JPH06140035A - 密閉形電池用水素吸蔵合金極の製造方法 - Google Patents
密閉形電池用水素吸蔵合金極の製造方法Info
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- JPH06140035A JPH06140035A JP4288572A JP28857292A JPH06140035A JP H06140035 A JPH06140035 A JP H06140035A JP 4288572 A JP4288572 A JP 4288572A JP 28857292 A JP28857292 A JP 28857292A JP H06140035 A JPH06140035 A JP H06140035A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 水素吸蔵合金粉末を主成分とする電極の表面
に多孔性導電層を形成した後、アルカリ溶液に浸漬処理
することにより、水素吸蔵合金電極の初期特性、ガス吸
収特性、寿命等を向上する。 【構成】 水素吸蔵合金として例えばＡＢ2 系合金の一
つであるＺｒＭｎ0.5Ｃｒ0.2 Ｖ0.1 Ｎｉ1.2 を粉砕
し、これに２重量％のポリビニルアルコール溶液を加え
て作ったペーストを多孔度９５％、厚さ１．０ｍｍの発
泡状ニッケル板に充填して電極を形成する。この電極を
１００ｔの加圧機で加圧した後さらにローラプレス機を
通して厚さ０．５２ｍｍに調整し、これを公知の方法で
重量増加が２重量％程度になるように公知の無電解銅メ
ッキを行い、その後３０重量％のカセイカリ水溶液中に
１０５℃で２時間浸漬し、水洗、乾燥して電極とする。
に多孔性導電層を形成した後、アルカリ溶液に浸漬処理
することにより、水素吸蔵合金電極の初期特性、ガス吸
収特性、寿命等を向上する。 【構成】 水素吸蔵合金として例えばＡＢ2 系合金の一
つであるＺｒＭｎ0.5Ｃｒ0.2 Ｖ0.1 Ｎｉ1.2 を粉砕
し、これに２重量％のポリビニルアルコール溶液を加え
て作ったペーストを多孔度９５％、厚さ１．０ｍｍの発
泡状ニッケル板に充填して電極を形成する。この電極を
１００ｔの加圧機で加圧した後さらにローラプレス機を
通して厚さ０．５２ｍｍに調整し、これを公知の方法で
重量増加が２重量％程度になるように公知の無電解銅メ
ッキを行い、その後３０重量％のカセイカリ水溶液中に
１０５℃で２時間浸漬し、水洗、乾燥して電極とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はニッケル−水素蓄電池用
などの水素吸蔵合金電極に関する。
などの水素吸蔵合金電極に関する。
【０００２】
【従来の技術】各種の電源として広く使われているアル
カリ蓄電池は高信頼性が期待でき、小形軽量化も可能な
どの理由で小形電池は各種ポータブル機器用に、大形は
産業用として使われてきた。
カリ蓄電池は高信頼性が期待でき、小形軽量化も可能な
どの理由で小形電池は各種ポータブル機器用に、大形は
産業用として使われてきた。
【０００３】このアルカリ蓄電池において、正極として
は一部空気極や酸化銀極なども取り上げられているが、
ほとんどの場合ニッケル極である。ポケット式から焼結
式に代わって特性が向上し、さらに密閉化が可能になる
とともに用途も広がった。
は一部空気極や酸化銀極なども取り上げられているが、
ほとんどの場合ニッケル極である。ポケット式から焼結
式に代わって特性が向上し、さらに密閉化が可能になる
とともに用途も広がった。
【０００４】一方負極としてはカドミウムの他に亜鉛、
鉄、水素などが対象となっている。しかし現在のところ
カドミウム極が主体である。ところが一層の高エネルギ
−密度を達成するために水素吸蔵合金極を使ったニッケ
ル−水素蓄電池が注目され製法などに多くの提案がされ
ている。たとえば水素吸蔵合金粉末の酸化や成型性を改
善するためにこの表面をニッケルや銅でメッキして表面
に多孔性の金属層を形成する技術がよく知られている。
さらに合金製造後の熱処理や粉末のアルカリによる処理
など性能の安定性や寿命向上のための手段が種々講じら
れている。
鉄、水素などが対象となっている。しかし現在のところ
カドミウム極が主体である。ところが一層の高エネルギ
−密度を達成するために水素吸蔵合金極を使ったニッケ
ル−水素蓄電池が注目され製法などに多くの提案がされ
ている。たとえば水素吸蔵合金粉末の酸化や成型性を改
善するためにこの表面をニッケルや銅でメッキして表面
に多孔性の金属層を形成する技術がよく知られている。
さらに合金製造後の熱処理や粉末のアルカリによる処理
など性能の安定性や寿命向上のための手段が種々講じら
れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】水素吸蔵合金極の製法
としては合金粉末を焼結する方式と発泡状、繊維状、パ
ンチングメタルなどの多孔体に充填や塗着する方式のペ
−スト式がある。
としては合金粉末を焼結する方式と発泡状、繊維状、パ
ンチングメタルなどの多孔体に充填や塗着する方式のペ
−スト式がある。
【０００６】水素吸蔵合金としては稀土類系のＭｍＮｉ
5 多元系が主である。これについてはさらに高容量が、
またＺｒ（Ｔｉ）−ＮｉをベースとするＡＢ2 系合金は
最終的には高容量になるが充放電サイクルの初期での放
電特性に問題がある。そのほかに一般に他の負極よりも
水素吸蔵合金極の製法は煩雑で簡易化も望まれる。これ
ら課題解決のために水素吸蔵合金をニッケル、銅、炭素
などでの表面への被覆処理やアルカリなどによる不純物
除去や表面処理などが試みられているが、とくに密閉形
電池に適用する上で改良の余地を残している。また、水
素吸蔵合金粉末にニッケルや銅のメッキそれに炭素など
の塗着による表面への被覆処理は水素吸蔵合金極の容量
向上、性能の安定性、寿命向上それにガス吸収特性向上
のための手段として有効である。しかし密閉形で必要な
初充電での充電受け入れ性についての改良はほとんどで
きない。
5 多元系が主である。これについてはさらに高容量が、
またＺｒ（Ｔｉ）−ＮｉをベースとするＡＢ2 系合金は
最終的には高容量になるが充放電サイクルの初期での放
電特性に問題がある。そのほかに一般に他の負極よりも
水素吸蔵合金極の製法は煩雑で簡易化も望まれる。これ
ら課題解決のために水素吸蔵合金をニッケル、銅、炭素
などでの表面への被覆処理やアルカリなどによる不純物
除去や表面処理などが試みられているが、とくに密閉形
電池に適用する上で改良の余地を残している。また、水
素吸蔵合金粉末にニッケルや銅のメッキそれに炭素など
の塗着による表面への被覆処理は水素吸蔵合金極の容量
向上、性能の安定性、寿命向上それにガス吸収特性向上
のための手段として有効である。しかし密閉形で必要な
初充電での充電受け入れ性についての改良はほとんどで
きない。
【０００７】本発明は、前記従来の問題を解決するた
め、水素吸蔵合金電極の初期特性、ガス吸収特性、寿命
などの向上を可能にする密閉形電池用水素吸蔵合金極の
製造方法を提供することを目的とする。
め、水素吸蔵合金電極の初期特性、ガス吸収特性、寿命
などの向上を可能にする密閉形電池用水素吸蔵合金極の
製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の密閉形電池用水素吸蔵合金極の製造方法
は、水素吸蔵合金粉末を主成分とする電極の表面に多孔
性導電層を形成した後、アルカリ溶液に浸漬処理すると
いう構成を備えたものである。
め、本発明の密閉形電池用水素吸蔵合金極の製造方法
は、水素吸蔵合金粉末を主成分とする電極の表面に多孔
性導電層を形成した後、アルカリ溶液に浸漬処理すると
いう構成を備えたものである。
【０００９】前記構成においては、水素吸蔵合金粉末を
主とする電極が、水素吸蔵合金粉末を結着剤とともに芯
材に塗着し加圧成形したものであることが好ましい。ま
た前記構成においては、水素吸蔵合金粉末を主とする電
極が、水素吸蔵合金粉末を結着剤とともに多孔体に充填
し加圧成形したものであることが好ましい。
主とする電極が、水素吸蔵合金粉末を結着剤とともに芯
材に塗着し加圧成形したものであることが好ましい。ま
た前記構成においては、水素吸蔵合金粉末を主とする電
極が、水素吸蔵合金粉末を結着剤とともに多孔体に充填
し加圧成形したものであることが好ましい。
【００１０】また前記構成においては、導電性多孔層が
金属のメッキまたは炭素粉末の塗着層であることが好ま
しい。また前記構成においては、アルカリが苛性アルカ
リ溶液であり、かつ浸漬温度が７０〜１１０℃の範囲で
あることが好ましい。
金属のメッキまたは炭素粉末の塗着層であることが好ま
しい。また前記構成においては、アルカリが苛性アルカ
リ溶液であり、かつ浸漬温度が７０〜１１０℃の範囲で
あることが好ましい。
【００１１】
【作用】前記した本発明の構成によれば、水素吸蔵合金
粉末を主成分とする電極の表面に多孔性導電層を形成し
た後、アルカリ溶液に浸漬処理することにより、水素吸
蔵合金電極の初期特性、ガス吸収特性、寿命などが向上
できる。とくに高温で一部酸化するようなアルカリ処理
を行なうと偏析などで所望の合金になっていない金属を
あらかじめ除去するほかにとくに電解液へのなじみの観
点で初期の充電の受け入れ性が向上する。
粉末を主成分とする電極の表面に多孔性導電層を形成し
た後、アルカリ溶液に浸漬処理することにより、水素吸
蔵合金電極の初期特性、ガス吸収特性、寿命などが向上
できる。とくに高温で一部酸化するようなアルカリ処理
を行なうと偏析などで所望の合金になっていない金属を
あらかじめ除去するほかにとくに電解液へのなじみの観
点で初期の充電の受け入れ性が向上する。
【００１２】多孔性のニッケルや銅のメッキそれに炭素
などの塗着による表面への被覆処理は水素吸蔵合金への
電解液のなじみの点ではむしろ不利になる。そこでまず
表面被覆を行ない、ついでアルカリ処理を行なうことに
より、ぬれが改善され、このことで両者の処理の相乗効
果が発揮できる。
などの塗着による表面への被覆処理は水素吸蔵合金への
電解液のなじみの点ではむしろ不利になる。そこでまず
表面被覆を行ない、ついでアルカリ処理を行なうことに
より、ぬれが改善され、このことで両者の処理の相乗効
果が発揮できる。
【００１３】
【実施例】以下実施例を用いて本発明輪さらに具体的に
説明する。本発明方法は、水素吸蔵合金粉末を主として
電極表面に多孔性導電層を形成後にアルカリ溶液に浸漬
するものである。具体的には水素吸蔵合金粉末を結着
剤、芯材とともに加圧して電極とした後電極表面に多孔
性導電層を形成し、ついでアルカリ溶液に浸漬する。あ
るいは合金粉末を結着剤とともに多孔体に充填し加圧し
て電極とした後電極表面に多孔性導電層を形成し、つい
でアルカリ溶液に浸漬する。この場合の導電性多孔層と
しては公知の金属のメッキか炭素粉末の塗着層がよい。
またアルカリはいかなる種類のものを用いても良いが、
苛性アルカリ溶液を用いることが好ましい。そのアルカ
リ濃度の好ましい範囲は、１０〜４０重量％の範囲であ
る。とくに苛性アルカリを用いる場合は２０〜３５重量
％が好ましい。アルカリ溶液への浸漬温度は７０〜１１
０℃程度がよい。また、好ましい浸漬処理時間は、２０
分〜２時間程度である。
説明する。本発明方法は、水素吸蔵合金粉末を主として
電極表面に多孔性導電層を形成後にアルカリ溶液に浸漬
するものである。具体的には水素吸蔵合金粉末を結着
剤、芯材とともに加圧して電極とした後電極表面に多孔
性導電層を形成し、ついでアルカリ溶液に浸漬する。あ
るいは合金粉末を結着剤とともに多孔体に充填し加圧し
て電極とした後電極表面に多孔性導電層を形成し、つい
でアルカリ溶液に浸漬する。この場合の導電性多孔層と
しては公知の金属のメッキか炭素粉末の塗着層がよい。
またアルカリはいかなる種類のものを用いても良いが、
苛性アルカリ溶液を用いることが好ましい。そのアルカ
リ濃度の好ましい範囲は、１０〜４０重量％の範囲であ
る。とくに苛性アルカリを用いる場合は２０〜３５重量
％が好ましい。アルカリ溶液への浸漬温度は７０〜１１
０℃程度がよい。また、好ましい浸漬処理時間は、２０
分〜２時間程度である。
【００１４】実施例１ 水素吸蔵合金としてＡＢ2 系合金の一つであるＺｒＭｎ
0.5 Ｃｒ0.2 Ｖ0.1 Ｎｉ1.2 を粉砕して３６０メッシュ
通過させた。この粉末に２重量％のポリビニルアルコー
ル溶液を加えて作ったペーストを、多孔度９５％、厚さ
１．０ｍｍの発泡状ニッケル板に充填した。この電極を
幅３３ｍｍ、長さ２１０ｍｍに裁断し、リード板をスポ
ット溶接により取り付けた。電極はまず１００ｔの加圧
機で加圧した後さらにローラプレス機を通して厚さ０．
５２ｍｍに調整した。これを公知の方法で重量増加が２
重量％程度になるように公知の無電解銅メッキを行っ
た。その後３０重量％のカセイカリ水溶液中に１０５℃
で２時間浸漬した。その後、水洗、乾燥して電極とし
た。これを用いて密閉形ニッケル−水素蓄電池を構成し
た。相手極として公知の発泡状ニッケル極、それに親水
処理ポリプロピレン不織布セパレータを用いた。電解液
として比重１．２５の苛性カリ水溶液に２５ｇ／リット
ルの水酸化リチウムを溶解して用いた。電池はＳｕｂＣ
型とした。公称容量は２．８Ａｈである。正極に対する
負極の容量を１５０％とした。この電池をＡとする。つ
ぎに、比較のために電極に無電解銅メッキのみ行なった
電極を用いた電池をＢ、電極をカセイカリ水溶液中への
浸漬のみ行なった場合をＣとして加えた。
0.5 Ｃｒ0.2 Ｖ0.1 Ｎｉ1.2 を粉砕して３６０メッシュ
通過させた。この粉末に２重量％のポリビニルアルコー
ル溶液を加えて作ったペーストを、多孔度９５％、厚さ
１．０ｍｍの発泡状ニッケル板に充填した。この電極を
幅３３ｍｍ、長さ２１０ｍｍに裁断し、リード板をスポ
ット溶接により取り付けた。電極はまず１００ｔの加圧
機で加圧した後さらにローラプレス機を通して厚さ０．
５２ｍｍに調整した。これを公知の方法で重量増加が２
重量％程度になるように公知の無電解銅メッキを行っ
た。その後３０重量％のカセイカリ水溶液中に１０５℃
で２時間浸漬した。その後、水洗、乾燥して電極とし
た。これを用いて密閉形ニッケル−水素蓄電池を構成し
た。相手極として公知の発泡状ニッケル極、それに親水
処理ポリプロピレン不織布セパレータを用いた。電解液
として比重１．２５の苛性カリ水溶液に２５ｇ／リット
ルの水酸化リチウムを溶解して用いた。電池はＳｕｂＣ
型とした。公称容量は２．８Ａｈである。正極に対する
負極の容量を１５０％とした。この電池をＡとする。つ
ぎに、比較のために電極に無電解銅メッキのみ行なった
電極を用いた電池をＢ、電極をカセイカリ水溶液中への
浸漬のみ行なった場合をＣとして加えた。
【００１５】まず化成時の放電電圧と容量を比較した。
０．１Ｃで容量の１５０％定電流充電−０．２Ｃで０．
９Ｖまでの定電流放電を行なったところ、ＡとＣは平均
電圧は１．２６Ｖであり、放電容量は２サイクル以後ほ
ぼ一定で２．８０〜２．８５Ａｈであった。ところがＢ
では、１サイクルでの平均電圧は１．２１Ｖであり放電
容量が向上してほぼ一定になるまでに６サイクル、平均
電圧は１５サイクルでほぼＡに近づいた。
０．１Ｃで容量の１５０％定電流充電−０．２Ｃで０．
９Ｖまでの定電流放電を行なったところ、ＡとＣは平均
電圧は１．２６Ｖであり、放電容量は２サイクル以後ほ
ぼ一定で２．８０〜２．８５Ａｈであった。ところがＢ
では、１サイクルでの平均電圧は１．２１Ｖであり放電
容量が向上してほぼ一定になるまでに６サイクル、平均
電圧は１５サイクルでほぼＡに近づいた。
【００１６】つぎに各電池それぞれ１０セル用い、急速
充電特性を調べた。周囲温度を０℃とまず０．７Ｃ充電
を行なったところ容量の１４０％充電時での電池内圧力
がＡでは１．５Ｋｇ／ｃｍ2 であったのに対してＢでは
１．９Ｋｇ／ｃｍ2 、Ｃでは３．２Ｋｇ／ｃｍ2 であっ
た。また１Ｃ充電ではそれぞれ２．９、３．３、５．７
Ｋｇ／ｃｍ2 であり、Ａが優れていた。
充電特性を調べた。周囲温度を０℃とまず０．７Ｃ充電
を行なったところ容量の１４０％充電時での電池内圧力
がＡでは１．５Ｋｇ／ｃｍ2 であったのに対してＢでは
１．９Ｋｇ／ｃｍ2 、Ｃでは３．２Ｋｇ／ｃｍ2 であっ
た。また１Ｃ充電ではそれぞれ２．９、３．３、５．７
Ｋｇ／ｃｍ2 であり、Ａが優れていた。
【００１７】さらに急速放電特性を比較した。一例とし
て周囲温度を２５℃とし容量の１３０％充電後２Ｃ放電
を行なったところ平均放電電圧がＡ、Ｂでは１．１７Ｖ
であったのに対してＣでは１．１４Ｖであった。
て周囲温度を２５℃とし容量の１３０％充電後２Ｃ放電
を行なったところ平均放電電圧がＡ、Ｂでは１．１７Ｖ
であったのに対してＣでは１．１４Ｖであった。
【００１８】最後に、０．５Ｃで容量の１２５％定電流
充電−０．５Ｃで０．９Ｖまでの定電流放電の条件で寿
命特性を比較した。その結果、放電容量は４００サイク
ルでは、いずれも正極律則で９５％以上を保持していた
が、８００サイクルではＡはまだ正極律則で初期の９０
％を示しているのに対して、ＢとＣでは負極律則になり
８１％であった。この結果から明らかなようにＡが長寿
命であった。
充電−０．５Ｃで０．９Ｖまでの定電流放電の条件で寿
命特性を比較した。その結果、放電容量は４００サイク
ルでは、いずれも正極律則で９５％以上を保持していた
が、８００サイクルではＡはまだ正極律則で初期の９０
％を示しているのに対して、ＢとＣでは負極律則になり
８１％であった。この結果から明らかなようにＡが長寿
命であった。
【００１９】
【発明の効果】水素吸蔵合金粉末を主とた電極の表面に
多孔性導電層を形成後にアルカリ溶液に浸漬することに
より初期特性、ガス吸収特性、寿命などの向上が可能に
なる。
多孔性導電層を形成後にアルカリ溶液に浸漬することに
より初期特性、ガス吸収特性、寿命などの向上が可能に
なる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻 庸一郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 水素吸蔵合金粉末を主成分とする電極の
表面に多孔性導電層を形成した後、アルカリ溶液に浸漬
処理する密閉形電池用水素吸蔵合金極の製造方法。 - 【請求項２】 水素吸蔵合金粉末を主とする電極が、水
素吸蔵合金粉末を結着剤とともに芯材に塗着し加圧成形
したものである請求項１に記載の密閉形電池用水素吸蔵
合金極の製造方法。 - 【請求項３】 水素吸蔵合金粉末を主とする電極が、水
素吸蔵合金粉末を結着剤とともに多孔体に充填し加圧成
形したものである請求項１記載の密閉形電池用水素吸蔵
合金極の製造方法。 - 【請求項４】 導電性多孔層が金属のメッキまたは炭素
粉末の塗着層である請求項１に記載の密閉形電池用水素
吸蔵合金極の製造方法。 - 【請求項５】 アルカリが苛性アルカリ溶液であり、か
つ浸漬温度が７０〜１１０℃の範囲である請求項１記載
の密閉形電池用水素吸蔵合金極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4288572A JPH06140035A (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 密閉形電池用水素吸蔵合金極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4288572A JPH06140035A (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 密閉形電池用水素吸蔵合金極の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06140035A true JPH06140035A (ja) | 1994-05-20 |
Family
ID=17732002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4288572A Pending JPH06140035A (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 密閉形電池用水素吸蔵合金極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06140035A (ja) |
-
1992
- 1992-10-27 JP JP4288572A patent/JPH06140035A/ja active Pending
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