JPH0668875A - 電池用水素吸蔵合金極の製造法 - Google Patents
電池用水素吸蔵合金極の製造法Info
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- JPH0668875A JPH0668875A JP4215988A JP21598892A JPH0668875A JP H0668875 A JPH0668875 A JP H0668875A JP 4215988 A JP4215988 A JP 4215988A JP 21598892 A JP21598892 A JP 21598892A JP H0668875 A JPH0668875 A JP H0668875A
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- 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
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 水素吸蔵合金負極を用いた密閉形アルカリ蓄
電池の初期から優れた特性を示し、これを長期にわたっ
て維持させる。 【構成】 水素吸蔵合金とくにＺｒ，Ｍｎ，Ｎｉなどの
元素で構成されるＺｒＭｎ0.6 Ｃｒ0.2 Ｎｉ1.2 などの
ＡＢ2 系合金に、ＡＢ5 系合金粉末を添加し、かつ擦り
込むように混合して得られた合金を用いて密閉形アルカ
リ蓄電池を構成する。
電池の初期から優れた特性を示し、これを長期にわたっ
て維持させる。 【構成】 水素吸蔵合金とくにＺｒ，Ｍｎ，Ｎｉなどの
元素で構成されるＺｒＭｎ0.6 Ｃｒ0.2 Ｎｉ1.2 などの
ＡＢ2 系合金に、ＡＢ5 系合金粉末を添加し、かつ擦り
込むように混合して得られた合金を用いて密閉形アルカ
リ蓄電池を構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は水素吸蔵合金極負極を用
いたニッケル−水素蓄電池に関する。
いたニッケル−水素蓄電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から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。
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。
【０００３】このアルカリ蓄電池において正極として
は、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、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】一方負極としては現在のところカドミウム
極が主体である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。高エネルギ
ー密度の他に急速充放電性の改良が進められている。
極が主体である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。高エネルギ
ー密度の他に急速充放電性の改良が進められている。
【０００５】たとえば、水素吸蔵合金粉末のとくに耐酸
化性それに利用率や成型性を改善するために、粒子表面
をニッケルや銅でメッキして、多孔性の金属層を形成す
る技術が知られている。また初期特性向上のために、ニ
ッケル、銅、オキシ水酸化ニッケル粉などの添加、アル
カリ溶液に浸漬するなどが提案されている。
化性それに利用率や成型性を改善するために、粒子表面
をニッケルや銅でメッキして、多孔性の金属層を形成す
る技術が知られている。また初期特性向上のために、ニ
ッケル、銅、オキシ水酸化ニッケル粉などの添加、アル
カリ溶液に浸漬するなどが提案されている。
【０００６】さらに密閉形に適用する際にはとくに充電
時の正極からの酸素ガスや過充電時に発生することがあ
る水素ガスの吸収性を改良するためにフッソ樹脂や触媒
の添加が試みられている。
時の正極からの酸素ガスや過充電時に発生することがあ
る水素ガスの吸収性を改良するためにフッソ樹脂や触媒
の添加が試みられている。
【０００７】
【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２次元や３次元構造の多孔体に充
填や塗着する方式のペ−スト式がある。いずれにしても
とくに充放電サイクルの初期での放電特性の上で改良の
余地がある。とくに水素吸蔵合金としてＺｒＭｎ0.6 Ｃ
ｒ0.2 Ｎｉ1.2 、Ｚｒ，Ｍｎ，Ｎｉなどの元素で構成さ
れるＺｒＭｎ0.6 Ｖ0.2 Ｃｒ0.1 Ｎｉ1.2、ＺｒＭｎ
0.6 Ｖ0.2 Ｃｏ0.1 Ｎｉ1.2 などのＡＢ2 系Ｌａｖｅｓ
相合金では改良が進んで高容量化が可能になったが初期
の活性化になお問題を残している。なお密閉形では初期
に充電の受け入れ性が悪いと負極律則の電池になり、高
放電特性、自己放電、寿命などに問題が生ずる。またサ
イクル寿命がカドミウム極よりも悪く電解液が不足する
と電位の低下が著しい。つまり充放電の初期でも電解液
量の影響を受けやすく、電解液が豊富な電池系で得られ
る容量は密閉形のような電解液含浸系ではかなり大幅に
低下する。
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２次元や３次元構造の多孔体に充
填や塗着する方式のペ−スト式がある。いずれにしても
とくに充放電サイクルの初期での放電特性の上で改良の
余地がある。とくに水素吸蔵合金としてＺｒＭｎ0.6 Ｃ
ｒ0.2 Ｎｉ1.2 、Ｚｒ，Ｍｎ，Ｎｉなどの元素で構成さ
れるＺｒＭｎ0.6 Ｖ0.2 Ｃｒ0.1 Ｎｉ1.2、ＺｒＭｎ
0.6 Ｖ0.2 Ｃｏ0.1 Ｎｉ1.2 などのＡＢ2 系Ｌａｖｅｓ
相合金では改良が進んで高容量化が可能になったが初期
の活性化になお問題を残している。なお密閉形では初期
に充電の受け入れ性が悪いと負極律則の電池になり、高
放電特性、自己放電、寿命などに問題が生ずる。またサ
イクル寿命がカドミウム極よりも悪く電解液が不足する
と電位の低下が著しい。つまり充放電の初期でも電解液
量の影響を受けやすく、電解液が豊富な電池系で得られ
る容量は密閉形のような電解液含浸系ではかなり大幅に
低下する。
【０００８】本発明は、前記従来技術の問題を解決する
ため、初期特性に優れ、これを長期にわたって維持でき
る電池用水素吸蔵合金極の製造法を提供することを目的
とする。
ため、初期特性に優れ、これを長期にわたって維持でき
る電池用水素吸蔵合金極の製造法を提供することを目的
とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の電池用水素吸蔵合金極の製造法は、ＡＢ2
Ｌａｖｅｓ相水素吸蔵合金にＡＢ5 系合金粉末を添加し
擦り込み法により混合することを特徴とする。
め、本発明の電池用水素吸蔵合金極の製造法は、ＡＢ2
Ｌａｖｅｓ相水素吸蔵合金にＡＢ5 系合金粉末を添加し
擦り込み法により混合することを特徴とする。
【００１０】前記構成においては、ＡＢ2 Ｌａｖｅｓ相
合金がＺｒＭｎＶＮｉ系であり、ＡＢ5 系合金がＭｍＮ
ｉＭｎＡｌＣｏ系であることが好ましい。また前記構成
においては、ＡＢ5 系合金粉末の添加量がＡＢ2 Ｌａｖ
ｅｓ相水素吸蔵合金に対して５〜３０重量％であること
が好ましい。
合金がＺｒＭｎＶＮｉ系であり、ＡＢ5 系合金がＭｍＮ
ｉＭｎＡｌＣｏ系であることが好ましい。また前記構成
においては、ＡＢ5 系合金粉末の添加量がＡＢ2 Ｌａｖ
ｅｓ相水素吸蔵合金に対して５〜３０重量％であること
が好ましい。
【００１１】また前記構成においては、ＡＢ5 系合金粉
末の粒径がＡＢ2 Ｌａｖｅｓ相水素吸蔵合金粉末より小
さいことが好ましい。また前記構成においては、擦り込
み法による混合手段が擂潰機によるものであることが好
ましい。
末の粒径がＡＢ2 Ｌａｖｅｓ相水素吸蔵合金粉末より小
さいことが好ましい。また前記構成においては、擦り込
み法による混合手段が擂潰機によるものであることが好
ましい。
【００１２】
【作用】前記本発明の構成によれば、ＡＢ2 Ｌａｖｅｓ
相水素吸蔵合金にＡＢ5 系合金粉末を添加し擦り込み法
により混合することにより、初期特性に優れ、これを長
期にわたって維持できる電池用水素吸蔵合金極を得るこ
とができる。
相水素吸蔵合金にＡＢ5 系合金粉末を添加し擦り込み法
により混合することにより、初期特性に優れ、これを長
期にわたって維持できる電池用水素吸蔵合金極を得るこ
とができる。
【００１３】水素吸蔵合金としてたとえばＺｒＭｎ0.6
Ｃｒ0.2 Ｎｉ1.2 などのＡＢ2 系合金を用いた場合、電
池の初期特性は水素吸蔵合金を処理することでかなり改
善できることから、粒子表面の改善や水素との親和性の
向上が必要と推定できる。ニッケル、銅などの金属を加
えて強く撹拌することで水素吸蔵合金表面が改質される
ようである。しかし金属粉末など水素吸蔵合金でない場
合は、電極としての当然計算容量は低下する。そこで容
量の点では劣るが初期活性には優れたＡＢ5 系合金粉末
を、従来の粉末の代わりに用いることで、計算容量の減
少を少なくしつつ初期活性の向上が可能になった。
Ｃｒ0.2 Ｎｉ1.2 などのＡＢ2 系合金を用いた場合、電
池の初期特性は水素吸蔵合金を処理することでかなり改
善できることから、粒子表面の改善や水素との親和性の
向上が必要と推定できる。ニッケル、銅などの金属を加
えて強く撹拌することで水素吸蔵合金表面が改質される
ようである。しかし金属粉末など水素吸蔵合金でない場
合は、電極としての当然計算容量は低下する。そこで容
量の点では劣るが初期活性には優れたＡＢ5 系合金粉末
を、従来の粉末の代わりに用いることで、計算容量の減
少を少なくしつつ初期活性の向上が可能になった。
【００１４】
【実施例】本発明においては、水素吸蔵合金とくにＺ
ｒ，Ｍｎ，Ｎｉなどの元素で構成されるＺｒＭｎ0.6 Ｃ
ｒ0.2 Ｎｉ1.2 、ＺｒＭｎ0.6 Ｖ0.2 Ｃｏ0.1 Ｎｉ1.2
などのＡＢ2 系合金にＭｍＮｉＭｎＡｌＣｏ系のような
ＡＢ5 系合金粉末を添加し擦り込むように混合して水素
吸蔵合金を得る。この場合ＡＢ5 系合金粉末の添加量は
ＡＢ2 Ｌａｖｅｓ相水素吸蔵合金に対して５〜３０重量
％程度とし、ＡＢ5 系合金粉末の粒径はＡＢ2 Ｌａｖｅ
ｓ相水素吸蔵合金粉末より小さいことが好ましい。
ｒ，Ｍｎ，Ｎｉなどの元素で構成されるＺｒＭｎ0.6 Ｃ
ｒ0.2 Ｎｉ1.2 、ＺｒＭｎ0.6 Ｖ0.2 Ｃｏ0.1 Ｎｉ1.2
などのＡＢ2 系合金にＭｍＮｉＭｎＡｌＣｏ系のような
ＡＢ5 系合金粉末を添加し擦り込むように混合して水素
吸蔵合金を得る。この場合ＡＢ5 系合金粉末の添加量は
ＡＢ2 Ｌａｖｅｓ相水素吸蔵合金に対して５〜３０重量
％程度とし、ＡＢ5 系合金粉末の粒径はＡＢ2 Ｌａｖｅ
ｓ相水素吸蔵合金粉末より小さいことが好ましい。
【００１５】なお混合の手段としては粉末間で擦り込む
ように混合できれば手段に限定はないが、擂潰機は優れ
た混合手段である。以下具体的実施例により説明する。
ように混合できれば手段に限定はないが、擂潰機は優れ
た混合手段である。以下具体的実施例により説明する。
【００１６】実施例１ 本発明にとくに有効な密閉形のニッケル−水素蓄電池を
例として示す。水素吸蔵合金として２００メッシュ以下
に機械的粉砕した、ＡＢ2 Ｌａｖｅｓ相合金の一つであ
るＺｒＭｎ0.5 Ｃｒ0.2 Ｖ0.1 Ｎｉ1.2 合金を選んだ。
この合金粉末にＡＢ5 系合金ＭｍＮｉ5 系の一つである
ＭｍＮｉ3.7 Ｍｎ0.4 Ａｌ0.3 Ｃｏ0.6を粉砕して３６
０メッシュ通過させた球状微粉末を１５重量％加え十分
擦り込むように撹拌混合する。これにカルボキシメチル
セルロース１．５重量％水溶液を加えて作ったペースト
を多孔度９５％を厚さ１．０ｍｍの発泡状ニッケル板に
充填し、その後乾燥し加圧した。この電極を幅３３ｍ
ｍ、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。この電極をＡとする。
例として示す。水素吸蔵合金として２００メッシュ以下
に機械的粉砕した、ＡＢ2 Ｌａｖｅｓ相合金の一つであ
るＺｒＭｎ0.5 Ｃｒ0.2 Ｖ0.1 Ｎｉ1.2 合金を選んだ。
この合金粉末にＡＢ5 系合金ＭｍＮｉ5 系の一つである
ＭｍＮｉ3.7 Ｍｎ0.4 Ａｌ0.3 Ｃｏ0.6を粉砕して３６
０メッシュ通過させた球状微粉末を１５重量％加え十分
擦り込むように撹拌混合する。これにカルボキシメチル
セルロース１．５重量％水溶液を加えて作ったペースト
を多孔度９５％を厚さ１．０ｍｍの発泡状ニッケル板に
充填し、その後乾燥し加圧した。この電極を幅３３ｍ
ｍ、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。この電極をＡとする。
【００１７】つぎに比較のためにＡＢ5 系合金を単に撹
拌混合して得られた電極をＢとして加えた。これらの水
素吸蔵合金極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−タを用いて密閉
形ニッケル−水素電池を構成した。正極に対する負極の
容量を４．２Ａｈ（１４０％）とした。その後比重１．
２５の苛性カリ水溶液に２５ｇ／リットルの水酸化リチ
ウムを溶解した電解液を注入した。電池はＳｕｂＣ形と
し、公称容量は３．０Ａｈである。この場合電極Ａで構
成した電池を電池Ａ、同様に電極Ｂで構成した電池を電
池Ｂとする。
拌混合して得られた電極をＢとして加えた。これらの水
素吸蔵合金極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−タを用いて密閉
形ニッケル−水素電池を構成した。正極に対する負極の
容量を４．２Ａｈ（１４０％）とした。その後比重１．
２５の苛性カリ水溶液に２５ｇ／リットルの水酸化リチ
ウムを溶解した電解液を注入した。電池はＳｕｂＣ形と
し、公称容量は３．０Ａｈである。この場合電極Ａで構
成した電池を電池Ａ、同様に電極Ｂで構成した電池を電
池Ｂとする。
【００１８】まず、Ａ，Ｂの各電池１０セルを化成し
た。すなわち、雰囲気温度が２５℃で、４００ｍＡの電
流で１３時間充電後、放電は２５℃で７００ｍＡで端子
電圧０．８Ｖまでとした。この充放電を３回繰り返し
た。
た。すなわち、雰囲気温度が２５℃で、４００ｍＡの電
流で１３時間充電後、放電は２５℃で７００ｍＡで端子
電圧０．８Ｖまでとした。この充放電を３回繰り返し
た。
【００１９】そして、各電池の放電特性を比較した。
０．２Ｃ放電で電池Ａは平均電圧１．２７Ｖ、放電容量
３．０２Ａｈであった。一方電池Ｂではそれぞれ１．２
４Ｖ、２．９５Ａｈであった。１Ｃ放電ではＡが１．２
１Ｖ、２．９５Ａｈに対してＢでは１．１９Ｖ、２．８
４Ａｈであった。
０．２Ｃ放電で電池Ａは平均電圧１．２７Ｖ、放電容量
３．０２Ａｈであった。一方電池Ｂではそれぞれ１．２
４Ｖ、２．９５Ａｈであった。１Ｃ放電ではＡが１．２
１Ｖ、２．９５Ａｈに対してＢでは１．１９Ｖ、２．８
４Ａｈであった。
【００２０】つぎにサイクル寿命を比較した。周囲温度
を２５℃とし１／３Ｃ（１Ａ）の電流で容量の１１０％
充電後、０．５Ｃ（１．５Ａ）で放電を０．９Ｖまで行
う条件で充放電を繰り返した。その結果放電容量は電池
Ａでは１０００サイクルでも初期の８８〜９３％を示し
ているのに対して、電池Ｂでは８１〜８５％であり電池
Ａの性能が長期にわたって安定していた。
を２５℃とし１／３Ｃ（１Ａ）の電流で容量の１１０％
充電後、０．５Ｃ（１．５Ａ）で放電を０．９Ｖまで行
う条件で充放電を繰り返した。その結果放電容量は電池
Ａでは１０００サイクルでも初期の８８〜９３％を示し
ているのに対して、電池Ｂでは８１〜８５％であり電池
Ａの性能が長期にわたって安定していた。
【００２１】以上説明した通り、本実施例によれば、水
素吸蔵合金とくにＺｒＭｎ0.5 Ｃｒ 0.2 Ｖ0.1 Ｎｉ1.2
合金やＺｒＭｎ0.6 Ｃｒ0.2 Ｎｉ1.2 合金などのＡＢ2
系合金を含む負極にＡＢ5 系合金粉末を添加して擦り込
むように混合してえられた混合粉末で製造した負極とニ
ッケル正極とセパレータと苛性アルカリ電解液を用いて
密閉形電池を構成することにより初期から優れた特性を
示し、これを長期にわたって維持できる。
素吸蔵合金とくにＺｒＭｎ0.5 Ｃｒ 0.2 Ｖ0.1 Ｎｉ1.2
合金やＺｒＭｎ0.6 Ｃｒ0.2 Ｎｉ1.2 合金などのＡＢ2
系合金を含む負極にＡＢ5 系合金粉末を添加して擦り込
むように混合してえられた混合粉末で製造した負極とニ
ッケル正極とセパレータと苛性アルカリ電解液を用いて
密閉形電池を構成することにより初期から優れた特性を
示し、これを長期にわたって維持できる。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、ＡＢ2 Ｌａｖｅｓ相水
素吸蔵合金にＡＢ5 系合金粉末を添加し擦り込み法によ
り混合することにより、初期特性に優れ、これを長期に
わたって維持できる電池用水素吸蔵合金極を得ることが
できる。
素吸蔵合金にＡＢ5 系合金粉末を添加し擦り込み法によ
り混合することにより、初期特性に優れ、これを長期に
わたって維持できる電池用水素吸蔵合金極を得ることが
できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 世利 肇 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】 ＡＢ2 Ｌａｖｅｓ相水素吸蔵合金にＡＢ
5 系合金粉末を添加し擦り込み法により混合することを
特徴とする電池用水素吸蔵合金極の製造法。 - 【請求項２】 ＡＢ2 Ｌａｖｅｓ相合金がＺｒＭｎＶＮ
ｉ系であり、ＡＢ5 系合金がＭｍＮｉＭｎＡｌＣｏ系で
ある請求項１に記載の電池用水素吸蔵合金極の製造法。 - 【請求項３】 ＡＢ5 系合金粉末の添加量がＡＢ2 Ｌａ
ｖｅｓ相水素吸蔵合金に対して５〜３０重量％である請
求項１記載の電池用水素吸蔵合金極の製造法。 - 【請求項４】 ＡＢ5 系合金粉末の粒径がＡＢ2 Ｌａｖ
ｅｓ相水素吸蔵合金粉末より小さい請求項１に記載の電
池用水素吸蔵合金極の製造法。 - 【請求項５】 擦り込み法による混合手段が擂潰機によ
るものである請求項１に記載の電池用水素吸蔵合金極の
製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4215988A JPH0668875A (ja) | 1992-08-13 | 1992-08-13 | 電池用水素吸蔵合金極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4215988A JPH0668875A (ja) | 1992-08-13 | 1992-08-13 | 電池用水素吸蔵合金極の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0668875A true JPH0668875A (ja) | 1994-03-11 |
Family
ID=16681553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4215988A Pending JPH0668875A (ja) | 1992-08-13 | 1992-08-13 | 電池用水素吸蔵合金極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0668875A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5876869A (en) * | 1995-12-07 | 1999-03-02 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Hydrogen absorbing alloy electrodes |
-
1992
- 1992-08-13 JP JP4215988A patent/JPH0668875A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5876869A (en) * | 1995-12-07 | 1999-03-02 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Hydrogen absorbing alloy electrodes |
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