成でも六方晶構造を維
持するが、Ｄの組成比が±10％より大きくずれる
とこの構造を保てず、水素吸蔵合としての特性が
尊なわれることが分つた。よつて、上記組成式に
おいて、4.5≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ≦5.5の範囲と
する必要がある。 〔発明の効果〕 このように本発明によるときは、LaNiaCOb
MncAdBeなる一般組成式（但し、Ａは、Al、Si
及びCrから成る群より選択された少なくとも１
種、Ｂは、Ｗ及びGeから成る群より選択された
少なくとも１種且つ4.5≦＋ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ
≦5.5、０＜ｄ≦0.6、０＜ｅ≦0.3）で表される合
金をアルカリ蓄電池の負極として用いるときは、
従来のLaNi、LANi2CO3、LaMn0.5に比し電池
のサイクル寿命を向上し得る効果を有する。
群をＡで表示し、ＷとGeを総括した群をＢで表
示すると、本発明の吸蔵合金電極として用いて、
特に、サイクル寿命の著しい向上を得る水素吸蔵
合金の組成は、一般式LaNiaCObMncAdBeの一般
式で表され、この場合、そのＡはAl、Si及びCr
から成る群から選ばれた少なくとも１種であり、
ＢはＷ及びGeから成る群から選ばれた少なくと
も１種であり、０＜ｄ≦0.6、０＜ｅ≦0.3の範囲
であると特定される。更に、本発明の上記組成の
水素吸蔵合金につき検討してみた所、前記の組成
式LaNiaCObMncAdBeで示される合金は、CaCu5
型の六方晶構造を持ち、この六方晶構造を持つ合
金では、化学量論的にCD5（但し、Ｃは上記組成
式でLaを、又、ＤはNi−Co−Mn−Ａ−Ｂ合金
を表す）から若干ずれた組成でも六方晶構造を維
持するが、Ｄの組成比が±10％より大きくずれる
とこの構造を保てず、水素吸蔵合としての特性が
尊なわれることが分つた。よつて、上記組成式に
おいて、4.5≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ≦5.5の範囲と
する必要がある。 〔発明の効果〕 このように本発明によるときは、LaNiaCOb
MncAdBeなる一般組成式（但し、Ａは、Al、Si
及びCrから成る群より選択された少なくとも１
種、Ｂは、Ｗ及びGeから成る群より選択された
少なくとも１種且つ4.5≦＋ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ
≦5.5、０＜ｄ≦0.6、０＜ｅ≦0.3）で表される合
金をアルカリ蓄電池の負極として用いるときは、
従来のLaNi、LANi2CO3、LaMn0.5に比し電池
のサイクル寿命を向上し得る効果を有する。
Claims (1)
- １ 一般式LaNiaCObMncAdBe（但し、Ａは、Al、
Si及びCrから成る群より選択された少なくとも
１種、Ｂは、Ｗ及びGeから成る群より選択され
た少なくとも１種且つ4.5≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ
≦5.5、Ｏ＜ｄ≦0.6、Ｏ＜ｅ≦0.3）で表される水
素吸蔵合金から成るアルカリ蓄電池用水素吸蔵電
極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1264239A JPH03126833A (ja) | 1989-10-11 | 1989-10-11 | アルカリ蓄電池用水素吸蔵電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1264239A JPH03126833A (ja) | 1989-10-11 | 1989-10-11 | アルカリ蓄電池用水素吸蔵電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03126833A JPH03126833A (ja) | 1991-05-30 |
| JPH0569889B2 true JPH0569889B2 (ja) | 1993-10-04 |
Family
ID=17400421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1264239A Granted JPH03126833A (ja) | 1989-10-11 | 1989-10-11 | アルカリ蓄電池用水素吸蔵電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03126833A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02220356A (ja) * | 1989-02-21 | 1990-09-03 | Sanyo Electric Co Ltd | アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金電極の製造方法 |
| JPH02277737A (ja) * | 1989-04-18 | 1990-11-14 | Sanyo Electric Co Ltd | 水素吸蔵合金電極 |
-
1989
- 1989-10-11 JP JP1264239A patent/JPH03126833A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02220356A (ja) * | 1989-02-21 | 1990-09-03 | Sanyo Electric Co Ltd | アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金電極の製造方法 |
| JPH02277737A (ja) * | 1989-04-18 | 1990-11-14 | Sanyo Electric Co Ltd | 水素吸蔵合金電極 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03126833A (ja) | 1991-05-30 |
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