JPH0586621B2 - - Google Patents
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- JPH0586621B2 JPH0586621B2 JP59245405A JP24540584A JPH0586621B2 JP H0586621 B2 JPH0586621 B2 JP H0586621B2 JP 59245405 A JP59245405 A JP 59245405A JP 24540584 A JP24540584 A JP 24540584A JP H0586621 B2 JPH0586621 B2 JP H0586621B2
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- powder
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- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 41
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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
-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
(イ) 産業上の利用分野
本発明は負極活物質として水素を用いるアルカ
リ蓄電池の負極として使用される水素吸蔵電極に
関し、特に高容量を長期にわたつて維持するよう
改良された水素吸蔵電極に関する。 (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よく用い
られるLaNi5等の合金は、水素の吸蔵及び放出に
よつて合金格子が変形し合金粒子の微粉化が起こ
り易いため、これらの合金を水素吸蔵材として用
いた場合には合金粒子の微粉化による脱落が生じ
電池容量が劣化し、またこの合金粒子の微粉化と
それに伴う脱落による電極の機械的強度及び導電
性の低下が著しく、長期にわたつて電池性能を維
持することが困難であるという問題点があつた。 (ハ) 発明が解決しようとする問題点 本発明が解決しようとする問題点は水素吸蔵材
の微粉化による脱落で生じる電池容量の劣化と電
極の機械的強度及び導電性低下に伴う電池性能の
劣化である。 (ニ) 問題点を解決するための手段 本発明の水素吸蔵電極はかかる問題点を解決す
るために水素吸蔵材としてLaCo（５−ｘ）Axで
表わされ、前記ＡがＡがAl.Mn.CuまたはCrであ
り、前記ｘが０＜ｘ≦１の範囲内である合金を用
いたものである。 (ホ) 作用 LaCo（５−ｘ）Axで表わされ前記ＡがＡがAl.
Mn.CuまたはCrである水素吸蔵材は充放電によ
る水素の吸蔵及び放出の際に、結晶格子の変形が
小さく微粉化が起こり難い。 (ヘ) 実施例 ランタン、コバルト、アルミニウムを原子比で
La：Co：Al＝１：（５−ｘ）：ｘ（ｘは0.1〜1.0）
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LaCo（５−
ｘ）Alx粉末を得た。また同様の操作で前述のア
ルミニウムに代えてマンガン、銅及びクロムを
夫々用いLaCo（５−ｘ）Mnx粉末、LaCo（５−
ｘ）Cux粉末及びLaCo（５−ｘ）Crx粉末を得
た。 こうして得られたLaCo（５−ｘ）Alx粉末、
LaCo（５−ｘ）Mnx粉末、LaCo（５−ｘ）Cux粉
末あるいはLaCo（５−ｘ）Crx粉末80重量％と、
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％を混合し
温度280〜300℃、加圧力3ton／cm2で成型して、直
径２mm、厚さ1.2mmの円形の水素吸蔵電極を種々
作製した。この水素吸蔵電極に用いられた合金粉
末は約1.5gであり、約300〜350mAHに相当する
容量を有している。 次いでこうして作製された水素吸蔵電極を理論
容量が500mAHである焼結式ニツケル正極と組
み合わせて本発明の水素吸蔵電極を用いたアルカ
リ蓄電池を作製した。負極に水素吸蔵材として用
いた合金粉末により前記電池を下表に示す様に電
池Ａ乃至Ｌとする。
リ蓄電池の負極として使用される水素吸蔵電極に
関し、特に高容量を長期にわたつて維持するよう
改良された水素吸蔵電極に関する。 (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よく用い
られるLaNi5等の合金は、水素の吸蔵及び放出に
よつて合金格子が変形し合金粒子の微粉化が起こ
り易いため、これらの合金を水素吸蔵材として用
いた場合には合金粒子の微粉化による脱落が生じ
電池容量が劣化し、またこの合金粒子の微粉化と
それに伴う脱落による電極の機械的強度及び導電
性の低下が著しく、長期にわたつて電池性能を維
持することが困難であるという問題点があつた。 (ハ) 発明が解決しようとする問題点 本発明が解決しようとする問題点は水素吸蔵材
の微粉化による脱落で生じる電池容量の劣化と電
極の機械的強度及び導電性低下に伴う電池性能の
劣化である。 (ニ) 問題点を解決するための手段 本発明の水素吸蔵電極はかかる問題点を解決す
るために水素吸蔵材としてLaCo（５−ｘ）Axで
表わされ、前記ＡがＡがAl.Mn.CuまたはCrであ
り、前記ｘが０＜ｘ≦１の範囲内である合金を用
いたものである。 (ホ) 作用 LaCo（５−ｘ）Axで表わされ前記ＡがＡがAl.
Mn.CuまたはCrである水素吸蔵材は充放電によ
る水素の吸蔵及び放出の際に、結晶格子の変形が
小さく微粉化が起こり難い。 (ヘ) 実施例 ランタン、コバルト、アルミニウムを原子比で
La：Co：Al＝１：（５−ｘ）：ｘ（ｘは0.1〜1.0）
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LaCo（５−
ｘ）Alx粉末を得た。また同様の操作で前述のア
ルミニウムに代えてマンガン、銅及びクロムを
夫々用いLaCo（５−ｘ）Mnx粉末、LaCo（５−
ｘ）Cux粉末及びLaCo（５−ｘ）Crx粉末を得
た。 こうして得られたLaCo（５−ｘ）Alx粉末、
LaCo（５−ｘ）Mnx粉末、LaCo（５−ｘ）Cux粉
末あるいはLaCo（５−ｘ）Crx粉末80重量％と、
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％を混合し
温度280〜300℃、加圧力3ton／cm2で成型して、直
径２mm、厚さ1.2mmの円形の水素吸蔵電極を種々
作製した。この水素吸蔵電極に用いられた合金粉
末は約1.5gであり、約300〜350mAHに相当する
容量を有している。 次いでこうして作製された水素吸蔵電極を理論
容量が500mAHである焼結式ニツケル正極と組
み合わせて本発明の水素吸蔵電極を用いたアルカ
リ蓄電池を作製した。負極に水素吸蔵材として用
いた合金粉末により前記電池を下表に示す様に電
池Ａ乃至Ｌとする。
【表】
【表】
また比較として負極の水素吸蔵材としてLaNi5
を用い、その他は前記実施例と同一の比較電池Ｍ
を作製した。 図面は本発明による水素吸蔵電極を負極に用い
た電池Ａ乃至Ｌと比較電池Ｍのサイクル特注図で
あり、0.1C電流で16時間充電した後終止電圧を
1.0Vとして0.2C電流で放電するサイクル条件で
充放電を繰り返し行ない、電池の初期容量を100
として示している。尚、上記Ｃは電池容量を示す
ものであり、充放電電流をこの倍数で表わしてい
る。（例えば電池容量1200mAHの電池の場合、
0.1C電流とは1200×0.1＝120（mA）となる。）ま
た図中Ａ乃至Ｍは同一符号の電池の特性を表わす
ものであり、Ｂ乃至Ｋは斜線の領域内に集まつて
いる。 図面から明らかなように電池Ａ乃至Ｌは共に比
較電池Ｍに比しサイクル寿命が向上していること
がわかる。これはLaNi5を水素吸蔵材として用い
た負極を備えた比較電池Ｍが充放電に伴う負極の
水素の吸蔵及び放出によつて水素吸蔵合金粒子の
微粉化が起こり200サイクルから急激な容量低下
が生じているのに対し、電池Ａ乃至Ｌは負極の水
素吸蔵材の水素の吸蔵及び放出による微粉化が起
り難く、結着剤によつて形成されるマトリツクス
による水素吸蔵材粉末の強固な保持が継続される
ため、機械的強度や導電性の低下が抑制され、よ
り長期にわたり電池容量の劣化が抑えられたから
と考えられる。 (ト) 発明の効果 本発明の水素吸蔵電極はLaCo（５−ｘ）Axで
表わされ前記ＡがＡがAl.Mn.CuまたはCrであ
り、前記ｘが０＜ｘ≦１の範囲内である水素吸蔵
材を備えたものであるから、水素の吸蔵及び放出
による前記水素吸蔵材の脱落及びこれに伴う機械
的強度や導電性の低下が抑制され、より長期にわ
たつて高容量を維持する蓄電池を提供せしめるこ
とができる。
を用い、その他は前記実施例と同一の比較電池Ｍ
を作製した。 図面は本発明による水素吸蔵電極を負極に用い
た電池Ａ乃至Ｌと比較電池Ｍのサイクル特注図で
あり、0.1C電流で16時間充電した後終止電圧を
1.0Vとして0.2C電流で放電するサイクル条件で
充放電を繰り返し行ない、電池の初期容量を100
として示している。尚、上記Ｃは電池容量を示す
ものであり、充放電電流をこの倍数で表わしてい
る。（例えば電池容量1200mAHの電池の場合、
0.1C電流とは1200×0.1＝120（mA）となる。）ま
た図中Ａ乃至Ｍは同一符号の電池の特性を表わす
ものであり、Ｂ乃至Ｋは斜線の領域内に集まつて
いる。 図面から明らかなように電池Ａ乃至Ｌは共に比
較電池Ｍに比しサイクル寿命が向上していること
がわかる。これはLaNi5を水素吸蔵材として用い
た負極を備えた比較電池Ｍが充放電に伴う負極の
水素の吸蔵及び放出によつて水素吸蔵合金粒子の
微粉化が起こり200サイクルから急激な容量低下
が生じているのに対し、電池Ａ乃至Ｌは負極の水
素吸蔵材の水素の吸蔵及び放出による微粉化が起
り難く、結着剤によつて形成されるマトリツクス
による水素吸蔵材粉末の強固な保持が継続される
ため、機械的強度や導電性の低下が抑制され、よ
り長期にわたり電池容量の劣化が抑えられたから
と考えられる。 (ト) 発明の効果 本発明の水素吸蔵電極はLaCo（５−ｘ）Axで
表わされ前記ＡがＡがAl.Mn.CuまたはCrであ
り、前記ｘが０＜ｘ≦１の範囲内である水素吸蔵
材を備えたものであるから、水素の吸蔵及び放出
による前記水素吸蔵材の脱落及びこれに伴う機械
的強度や導電性の低下が抑制され、より長期にわ
たつて高容量を維持する蓄電池を提供せしめるこ
とができる。
図面は本発明の水素吸蔵電極を用いた電池及び
比較電池のサイクル特性図である。 Ａ乃至Ｌ……本発明の水素吸蔵電極を用いた電
池、Ｍ……比較電池。
比較電池のサイクル特性図である。 Ａ乃至Ｌ……本発明の水素吸蔵電極を用いた電
池、Ｍ……比較電池。
Claims (1)
- １ LaCo（５−ｘ）Axで表わされ前記ＡがAl.
Mn.CuまたはCrであり、前記ｘが０＜ｘ≦１の
範囲内である水素吸蔵材を備えたことを特徴とす
る水素吸蔵電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59245405A JPS61124055A (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | 水素吸蔵電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59245405A JPS61124055A (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | 水素吸蔵電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61124055A JPS61124055A (ja) | 1986-06-11 |
| JPH0586621B2 true JPH0586621B2 (ja) | 1993-12-13 |
Family
ID=17133160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59245405A Granted JPS61124055A (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | 水素吸蔵電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61124055A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6631833B2 (ja) * | 2015-12-10 | 2020-01-15 | トヨタ自動車株式会社 | ニッケル系二次電池 |
-
1984
- 1984-11-20 JP JP59245405A patent/JPS61124055A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61124055A (ja) | 1986-06-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |