JPH06145850A - 水素吸蔵合金および水素吸蔵電極 - Google Patents
水素吸蔵合金および水素吸蔵電極Info
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- JPH06145850A JPH06145850A JP4297508A JP29750892A JPH06145850A JP H06145850 A JPH06145850 A JP H06145850A JP 4297508 A JP4297508 A JP 4297508A JP 29750892 A JP29750892 A JP 29750892A JP H06145850 A JPH06145850 A JP H06145850A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来の水素吸蔵合金のＡＢ5 形に比べて、水
素の吸蔵量が大きく、ＴｉやＺｒを用いたＡＢ2 形に比
べて、放電電圧の高い電池を提供することを目的とす
る。 【構成】 水素吸蔵合金の組成式ＬｍＮｉaＣｏbＡｌc
Ｍdにおいて、Ｌｍ中のＬａ量とａ，ｂ，ｃ，ｄの量を
規定し、元素Ｍを指定すると同時に、この合金粉末を酸
化させることを特徴としている。また、集電基体として
はニッケル粉末を焼結した発泡ニッケルを用いたもので
ある。
素の吸蔵量が大きく、ＴｉやＺｒを用いたＡＢ2 形に比
べて、放電電圧の高い電池を提供することを目的とす
る。 【構成】 水素吸蔵合金の組成式ＬｍＮｉaＣｏbＡｌc
Ｍdにおいて、Ｌｍ中のＬａ量とａ，ｂ，ｃ，ｄの量を
規定し、元素Ｍを指定すると同時に、この合金粉末を酸
化させることを特徴としている。また、集電基体として
はニッケル粉末を焼結した発泡ニッケルを用いたもので
ある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気化学的に水素を吸
蔵・放出することが可能な水素吸蔵合金に関するもので
ある。
蔵・放出することが可能な水素吸蔵合金に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、電気化学的に水素を吸蔵・放出す
ることができる水素吸蔵合金は、ＡＢ5形と呼ばれるＬ
ａＮｉ5をもとにして、その含有量のＬａやＮｉの一部
を他の元素に置き換えることによって実用的な系が見い
出された。この合金系は、電極としてすぐれており、Ｎ
ｉ極と組み合わせてＮｉ−水素電池とした場合、従来か
ら用いられたＮｉ−Ｃｄ電池の要領の１．５〜２．０倍
の電池を製作することができ、多くのメリットを有して
いた。しかし、より一層の高容量の電池が望まれるに到
ってＡＢ2形と呼ばれるＡサイトがＺｒやＴｉ等、Ｂサ
イトがＮｉやＶ等からなる合金がたとえば、特開昭６４
−６０９６１号公報に開示されている。従来のＡＢ5系
の合金容量が約３００mAh/gであったのに対し、これら
ＡＢ2系の合金では容量の大きいもので３５０mAh/g以上
のものが得られており、より一層の電池での高容量化が
期待された。
ることができる水素吸蔵合金は、ＡＢ5形と呼ばれるＬ
ａＮｉ5をもとにして、その含有量のＬａやＮｉの一部
を他の元素に置き換えることによって実用的な系が見い
出された。この合金系は、電極としてすぐれており、Ｎ
ｉ極と組み合わせてＮｉ−水素電池とした場合、従来か
ら用いられたＮｉ−Ｃｄ電池の要領の１．５〜２．０倍
の電池を製作することができ、多くのメリットを有して
いた。しかし、より一層の高容量の電池が望まれるに到
ってＡＢ2形と呼ばれるＡサイトがＺｒやＴｉ等、Ｂサ
イトがＮｉやＶ等からなる合金がたとえば、特開昭６４
−６０９６１号公報に開示されている。従来のＡＢ5系
の合金容量が約３００mAh/gであったのに対し、これら
ＡＢ2系の合金では容量の大きいもので３５０mAh/g以上
のものが得られており、より一層の電池での高容量化が
期待された。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の水素吸蔵合金では、表面の酸化被膜、特にジルコニ
ウムによる酸化被膜がち密で水素を通しにくいことや、
本来の水素吸蔵合金の特性のため、放電時の電圧特性が
悪いという問題点があった。これは、ＡＢ2形合金の多
くがＡＢ5形合金に比べて、水素吸蔵曲線のプラトー域
が大きく傾いているため、放電電圧が放電時間と共に大
きく変化してしまうためである。このため、家電製品等
で通常使用されている終止電圧域１．１〜１．０Ｖまで
の放電容量は従来の合金とほぼ同レベルになってしまう
という問題点があった。本発明の目的は、高容量で、放
電電圧の優れた水素吸蔵電極を提供することである。
来の水素吸蔵合金では、表面の酸化被膜、特にジルコニ
ウムによる酸化被膜がち密で水素を通しにくいことや、
本来の水素吸蔵合金の特性のため、放電時の電圧特性が
悪いという問題点があった。これは、ＡＢ2形合金の多
くがＡＢ5形合金に比べて、水素吸蔵曲線のプラトー域
が大きく傾いているため、放電電圧が放電時間と共に大
きく変化してしまうためである。このため、家電製品等
で通常使用されている終止電圧域１．１〜１．０Ｖまで
の放電容量は従来の合金とほぼ同レベルになってしまう
という問題点があった。本発明の目的は、高容量で、放
電電圧の優れた水素吸蔵電極を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、組成式ＬｍＮｉaＣｏbＡｌcＭdにおい
て、Ｌｍ中のＬａ量が４０〜７０モル％とし、ａ，ｂ，
ｃ，ｄの範囲が１．２≦ａ≦１．６，０．１≦ｂ≦０．
４，０．０５≦ｃ≦０．１，０．１≦ｄ≦０．３，１．
８≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≦２．４であり、組成式中のＭがＭ
ｎ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｐｂのうち少なく
とも１種以上からなる水素吸蔵合金の粉末を合金重量に
対して０．０５wt％から０．３wt％酸化させることにあ
る。そして、この合金粉末を焼結法で作製した発泡ニッ
ケル基体に充填した水素吸蔵電極であることを特徴とす
るものである。
に、本発明は、組成式ＬｍＮｉaＣｏbＡｌcＭdにおい
て、Ｌｍ中のＬａ量が４０〜７０モル％とし、ａ，ｂ，
ｃ，ｄの範囲が１．２≦ａ≦１．６，０．１≦ｂ≦０．
４，０．０５≦ｃ≦０．１，０．１≦ｄ≦０．３，１．
８≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≦２．４であり、組成式中のＭがＭ
ｎ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｐｂのうち少なく
とも１種以上からなる水素吸蔵合金の粉末を合金重量に
対して０．０５wt％から０．３wt％酸化させることにあ
る。そして、この合金粉末を焼結法で作製した発泡ニッ
ケル基体に充填した水素吸蔵電極であることを特徴とす
るものである。
【０００５】
【作用】上記組成および上記の焼結式発泡ニッケルを使
用することにより、放電容量が大きく、放電電圧特性の
優れて水素吸蔵電極とすることができる。まず、Ｌｍと
Ｎｉ−Ａｌ−Ｃｏ−Ｍの比率を上記範囲にすると同時に
Ｌｍ中Ｌａ量を上記範囲にすることにより、単位格子間
の隙が大きくなり、水素原子の移動が容易になるためと
思われる。また、表面のＬｍ中のＬａはアルカリ溶液中
で水酸化ランタンになりやすく、ポーラスなニッケルや
コバルトの合金層が形成されるため、表面近傍での水素
の移動が容易になる。酸素含有量が０．０５wt％以上
０．３wt％以下の合金では表面層数１０００Å程度に酸
化物層が存在する。これらの酸素は主にＡｌやＬｍと結
合していると考えられ、アルカリ溶液と反応すると、よ
りポーラスな比表面積の大きいラネーニッケル層を形成
するものと考えられる。また、Ｎｉ粉末の焼結法により
発泡ニッケルはメッキ法による発泡ニッケルや、パンチ
ングメタル、繊維の焼結による三次元基体にくらべて、
集電体の表面が凹凸になっているため、集電特性が優れ
ている。上記組成範囲の合金をＮｉ粉末を焼結して作製
した発泡ニッケルに充填することにより優れた水素吸蔵
電極を提供することができる。
用することにより、放電容量が大きく、放電電圧特性の
優れて水素吸蔵電極とすることができる。まず、Ｌｍと
Ｎｉ−Ａｌ−Ｃｏ−Ｍの比率を上記範囲にすると同時に
Ｌｍ中Ｌａ量を上記範囲にすることにより、単位格子間
の隙が大きくなり、水素原子の移動が容易になるためと
思われる。また、表面のＬｍ中のＬａはアルカリ溶液中
で水酸化ランタンになりやすく、ポーラスなニッケルや
コバルトの合金層が形成されるため、表面近傍での水素
の移動が容易になる。酸素含有量が０．０５wt％以上
０．３wt％以下の合金では表面層数１０００Å程度に酸
化物層が存在する。これらの酸素は主にＡｌやＬｍと結
合していると考えられ、アルカリ溶液と反応すると、よ
りポーラスな比表面積の大きいラネーニッケル層を形成
するものと考えられる。また、Ｎｉ粉末の焼結法により
発泡ニッケルはメッキ法による発泡ニッケルや、パンチ
ングメタル、繊維の焼結による三次元基体にくらべて、
集電体の表面が凹凸になっているため、集電特性が優れ
ている。上記組成範囲の合金をＮｉ粉末を焼結して作製
した発泡ニッケルに充填することにより優れた水素吸蔵
電極を提供することができる。
【０００６】
【実施例】本発明の実施例を説明する。 〈実施例１〉表１に示す組成で、アーク溶解炉を用いて
水素吸蔵合金を作製した。その合金をアルゴン雰囲気で
ステンレス製乳ばちで粉砕し、２００メッシュより大き
く４４０より小さい合金粉末とした。この合金粉末の一
部を１００℃水蒸気中に１時間保持することにより、合
金表面を酸化させ、約０．１wt％の酸素を含有した合金
粉末とした。一方、焼結法による発泡ニッケルは、ポリ
ウレタンにニッケル粉末とセルロース系バインダを含む
水溶液に分散させたけん濁液に浸漬し、還元雰囲気で９
００℃に加熱することにより、ポリウレタンを分解する
と同時にニッケル粉末が焼結されることにより得られ
た。
水素吸蔵合金を作製した。その合金をアルゴン雰囲気で
ステンレス製乳ばちで粉砕し、２００メッシュより大き
く４４０より小さい合金粉末とした。この合金粉末の一
部を１００℃水蒸気中に１時間保持することにより、合
金表面を酸化させ、約０．１wt％の酸素を含有した合金
粉末とした。一方、焼結法による発泡ニッケルは、ポリ
ウレタンにニッケル粉末とセルロース系バインダを含む
水溶液に分散させたけん濁液に浸漬し、還元雰囲気で９
００℃に加熱することにより、ポリウレタンを分解する
と同時にニッケル粉末が焼結されることにより得られ
た。
【０００７】水素吸蔵電極は酸化処理を処こした合金粉
末とそうでない合金粉末を用い、２wt％ポリビニルアル
コール水溶液で混練しペースト状とした後、上記方法に
より得られた発泡ニッケルに充填した。これを風乾し、
プレスして、充放電に用いる水素極とした。この水素極
の両側に通常の方式で得られる焼結式Ｎｉ極をナイロン
セパレータを介して配し、両側からアクリル板で加圧
し、３０％ＫＯＨ水溶液に浸漬し、充放電した。放電電
流は２０mA/gである。その結果が表１に示す放電容量で
ある。この放電容量は終止電圧（Ｆ．Ｖ）が１．０Ｖの
ときと０．８Ｖのときの値を示した。合金No.１はＡＢ5
形の一例である。合金No.２，No.３は従来のＡＢ2形の
一例である。No.１は終止電圧がＦ．Ｖ＝０．８Ｖであ
まり差がなく、放電容量は小さかった。No.２，No.３は
Ｆ．Ｖ＝０．８ＶではNo.１に比べて、３０％程度容量
が大きくなっているが、Ｆ．Ｖ＝１．０Ｖでは、１０％
程度容量が大きくなっているにすぎない。これに対し、
本発明品であるNo.４からNo.１５の合金はＦ．Ｖ＝０．
８Ｖのときは従来のＡＢ2形とほぼ同等であるが、Ｆ．
Ｖ＝１．０Ｖのときは放電容量が約２０％大きくなって
いる。一方、酸化処理した合金粉末を用いた水素吸蔵電
極では合金No.１の場合、酸化処理の有無によってあま
り変わらなかった。合金No.２，No.３では逆に放電容量
が低下してしまった。これはジルコニウムやチタンが酸
化し、アルカリ溶液では溶けにくい酸化物層が生成して
しまったためと思われる。ところがNo.４からNo.１５の
合金ではＦ．Ｖ＝０．８Ｖのときの容量は酸化処理の有
無によって大きな変化はないが、Ｆ．Ｖ＝１．０では酸
化処理なしのものに比べて、さらに約２０％容量が大き
くなった。このように、放電容量が大きい水素吸蔵電極
を得ることができた。
末とそうでない合金粉末を用い、２wt％ポリビニルアル
コール水溶液で混練しペースト状とした後、上記方法に
より得られた発泡ニッケルに充填した。これを風乾し、
プレスして、充放電に用いる水素極とした。この水素極
の両側に通常の方式で得られる焼結式Ｎｉ極をナイロン
セパレータを介して配し、両側からアクリル板で加圧
し、３０％ＫＯＨ水溶液に浸漬し、充放電した。放電電
流は２０mA/gである。その結果が表１に示す放電容量で
ある。この放電容量は終止電圧（Ｆ．Ｖ）が１．０Ｖの
ときと０．８Ｖのときの値を示した。合金No.１はＡＢ5
形の一例である。合金No.２，No.３は従来のＡＢ2形の
一例である。No.１は終止電圧がＦ．Ｖ＝０．８Ｖであ
まり差がなく、放電容量は小さかった。No.２，No.３は
Ｆ．Ｖ＝０．８ＶではNo.１に比べて、３０％程度容量
が大きくなっているが、Ｆ．Ｖ＝１．０Ｖでは、１０％
程度容量が大きくなっているにすぎない。これに対し、
本発明品であるNo.４からNo.１５の合金はＦ．Ｖ＝０．
８Ｖのときは従来のＡＢ2形とほぼ同等であるが、Ｆ．
Ｖ＝１．０Ｖのときは放電容量が約２０％大きくなって
いる。一方、酸化処理した合金粉末を用いた水素吸蔵電
極では合金No.１の場合、酸化処理の有無によってあま
り変わらなかった。合金No.２，No.３では逆に放電容量
が低下してしまった。これはジルコニウムやチタンが酸
化し、アルカリ溶液では溶けにくい酸化物層が生成して
しまったためと思われる。ところがNo.４からNo.１５の
合金ではＦ．Ｖ＝０．８Ｖのときの容量は酸化処理の有
無によって大きな変化はないが、Ｆ．Ｖ＝１．０では酸
化処理なしのものに比べて、さらに約２０％容量が大き
くなった。このように、放電容量が大きい水素吸蔵電極
を得ることができた。
【０００８】〈実施例２〉実施例１の酸化処理有の合金
を用いた電極を実施例１の放電電流２００mA/gで放電
（Ｆ．Ｖ＝１．０Ｖ）した時の放電容量を表２に示し
た。本発明品である合金No.４〜１５は約２５０mAh/gか
ら３００mAh/gであり、従来品は２２０mAh/g以下であ
り、本発明品の効果が顕著であった。特に合金No.４か
らNo.６の組成の水素吸蔵合金を用いた電極では、３０
０mAh/g以上の放電容量が得られた。これは水素吸蔵合
金中のわずかな化学量論比の違いや、構成元素影響によ
るものと思われるが、詳細は明らかでない。
を用いた電極を実施例１の放電電流２００mA/gで放電
（Ｆ．Ｖ＝１．０Ｖ）した時の放電容量を表２に示し
た。本発明品である合金No.４〜１５は約２５０mAh/gか
ら３００mAh/gであり、従来品は２２０mAh/g以下であ
り、本発明品の効果が顕著であった。特に合金No.４か
らNo.６の組成の水素吸蔵合金を用いた電極では、３０
０mAh/g以上の放電容量が得られた。これは水素吸蔵合
金中のわずかな化学量論比の違いや、構成元素影響によ
るものと思われるが、詳細は明らかでない。
【０００９】〈実施例３〉No.４の合金の組成を基準と
して、Ｌｍ中のＬａ量のみを変えて実施例１と同様に水
素吸蔵合金を作製した。以下、実験方法は実施例１と同
様である。その結果を図１に示した。Ｌａ量が４０モル
％以下では終止電圧を１．０Ｖとしたときの放電容量は
４０モル％以上としたときに比べて小さい。また、Ｌａ
量が７０モル％以上では、充放電のくり返えしによるサ
イクル寿命特性が劣化してしまうことがわかった。なお
ここでのサイクル寿命は初期容量の６０％まで低下した
ときの値を示している。このようにＬｍ中のＬａ量は４
０モル％以上７０モル％以下であることが望ましい。N
o.６とNo.８についても同様な結果が得られ、Ｌａ量が
上記範囲が有効であった。
して、Ｌｍ中のＬａ量のみを変えて実施例１と同様に水
素吸蔵合金を作製した。以下、実験方法は実施例１と同
様である。その結果を図１に示した。Ｌａ量が４０モル
％以下では終止電圧を１．０Ｖとしたときの放電容量は
４０モル％以上としたときに比べて小さい。また、Ｌａ
量が７０モル％以上では、充放電のくり返えしによるサ
イクル寿命特性が劣化してしまうことがわかった。なお
ここでのサイクル寿命は初期容量の６０％まで低下した
ときの値を示している。このようにＬｍ中のＬａ量は４
０モル％以上７０モル％以下であることが望ましい。N
o.６とNo.８についても同様な結果が得られ、Ｌａ量が
上記範囲が有効であった。
【００１０】〈実施例４〉No.４の合金粉末を用いて、
酸化処理の程度を変えて、実施例１と同様に水素吸蔵電
極を作製した。アルゴン雰囲気で粉砕した粉末の酸素量
は０．００５wt％であり、これを１００℃の水蒸気中に
保持する時間を変えることにより、合金の酸素量を変え
た。図２は酸素量含有量と放電容量の関係を示したもの
である。ＡはＦ．Ｖ＝０．８Ｖの放電容量、ＢはＦ．Ｖ
＝１．０Ｖの放電容量を示したものである。酸素含有量
の０．４wt％を越えると、放電容量が急激に低下する。
これは合金粉末の酸化層が厚くなりすぎるためと思われ
る。酸素含有量が０．００５wt％のときは、Ｆ．Ｖ＝
１．０Ｖのとき容量低下が大きい。このようにＦ．Ｖ＝
１．０Ｖでも放電容量の大きい水素吸蔵電極を得るに
は、合金の酸素含有量を０．０５wt％以上０．３wt％以
下にする必要がある。
酸化処理の程度を変えて、実施例１と同様に水素吸蔵電
極を作製した。アルゴン雰囲気で粉砕した粉末の酸素量
は０．００５wt％であり、これを１００℃の水蒸気中に
保持する時間を変えることにより、合金の酸素量を変え
た。図２は酸素量含有量と放電容量の関係を示したもの
である。ＡはＦ．Ｖ＝０．８Ｖの放電容量、ＢはＦ．Ｖ
＝１．０Ｖの放電容量を示したものである。酸素含有量
の０．４wt％を越えると、放電容量が急激に低下する。
これは合金粉末の酸化層が厚くなりすぎるためと思われ
る。酸素含有量が０．００５wt％のときは、Ｆ．Ｖ＝
１．０Ｖのとき容量低下が大きい。このようにＦ．Ｖ＝
１．０Ｖでも放電容量の大きい水素吸蔵電極を得るに
は、合金の酸素含有量を０．０５wt％以上０．３wt％以
下にする必要がある。
【００１１】〈実施例５〉各種の集電基体は次のように
して作製した。ニッケル粉末を焼結した発泡ニッケルは
インコ社製ニッケル粉末をセルロース系水溶液中にけん
濁させて、その中へポリウレタンシートを浸漬し、乾燥
の後、９００℃に加熱したポリウレタンを除去すると同
時にニッケル粉末を焼結し、集電基体としたものであ
る。メッキ式発泡ニッケルはポリウレタンにカーボン蒸
着後、ニッキメッキして、その後９００℃にすることに
よりポリウレタンを除去した。ニッケル繊維を焼結した
基体は太さ５０μm、長さ３０mmのニッケル繊維を１２
００℃で焼結して基体とした。またパンチングメタルは
市販のニッケルメッキした鉄パンチングメタルを使用し
た。これらの集電基体に、合金No.４の粉末を０．１wt
％酸化させ、２wt％ポリビニルアルコール水溶液で混練
し、発泡ニッケル等の三次元基体に充填し、二次元基体
のパンチングメタルには塗布し、水素吸蔵電極とした。
試験セルは実施例１と同様である。表３に結果を示す。
焼結による発泡ニッケルの場合は他の集電基体の場合に
比べて、特にＦ．Ｖ＝１．０Ｖの放電容量が大きかっ
た。集電基体の表面を観察すると、焼結による発泡ニッ
ケルの表面は凹凸が多く、メッキ法によるものは凹凸が
少なかった。ニッケル繊維の焼結やパンチングメタルで
は凹凸がほとんどなかった。これらのことから、放電特
性の向上の要因として、集電基体の凹凸が関与している
と考えられる。
して作製した。ニッケル粉末を焼結した発泡ニッケルは
インコ社製ニッケル粉末をセルロース系水溶液中にけん
濁させて、その中へポリウレタンシートを浸漬し、乾燥
の後、９００℃に加熱したポリウレタンを除去すると同
時にニッケル粉末を焼結し、集電基体としたものであ
る。メッキ式発泡ニッケルはポリウレタンにカーボン蒸
着後、ニッキメッキして、その後９００℃にすることに
よりポリウレタンを除去した。ニッケル繊維を焼結した
基体は太さ５０μm、長さ３０mmのニッケル繊維を１２
００℃で焼結して基体とした。またパンチングメタルは
市販のニッケルメッキした鉄パンチングメタルを使用し
た。これらの集電基体に、合金No.４の粉末を０．１wt
％酸化させ、２wt％ポリビニルアルコール水溶液で混練
し、発泡ニッケル等の三次元基体に充填し、二次元基体
のパンチングメタルには塗布し、水素吸蔵電極とした。
試験セルは実施例１と同様である。表３に結果を示す。
焼結による発泡ニッケルの場合は他の集電基体の場合に
比べて、特にＦ．Ｖ＝１．０Ｖの放電容量が大きかっ
た。集電基体の表面を観察すると、焼結による発泡ニッ
ケルの表面は凹凸が多く、メッキ法によるものは凹凸が
少なかった。ニッケル繊維の焼結やパンチングメタルで
は凹凸がほとんどなかった。これらのことから、放電特
性の向上の要因として、集電基体の凹凸が関与している
と考えられる。
【００１２】〈実施例６〉厚さ１mmの焼結により得られ
た発泡ニッケルに合金No.４と１次粒子径の大きさが３
μmのニッケル粉末を混合したスラリーを充填、風乾の
後、プレスして、電極の厚さを０．４mmとした。充放電
は実施例１と同一条件であり、Ｆ．Ｖ＝１．０Ｖとし
た。表４に、電極の最大容量の９５％の容量に達するま
での充放電回数と単位体積あたりの放電容量を示した。
ニッケル粉末の添加量が３wt％以下では、合金の活性化
が遅く、充放電を７回以上くり返さなければ、最大容量
の９５％以上の容量にならない。実際に密閉電池とする
時には、活性化が遅いと、ニッケル極と水素吸蔵電極の
バランスがくずれる、水素吸蔵電極からの水素ガスの発
生等の問題となり、大きな欠点となる。ニッケル粉末を
５wt％以上添加した電極では３回あるいは２回の充放電
で最大容量の９５％に達する。ところが、ニッケル粉末
の添加量が多いと単位体積あたりの放電容量が低下して
しまう。実際に密閉電池とする場合、合金の単位重量あ
たりの放電容量が大きくても、単位体積あたりの放電容
量が大きくなければ、所定の寸法の中に入れることがで
きない。これらの結果から、ニッケル粉末を５wt％以上
１５wt％以下添加することにより、放電容量が大きく、
活性化の早い電極を得られることがわかった。
た発泡ニッケルに合金No.４と１次粒子径の大きさが３
μmのニッケル粉末を混合したスラリーを充填、風乾の
後、プレスして、電極の厚さを０．４mmとした。充放電
は実施例１と同一条件であり、Ｆ．Ｖ＝１．０Ｖとし
た。表４に、電極の最大容量の９５％の容量に達するま
での充放電回数と単位体積あたりの放電容量を示した。
ニッケル粉末の添加量が３wt％以下では、合金の活性化
が遅く、充放電を７回以上くり返さなければ、最大容量
の９５％以上の容量にならない。実際に密閉電池とする
時には、活性化が遅いと、ニッケル極と水素吸蔵電極の
バランスがくずれる、水素吸蔵電極からの水素ガスの発
生等の問題となり、大きな欠点となる。ニッケル粉末を
５wt％以上添加した電極では３回あるいは２回の充放電
で最大容量の９５％に達する。ところが、ニッケル粉末
の添加量が多いと単位体積あたりの放電容量が低下して
しまう。実際に密閉電池とする場合、合金の単位重量あ
たりの放電容量が大きくても、単位体積あたりの放電容
量が大きくなければ、所定の寸法の中に入れることがで
きない。これらの結果から、ニッケル粉末を５wt％以上
１５wt％以下添加することにより、放電容量が大きく、
活性化の早い電極を得られることがわかった。
【００１３】〈実施例７〉１次粒子径が１，２，３，
５，７μmのニッケル粉末を１０wt％添加し、実施例６
と同様に電極とした。図３にこのときの単位体積当たり
の放電容量密度を示した。１μmのニッケル粉末を添加
した場合、２，３μｍのニッケル粉末の場合に比べて多
くの溶媒量が必要となり、充填したときの体積密度が低
下した。プレスしても、２，３μmのニッケル粉末を添
加したときの値に比べて、約１００mAh/ml小さかった。
一方、５．７μmのニッケル粉末では合金間のすきまに
ニッケル粉末が入りきれなかったため、単位体積あたり
の放電容量密度が低下したものと考えられる。２，３μ
m のニッケル粉末の場合は、合金粉末間のすきまに入
り、最密充填構造をとるため、溶媒量も少なくてすみ、
放電容量密度が最大になっていると思われる。
５，７μmのニッケル粉末を１０wt％添加し、実施例６
と同様に電極とした。図３にこのときの単位体積当たり
の放電容量密度を示した。１μmのニッケル粉末を添加
した場合、２，３μｍのニッケル粉末の場合に比べて多
くの溶媒量が必要となり、充填したときの体積密度が低
下した。プレスしても、２，３μmのニッケル粉末を添
加したときの値に比べて、約１００mAh/ml小さかった。
一方、５．７μmのニッケル粉末では合金間のすきまに
ニッケル粉末が入りきれなかったため、単位体積あたり
の放電容量密度が低下したものと考えられる。２，３μ
m のニッケル粉末の場合は、合金粉末間のすきまに入
り、最密充填構造をとるため、溶媒量も少なくてすみ、
放電容量密度が最大になっていると思われる。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１６】
【表３】
【００１７】
【表４】
【００１８】
【発明の効果】上述したように、本発明に係る水素吸蔵
合金および水素吸蔵電極は、組成式ＬｍＮｉaＣｏbＡｌ
cＭdにおいて、Ｌｍ中のＬａ量を４０〜７０モル％と
し、ａ，ｂ，ｃ，ｄの範囲を１．２≦ａ≦１．６，０．
１≦ｂ≦０．４，０．０５≦ｃ≦０．１，０．１≦ｄ≦
０．３，１．８≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≦２．４であり、組成
式中のＭがＭｎ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｐｂのうち
少なくとも１種以上の水素吸蔵合金であり、その合金粉
末の酸素含有量が０．０５wt％以上０．３wt％以下であ
って、この水素吸蔵合金粉末をニッケル粉末を焼結した
発泡ニッケルに充填することとしたため、従来の水素吸
蔵電極に比べ、放電容量が大きくて、放電電圧が高いと
いう点で優れている。
合金および水素吸蔵電極は、組成式ＬｍＮｉaＣｏbＡｌ
cＭdにおいて、Ｌｍ中のＬａ量を４０〜７０モル％と
し、ａ，ｂ，ｃ，ｄの範囲を１．２≦ａ≦１．６，０．
１≦ｂ≦０．４，０．０５≦ｃ≦０．１，０．１≦ｄ≦
０．３，１．８≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≦２．４であり、組成
式中のＭがＭｎ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｐｂのうち
少なくとも１種以上の水素吸蔵合金であり、その合金粉
末の酸素含有量が０．０５wt％以上０．３wt％以下であ
って、この水素吸蔵合金粉末をニッケル粉末を焼結した
発泡ニッケルに充填することとしたため、従来の水素吸
蔵電極に比べ、放電容量が大きくて、放電電圧が高いと
いう点で優れている。
【図１】放電容量と充放電サイクル寿命に及ぼすＬｍ中
のＬａ量の影響を示す図である。
のＬａ量の影響を示す図である。
【図２】合金中の酸素含有量と放電容量の関係を示す図
である。
である。
【図３】放電容量密度に及ぼすニッケル粉末の１次粒子
形の影響図である。
形の影響図である。
Claims (4)
- 【請求項１】 組成式ＬｍＮｉaＣｏbＡｌcＭdにおい
て、ＬｍはＬａリッチＭｍを表わしこのＬｍ中のＬａ量
が４０〜７０モル％であり、かつａ，ｂ，ｃ，ｄの範囲
が１．２≦ａ≦１．６，０．１≦ｂ≦０．４，０．０５
≦ｃ≦０．１，０．１≦ｄ≦０．３，１．８≦ａ＋ｂ＋
ｃ＋ｄ≦２．４であり、組成式中のＭがＭｎ，Ｃｕ，Ｚ
ｎ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｐｂのうち少なくとも１種以上
の水素吸蔵合金であって、その合金粉末の酸素含有量が
０．０５wt％以上０．３wt％以下であることを特徴とす
る水素吸蔵合金。 - 【請求項２】 １．８５≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≦２．０の範
囲であって、ＭがＭｎである請求項１記載の水素吸蔵合
金。 - 【請求項３】 ニッケル粉末の焼結法により得られた発
泡ニッケルに請求項１記載の水素吸蔵合金を充填したこ
とを特徴とする水素吸蔵電極。 - 【請求項４】 水素吸蔵合金に対して１次粒子径が２μ
m 以上３μm 以下のニッケル粉末を５〜１５wt％添加し
たことを特徴とする請求項３記載の水素吸蔵電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4297508A JPH06145850A (ja) | 1992-11-09 | 1992-11-09 | 水素吸蔵合金および水素吸蔵電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4297508A JPH06145850A (ja) | 1992-11-09 | 1992-11-09 | 水素吸蔵合金および水素吸蔵電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06145850A true JPH06145850A (ja) | 1994-05-27 |
Family
ID=17847426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4297508A Pending JPH06145850A (ja) | 1992-11-09 | 1992-11-09 | 水素吸蔵合金および水素吸蔵電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06145850A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0429876A2 (de) * | 1989-11-02 | 1991-06-05 | F & A s.n.c., di Franchetti Giuseppe e C. | Spulenhalterwelle mit exzentrischem Ring |
| EP0736919A1 (de) * | 1995-04-06 | 1996-10-09 | VARTA Batterie Aktiengesellschaft | Alkalische Metalloxid-Metallhydrid-Batterie |
-
1992
- 1992-11-09 JP JP4297508A patent/JPH06145850A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0429876A2 (de) * | 1989-11-02 | 1991-06-05 | F & A s.n.c., di Franchetti Giuseppe e C. | Spulenhalterwelle mit exzentrischem Ring |
| EP0429876B1 (de) * | 1989-11-02 | 1996-03-27 | F & A s.n.c., di Franchetti Giuseppe e C. | Spulenhalterwelle mit exzentrischem Ring |
| EP0736919A1 (de) * | 1995-04-06 | 1996-10-09 | VARTA Batterie Aktiengesellschaft | Alkalische Metalloxid-Metallhydrid-Batterie |
| CN1087509C (zh) * | 1995-04-06 | 2002-07-10 | 瓦尔达电池股份公司 | 碱性金属氧化物－金属氢化物电池 |
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