JPH0656763B2 - 水素吸蔵電極 - Google Patents
水素吸蔵電極Info
- Publication number
- JPH0656763B2 JPH0656763B2 JP59245406A JP24540684A JPH0656763B2 JP H0656763 B2 JPH0656763 B2 JP H0656763B2 JP 59245406 A JP59245406 A JP 59245406A JP 24540684 A JP24540684 A JP 24540684A JP H0656763 B2 JPH0656763 B2 JP H0656763B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen storage
- electrode
- hydrogen
- battery
- mmco
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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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)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (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
量を長期にわたって維持するよう改良された水素吸蔵電
極に関する。
の負極として使用される水素吸蔵電極に関し、特に高容
量を長期にわたっ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ッ
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、水酸化ニッ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。
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、水酸化ニッ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ック及び
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って作製されて
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って合金
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、長期にわたって電池性能
を維持することが困難であるという問題点があった。
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ック及び
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って作製されて
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って合金
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、長期にわたって電池性能
を維持することが困難であるという問題点があった。
(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。
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MmCo(5-x)Ax(Mmはミッシュメタル）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合金を電極
の主体材料として用いたものである。例えば、Ｘを１と
した場合、ＭｍＣｏ4.0Ａｌ1.0、ＭｍＣｏ4.0Ｍｎ1.0、
ＭｍＣｏ4.0Ｃｕ1.0、ＭｍＣｏ4.0Ｃｒ1.0で表わされる
水素吸蔵合金が得られ、この種電極に使用することがで
きる。
水素吸蔵材としてMmCo(5-x)Ax(Mmはミッシュメタル）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合金を電極
の主体材料として用いたものである。例えば、Ｘを１と
した場合、ＭｍＣｏ4.0Ａｌ1.0、ＭｍＣｏ4.0Ｍｎ1.0、
ＭｍＣｏ4.0Ｃｕ1.0、ＭｍＣｏ4.0Ｃｒ1.0で表わされる
水素吸蔵合金が得られ、この種電極に使用することがで
きる。
(ホ) 作 用 MmCo(5-x)Axで表わされ前記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。
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 市販のミッシュメタル（Ｃｅ４０％含有）、コバルト、
アルミニウムをＭｍ：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MmCo
(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MmCo(5
-x)Mnx粉末、MmCo(5-x)Cux粉末及びMmCo(5-x)Crx粉末を
得た。
アルミニウムをＭｍ：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MmCo
(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MmCo(5
-x)Mnx粉末、MmCo(5-x)Cux粉末及びMmCo(5-x)Crx粉末を
得た。
こうして得られたMmCo(5-x)Alx粉末、MmCo(5-x)Mnx粉
末、MmCo(5-x)Cux粉末あるいはMmCo(5-x)Crx粉末８０重
量％と、導電材としてのアセチレンブラック１０重量％
及び結着剤としてのフッ素樹脂粉末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。
末、MmCo(5-x)Cux粉末あるいはMmCo(5-x)Crx粉末８０重
量％と、導電材としてのアセチレンブラック１０重量％
及び結着剤としてのフッ素樹脂粉末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５
００ｍＡＨである焼結式ニッ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。
００ｍＡＨである焼結式ニッ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。
を下表に示す様に電池Ａ乃至Ｌとする。
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。
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のサイクル特性図であり、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１２００ｍ
ＡＨ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
域内に集まっている。
乃至Ｌと比較電池Ｍのサイクル特性図であり、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１２００ｍ
ＡＨ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
域内に集まっている。
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って
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を
起り難く、結着剤によって形成されるマトリックスによ
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。
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って
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を
起り難く、結着剤によって形成されるマトリックスによ
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。
尚、使用するミッシュメタルは発火合金などとして利用
されるセリウム族希土類元素を主体とする混合物であ
り、セリウムを含有したもの及びセリウムをほとんど含
有しないものの何れを用いてもよいが水素の吸蔵・放出
の容易さから後者の方がより好ましい。
されるセリウム族希土類元素を主体とする混合物であ
り、セリウムを含有したもの及びセリウムをほとんど含
有しないものの何れを用いてもよいが水素の吸蔵・放出
の容易さから後者の方がより好ましい。
(ト) 発明の効果 本発明の水素吸蔵電極はMmCo(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電極の主体材料として
用いたものであるから、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、より長期にわたっ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。
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電極の主体材料として
用いたものであるから、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、より長期にわたっ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。
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 (2)
- 【請求項１】ＭｍＣｏ(5-X)ＡXで表わされ前記Ｍｍがミ
ッシュメタルであり、前記ＡがＡｌ、Ｍｎ、Ｃｕまたは
Ｃｒであり且つ前記Ｘが０＜Ｘ≦１の範囲内である水素
吸蔵材を電極の主体材料とすることを特徴とする水素吸
蔵電極。 - 【請求項２】前記Ｘが、１であることを特徴とする特許
請求の範囲第(１)項記載の水素吸蔵電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59245406A JPH0656763B2 (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | 水素吸蔵電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59245406A JPH0656763B2 (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | 水素吸蔵電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61124056A JPS61124056A (ja) | 1986-06-11 |
| JPH0656763B2 true JPH0656763B2 (ja) | 1994-07-27 |
Family
ID=17133175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59245406A Expired - Lifetime JPH0656763B2 (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | 水素吸蔵電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0656763B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60109183A (ja) * | 1983-11-17 | 1985-06-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉形ニッケル−水素蓄電池 |
-
1984
- 1984-11-20 JP JP59245406A patent/JPH0656763B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60109183A (ja) * | 1983-11-17 | 1985-06-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉形ニッケル−水素蓄電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61124056A (ja) | 1986-06-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |