JPH0584025B2 - - Google Patents
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- JPH0584025B2 JPH0584025B2 JP60007739A JP773985A JPH0584025B2 JP H0584025 B2 JPH0584025 B2 JP H0584025B2 JP 60007739 A JP60007739 A JP 60007739A JP 773985 A JP773985 A JP 773985A JP H0584025 B2 JPH0584025 B2 JP H0584025B2
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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
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/242—Hydrogen storage electrodes
-
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- 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
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- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
(イ) 産業上の利用分野
本発明は水素吸蔵合金を負極に用いる金属−水
素アルカリ蓄電池に関し、特に高エネルギー密度
で且つ長寿命に改良された水素吸蔵合金に関す
る。 (ロ) 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
及びニツケル−カドミウム電池があるが、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、特に低圧に於いて負極活物質で
ある水素を可逆的に吸蔵及び放出することのでき
る水素吸蔵合金を備えた電極を負極に用い、水酸
化ニツ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。 一般にこの種蓄電池に用いられる水素吸蔵合金
を備えた水素吸蔵電極は特公昭58−46827号公報
に於いて提案されているように水素を吸蔵する合
金粉末と水素を吸蔵しない合金粉末との混合物を
焼結して焼結多孔体を作製し、これを水素吸蔵電
極とする方法、あるいは特開昭53−103541号公報
に於いて提案されているように水素を吸蔵する合
金粉末とアセチレンブラツク及び電極支持体とを
耐電解液性の粒子状結着剤により相互に結合させ
て水素吸蔵電極とする方法によつて作製されてい
るが、これら電極に水素吸蔵合金としてCaNi5合
金を用いた場合には充放電によるサイクル寿命が
短いという欠点があつた。 (ハ) 発明が解決しようとする問題点 本発明はCaNi5をベース合金としカルシウム及
びニツケルと異なる他の元素を含有させた合金を
負極に用いることにより、サイクル寿命を向上さ
せようとするものである。 (ニ) 問題点を解決するための手段 本発明の金属−水素アルカリ蓄電池は、CaNi5
をベース合金として該合金にＢ、Al、Si、Ti、
Ｖ、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Ｙ、Zr、Nb、
Mo、Hf、Ta、Ce、Pr、Nd、Sm及びGdから選
ばれる少なくとも一種の元素を含有させたCaCu5
構造の結晶構造を有する合金を備えた負極を用い
たものである。 (ホ) 作用 負極の水素吸蔵合金としてCaNi5をベースとし
これに前記元素の少なくとも一種を含有させた
CaCu5構造の結晶構造を有する合金を用いると、
負極の水素吸蔵電極の寿命が伸びる。 (ヘ) 実施例 市販のカルシウム及びニツケルを組成比で
Ca：Ni＝１：５になるように混合し、アーク溶
解炉に入れて加熱、溶解して合金化した後粉砕し
てCaNi5粉末を得た。 またカルシウム、ニツケル、アルミニウムを組
成比でCa：Ni：Al＝１：4.8：0.2になるよう混
合し、同様にして加熱、溶解によつて合金化した
後粉砕を行ない、結晶構造がCaCu5構造をとる
CaNi4.8Al0.2粉末を得ると共に、前記混合、合
金化及び粉砕という操作を行なつて、結晶構造が
CaCu5構造をとるCaNi4.8Mn0.2粉末、CaNi4Co
粉末、Ca0.9Y0.1Ni5粉末、Ca0.9Zr0.1Ni5粉末及
びCa0.9Nd0.1Ni5粉末を得た。 こうして得られた各種水素吸蔵合金粉末80重量
％、導電材としてのアセチレンブラツク10重量％
及び結着剤としてのフツ素樹脂粉末10重量％を混
合機で均一に混合すると共にフツ素樹脂を繊維化
する。そして得られた混練物をニツケル金網で包
み込み3ton／cm2で加圧成型することにより、外面
がニツケル金網で覆われた直径２cm、厚み1.2mm
の円形の水素吸蔵電極を種々作製した。 上記外面がニツケル金網で覆われた構造の水素
吸蔵電極は、充電時に電極中の水素吸蔵合金が水
素を吸蔵すると共に水素ガスを発生して生じる電
極の膨張を前記ニツケル金網によつて機械的に抑
え、この電極の膨張による電極の機械的強度の劣
化及びそれに伴う水素吸蔵合金の脱落が抑えられ
て、充放電サイクルによる性能の早期低下を防止
する。尚、これら水素吸蔵電極に用いた合金粉末
は約1.5ｇであり、250〜450mAHに相当する容量
を有する。 次いで、上記水素吸蔵電極を理論容量が
600mAHの焼結式ニツケル正極と組み合わせて
密閉型ニツケル−水素アルカリ蓄電池を作製し、
負極に水素吸蔵材として用いた合金粉末の種類に
よつてこれら電池を第１表に示す様に電池Ａ乃至
Ｇとする。またこれら電池のサイクル特性を図面
に示した。サイクル特性は0.1C電流で16時間充電
し、0.2C電流で放電して電池電圧が1.0Vとなつ
た時点で放電停止するサイクル条件で充放電を繰
り返し行つたときのサイクル数と放電容量との関
係で示しており、放電容量は初期容量を100とし
て示した。
素アルカリ蓄電池に関し、特に高エネルギー密度
で且つ長寿命に改良された水素吸蔵合金に関す
る。 (ロ) 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
及びニツケル−カドミウム電池があるが、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、特に低圧に於いて負極活物質で
ある水素を可逆的に吸蔵及び放出することのでき
る水素吸蔵合金を備えた電極を負極に用い、水酸
化ニツ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。 一般にこの種蓄電池に用いられる水素吸蔵合金
を備えた水素吸蔵電極は特公昭58−46827号公報
に於いて提案されているように水素を吸蔵する合
金粉末と水素を吸蔵しない合金粉末との混合物を
焼結して焼結多孔体を作製し、これを水素吸蔵電
極とする方法、あるいは特開昭53−103541号公報
に於いて提案されているように水素を吸蔵する合
金粉末とアセチレンブラツク及び電極支持体とを
耐電解液性の粒子状結着剤により相互に結合させ
て水素吸蔵電極とする方法によつて作製されてい
るが、これら電極に水素吸蔵合金としてCaNi5合
金を用いた場合には充放電によるサイクル寿命が
短いという欠点があつた。 (ハ) 発明が解決しようとする問題点 本発明はCaNi5をベース合金としカルシウム及
びニツケルと異なる他の元素を含有させた合金を
負極に用いることにより、サイクル寿命を向上さ
せようとするものである。 (ニ) 問題点を解決するための手段 本発明の金属−水素アルカリ蓄電池は、CaNi5
をベース合金として該合金にＢ、Al、Si、Ti、
Ｖ、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Ｙ、Zr、Nb、
Mo、Hf、Ta、Ce、Pr、Nd、Sm及びGdから選
ばれる少なくとも一種の元素を含有させたCaCu5
構造の結晶構造を有する合金を備えた負極を用い
たものである。 (ホ) 作用 負極の水素吸蔵合金としてCaNi5をベースとし
これに前記元素の少なくとも一種を含有させた
CaCu5構造の結晶構造を有する合金を用いると、
負極の水素吸蔵電極の寿命が伸びる。 (ヘ) 実施例 市販のカルシウム及びニツケルを組成比で
Ca：Ni＝１：５になるように混合し、アーク溶
解炉に入れて加熱、溶解して合金化した後粉砕し
てCaNi5粉末を得た。 またカルシウム、ニツケル、アルミニウムを組
成比でCa：Ni：Al＝１：4.8：0.2になるよう混
合し、同様にして加熱、溶解によつて合金化した
後粉砕を行ない、結晶構造がCaCu5構造をとる
CaNi4.8Al0.2粉末を得ると共に、前記混合、合
金化及び粉砕という操作を行なつて、結晶構造が
CaCu5構造をとるCaNi4.8Mn0.2粉末、CaNi4Co
粉末、Ca0.9Y0.1Ni5粉末、Ca0.9Zr0.1Ni5粉末及
びCa0.9Nd0.1Ni5粉末を得た。 こうして得られた各種水素吸蔵合金粉末80重量
％、導電材としてのアセチレンブラツク10重量％
及び結着剤としてのフツ素樹脂粉末10重量％を混
合機で均一に混合すると共にフツ素樹脂を繊維化
する。そして得られた混練物をニツケル金網で包
み込み3ton／cm2で加圧成型することにより、外面
がニツケル金網で覆われた直径２cm、厚み1.2mm
の円形の水素吸蔵電極を種々作製した。 上記外面がニツケル金網で覆われた構造の水素
吸蔵電極は、充電時に電極中の水素吸蔵合金が水
素を吸蔵すると共に水素ガスを発生して生じる電
極の膨張を前記ニツケル金網によつて機械的に抑
え、この電極の膨張による電極の機械的強度の劣
化及びそれに伴う水素吸蔵合金の脱落が抑えられ
て、充放電サイクルによる性能の早期低下を防止
する。尚、これら水素吸蔵電極に用いた合金粉末
は約1.5ｇであり、250〜450mAHに相当する容量
を有する。 次いで、上記水素吸蔵電極を理論容量が
600mAHの焼結式ニツケル正極と組み合わせて
密閉型ニツケル−水素アルカリ蓄電池を作製し、
負極に水素吸蔵材として用いた合金粉末の種類に
よつてこれら電池を第１表に示す様に電池Ａ乃至
Ｇとする。またこれら電池のサイクル特性を図面
に示した。サイクル特性は0.1C電流で16時間充電
し、0.2C電流で放電して電池電圧が1.0Vとなつ
た時点で放電停止するサイクル条件で充放電を繰
り返し行つたときのサイクル数と放電容量との関
係で示しており、放電容量は初期容量を100とし
て示した。
【表】
図面より電池Ｂ乃至Ｇは合金の組成による差は
あるものの何れの電池もCaNi5を水素吸蔵合金と
して負極に用いた電池Ａよりサイクル特性が向上
しており、特に電池Ｅ及びＦに於いて大きな効果
が認められる。 同様にして負極に用いる水素吸蔵合金の組成を
CaNi5をベースとして含有させる元素を種々変化
させて電池を作製し、この電池のサイクル寿命を
第２表に示す。サイクル寿命は前述のサイクル条
件で充放電を繰り返し、10サイクル毎に容量測定
を行ない放電容量が初期容量の50％を切つた時点
をサイクル寿命とした。
あるものの何れの電池もCaNi5を水素吸蔵合金と
して負極に用いた電池Ａよりサイクル特性が向上
しており、特に電池Ｅ及びＦに於いて大きな効果
が認められる。 同様にして負極に用いる水素吸蔵合金の組成を
CaNi5をベースとして含有させる元素を種々変化
させて電池を作製し、この電池のサイクル寿命を
第２表に示す。サイクル寿命は前述のサイクル条
件で充放電を繰り返し、10サイクル毎に容量測定
を行ない放電容量が初期容量の50％を切つた時点
をサイクル寿命とした。
【表】
【表】
以上のように負極の水素吸蔵合金にCaNi5をベ
ースとして各種元素を含有させたCaCu5構造の結
晶構造を有する合金を用いることによりサイクル
特性の向上がみられる。また以下に示すように
CaNi5をベースとして２種類以上の元素を含有さ
せた合金を用いた場合にサイクル特性が向上する
ことも明らかである。 前述と同様にしてCa0.8Ti0.1Zr0.1Ni5及び
Ca0.8Ti0.1Zr0.1Ni4.8Al0.2からなる合金粉末を
作成し、これら合金を負極に使用して電池を夫々
組み立て、サイクル寿命を測定した。この結果を
第３表に示す。
ースとして各種元素を含有させたCaCu5構造の結
晶構造を有する合金を用いることによりサイクル
特性の向上がみられる。また以下に示すように
CaNi5をベースとして２種類以上の元素を含有さ
せた合金を用いた場合にサイクル特性が向上する
ことも明らかである。 前述と同様にしてCa0.8Ti0.1Zr0.1Ni5及び
Ca0.8Ti0.1Zr0.1Ni4.8Al0.2からなる合金粉末を
作成し、これら合金を負極に使用して電池を夫々
組み立て、サイクル寿命を測定した。この結果を
第３表に示す。
【表】
(ト) 発明の効果
本発明の金属−水素アルカリ蓄電池は、カルシ
ウム、ニツケル合金にＢ、Al、Si、Ti、Ｖ、Cr、
Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Ｙ、Zr、Nb、Mo、
Hf、Ta、Ce、Pr、Nd、Sm及びGdから選ばれ
る少なくとも一種の元素を含有させたCaCu5構造
の結晶構造を有する合金を備えた水素吸蔵電極を
負極に用いたものであり、サイクル特性の向上が
計れ優れた性能の蓄電池を提供することができ、
その工業的価値は極めて大きい。
ウム、ニツケル合金にＢ、Al、Si、Ti、Ｖ、Cr、
Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Ｙ、Zr、Nb、Mo、
Hf、Ta、Ce、Pr、Nd、Sm及びGdから選ばれ
る少なくとも一種の元素を含有させたCaCu5構造
の結晶構造を有する合金を備えた水素吸蔵電極を
負極に用いたものであり、サイクル特性の向上が
計れ優れた性能の蓄電池を提供することができ、
その工業的価値は極めて大きい。
図面は各種水素吸蔵合金を負極に備えた電池の
サイクル特性図である。
サイクル特性図である。
Claims (1)
- １ 正極と、水素吸蔵合金を備えた負極と、アル
カリ電解液を具備する電池であつて、前記負極の
水素吸蔵合金がカルシウム−ニツケル合金にＢ、
Al、Si、Ti、Ｖ、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、
Ｙ、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、Ce、Pr、Nd、Sm
及びGdから選ばれる少なくとも一種の元素を含
有させたCaCu5構造の結晶構造を有する合金であ
ることを特徴とする金属−水素アルカリ蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60007739A JPS61168869A (ja) | 1985-01-19 | 1985-01-19 | 金属−水素アルカリ蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60007739A JPS61168869A (ja) | 1985-01-19 | 1985-01-19 | 金属−水素アルカリ蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61168869A JPS61168869A (ja) | 1986-07-30 |
| JPH0584025B2 true JPH0584025B2 (ja) | 1993-11-30 |
Family
ID=11674067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60007739A Granted JPS61168869A (ja) | 1985-01-19 | 1985-01-19 | 金属−水素アルカリ蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61168869A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3010950B2 (ja) * | 1993-01-18 | 2000-02-21 | 松下電器産業株式会社 | アルカリ蓄電池およびその製造方法 |
| CN114107740B (zh) * | 2021-11-16 | 2022-04-19 | 厦门钨业股份有限公司 | 一种低成本高性能的稀土系贮氢合金及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5113934A (ja) * | 1974-06-19 | 1976-02-03 | Western Electric Co | |
| JPS5145234A (ja) * | 1974-08-19 | 1976-04-17 | Philips Nv | |
| JPS548841A (en) * | 1977-06-21 | 1979-01-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Hydrogen occlusion electrode |
| JPS6089066A (ja) * | 1983-10-21 | 1985-05-18 | エヌ・ベ−・フイリツプス・フル−イランペンフアブリケン | 電気化学的セル |
-
1985
- 1985-01-19 JP JP60007739A patent/JPS61168869A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5113934A (ja) * | 1974-06-19 | 1976-02-03 | Western Electric Co | |
| JPS5145234A (ja) * | 1974-08-19 | 1976-04-17 | Philips Nv | |
| JPS548841A (en) * | 1977-06-21 | 1979-01-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Hydrogen occlusion electrode |
| JPS6089066A (ja) * | 1983-10-21 | 1985-05-18 | エヌ・ベ−・フイリツプス・フル−イランペンフアブリケン | 電気化学的セル |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61168869A (ja) | 1986-07-30 |
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