JPH0676816A - 水素貯蔵合金電極 - Google Patents
水素貯蔵合金電極Info
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- JPH0676816A JPH0676816A JP4358654A JP35865492A JPH0676816A JP H0676816 A JPH0676816 A JP H0676816A JP 4358654 A JP4358654 A JP 4358654A JP 35865492 A JP35865492 A JP 35865492A JP H0676816 A JPH0676816 A JP H0676816A
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- H01M10/345—Gastight metal hydride accumulators
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- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
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- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
- H01M4/383—Hydrogen absorbing alloys
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 密閉型アルカリ電池の内圧を低下させ、容量
とサイクルライフを向上し、活性化時間を３〜５時間に
短縮する電極を得る。 【構成】 電極は、式Ｍm Ｎi 5-X-Y-Z Ａx Ｂy Ｃz を
有する比較的高い電気化学的容量を持つ水素貯蔵合金粉
末と、式Ｄ2-u Ｅ1-v Ｆu Ｇｖを有する触媒活性を持つ
水素貯蔵合金の組成物から成り、ここでＭm はミッシュ
メタルであり、ＡはＣo ，Ｃr ，Ｖであり、ＢはＭn ，
Ｓn ，Ｂe であり、ＣはＡl ，Ｃa ，Ｍg，Ｚr ，Ｎb
であり、ＤはＭg ，Ａl であり、ＥはＣu ，Ｚn であ
り、ＦはＣa，Ｂe であり、ＧはＳn ，Ｂi であり、ｘ
は０≦ｘ≦０．５であり、ｙは０≦ｙ≦１．５であり、
ｚは０≦ｚ≦０．５であり、ｕは０≦ｕ≦１であり、ｖ
は０≦ｖ≦０．５である。
とサイクルライフを向上し、活性化時間を３〜５時間に
短縮する電極を得る。 【構成】 電極は、式Ｍm Ｎi 5-X-Y-Z Ａx Ｂy Ｃz を
有する比較的高い電気化学的容量を持つ水素貯蔵合金粉
末と、式Ｄ2-u Ｅ1-v Ｆu Ｇｖを有する触媒活性を持つ
水素貯蔵合金の組成物から成り、ここでＭm はミッシュ
メタルであり、ＡはＣo ，Ｃr ，Ｖであり、ＢはＭn ，
Ｓn ，Ｂe であり、ＣはＡl ，Ｃa ，Ｍg，Ｚr ，Ｎb
であり、ＤはＭg ，Ａl であり、ＥはＣu ，Ｚn であ
り、ＦはＣa，Ｂe であり、ＧはＳn ，Ｂi であり、ｘ
は０≦ｘ≦０．５であり、ｙは０≦ｙ≦１．５であり、
ｚは０≦ｚ≦０．５であり、ｕは０≦ｕ≦１であり、ｖ
は０≦ｖ≦０．５である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水素貯蔵合金電極、特
に水素貯蔵合金電極の活性物質に関する。水素貯蔵金属
間化合物が電極として使用できる理由は、それが水溶液
中で充電および放電されるとき、可逆反応が次の式のも
とに生じることである。
に水素貯蔵合金電極の活性物質に関する。水素貯蔵金属
間化合物が電極として使用できる理由は、それが水溶液
中で充電および放電されるとき、可逆反応が次の式のも
とに生じることである。
【０００２】
【化１】
【０００３】ＭａｔｓｕｍｏｔｏがＮｅｗ Ｔｙｐｅ
Ｈｙｄｒｏｇｅｎ ＳｔｏｒａｇｅＡｌｌｏｙ Ｂａｔ
ｔｅｒｉｅｓ，Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｒａｒｅ Ｅａｒｔ
ｈＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ（１９９０．３）に提示した
ように、現在まで開発された水素貯蔵金属間化合物は主
にＭm Ｎｉ5 系とＴｉＮｉ系の合金である。調査された
報文によれば、水素貯蔵合金電極としてそれらを利用す
る研究は、依然としてこれらの水素貯蔵合金の組成を選
択することによるその電気化学的容量または電気化学的
安定性を改善する方法に限定されるが、今まで以前の水
素貯蔵合金電極から組立てられた密封アルカリ電池の産
業的大量生産および実用的応用についての報告は全くな
かった。その理由は、水素貯蔵アルカリ電池の活性化は
次の反応を基礎として設計されることによる。
Ｈｙｄｒｏｇｅｎ ＳｔｏｒａｇｅＡｌｌｏｙ Ｂａｔ
ｔｅｒｉｅｓ，Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｒａｒｅ Ｅａｒｔ
ｈＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ（１９９０．３）に提示した
ように、現在まで開発された水素貯蔵金属間化合物は主
にＭm Ｎｉ5 系とＴｉＮｉ系の合金である。調査された
報文によれば、水素貯蔵合金電極としてそれらを利用す
る研究は、依然としてこれらの水素貯蔵合金の組成を選
択することによるその電気化学的容量または電気化学的
安定性を改善する方法に限定されるが、今まで以前の水
素貯蔵合金電極から組立てられた密封アルカリ電池の産
業的大量生産および実用的応用についての報告は全くな
かった。その理由は、水素貯蔵アルカリ電池の活性化は
次の反応を基礎として設計されることによる。
【０００４】 ２Ｈ2 Ｏ（Ｌ）＋電流＝２Ｈ2 （ｇ) ＋Ｏ2 （ｇ)
【０００５】電池が充電されるとすぐ、活性水素が水素
貯蔵合金陽極上に生成されてもとの位置に吸収され、活
性酸素が酸化ニッケル陰極上に生成されて酸化ニッケル
と結合させられて含水酸化ニッケル（III)を生成する。
電池が放電されるとすぐ、水素が水素貯蔵合金陽極から
放出されてニッケル（III)陰極から放出された酸素と結
合して水を生成し、その間に、電流が生成される。上記
の可逆工程は次のように表現することができる。
貯蔵合金陽極上に生成されてもとの位置に吸収され、活
性酸素が酸化ニッケル陰極上に生成されて酸化ニッケル
と結合させられて含水酸化ニッケル（III)を生成する。
電池が放電されるとすぐ、水素が水素貯蔵合金陽極から
放出されてニッケル（III)陰極から放出された酸素と結
合して水を生成し、その間に、電流が生成される。上記
の可逆工程は次のように表現することができる。
【０００６】
【化２】
【０００７】上記の式から、水素貯蔵電池の活性充電−
放電工程において、水素と酸素の増加のために、電池の
内圧は必然的に上昇し、特に充電の後期に、内圧が明ら
かに上昇し、それが密閉水素貯蔵アルカリ電池の容量を
開放電池の容量よりも１０％低下させることを見出すこ
とができる。その上、陰極から生成される酸素の増加の
ために、電池のサイクルライフは厳しく影響を与えられ
る。電池は、内圧が低下させられるようにだけ商業生産
において密閉することができる。それゆえ、水素貯蔵ア
ルカリ電池の内圧を下げる方法に関する問題は、密閉水
素貯蔵アルカリ電池を工業的生産および実用的応用につ
かせることができる前に解決すべき決定的な技術的問題
にすでになっていた。特開昭６０−１３００５３号公報
は、内圧を低下させるために電池の中に集電装置を埋包
する方法を提示しており、ある特定の効果に達するけれ
ども、内部空間がきびしく制限されるＡＡタイプのよう
な電池の場合には、この方法は非実用的である。特開昭
６１−２１６２６９号公報は、陽極と陰極の間のセパレ
ーターにいくつかの孔をあけることによりガスの出入口
を増加する方法を提示しているが、内圧を下げる効果は
理想的ではない。特開昭６２−２９５３５８号公報は、
水素貯蔵合金材料上に炭素の層を塗布し、１０５０℃ま
で達する高温で真空熱処理を行ない、次いでその材料を
微粉砕して電極の製造を行う技術を報告しているが、こ
の技術工程の実施は困難であって大規模生産に容易に応
用できない。その上、減圧はわずか１／３Ｃo. lだけ達
成され、小電流が充電される。特開昭６３−５５０５８
号公報は、結晶性繊維を埋包することによる減圧方法を
提示している。結晶性繊維の製造は時間がかかるだけで
なく費用がかかり、そのため工業的実施には不適当であ
る。特開昭６３−３１４７７７号公報およびＦａｎ，Ｄ
Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１３８，１
（１９９１）は、電池の構造設計および充電機構を改善
する図式を提案している。しかしながら、作り変えられ
た構造設計は工業的生産と適合させることは困難であっ
て、改善された充電機構は電池の適用範囲を限定する。
そのためこれらのすべては実用的な方法ではない。
放電工程において、水素と酸素の増加のために、電池の
内圧は必然的に上昇し、特に充電の後期に、内圧が明ら
かに上昇し、それが密閉水素貯蔵アルカリ電池の容量を
開放電池の容量よりも１０％低下させることを見出すこ
とができる。その上、陰極から生成される酸素の増加の
ために、電池のサイクルライフは厳しく影響を与えられ
る。電池は、内圧が低下させられるようにだけ商業生産
において密閉することができる。それゆえ、水素貯蔵ア
ルカリ電池の内圧を下げる方法に関する問題は、密閉水
素貯蔵アルカリ電池を工業的生産および実用的応用につ
かせることができる前に解決すべき決定的な技術的問題
にすでになっていた。特開昭６０−１３００５３号公報
は、内圧を低下させるために電池の中に集電装置を埋包
する方法を提示しており、ある特定の効果に達するけれ
ども、内部空間がきびしく制限されるＡＡタイプのよう
な電池の場合には、この方法は非実用的である。特開昭
６１−２１６２６９号公報は、陽極と陰極の間のセパレ
ーターにいくつかの孔をあけることによりガスの出入口
を増加する方法を提示しているが、内圧を下げる効果は
理想的ではない。特開昭６２−２９５３５８号公報は、
水素貯蔵合金材料上に炭素の層を塗布し、１０５０℃ま
で達する高温で真空熱処理を行ない、次いでその材料を
微粉砕して電極の製造を行う技術を報告しているが、こ
の技術工程の実施は困難であって大規模生産に容易に応
用できない。その上、減圧はわずか１／３Ｃo. lだけ達
成され、小電流が充電される。特開昭６３−５５０５８
号公報は、結晶性繊維を埋包することによる減圧方法を
提示している。結晶性繊維の製造は時間がかかるだけで
なく費用がかかり、そのため工業的実施には不適当であ
る。特開昭６３−３１４７７７号公報およびＦａｎ，Ｄ
Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１３８，１
（１９９１）は、電池の構造設計および充電機構を改善
する図式を提案している。しかしながら、作り変えられ
た構造設計は工業的生産と適合させることは困難であっ
て、改善された充電機構は電池の適用範囲を限定する。
そのためこれらのすべては実用的な方法ではない。
【０００８】本発明の目的は、電池の内圧を本質的に低
下させるために、水素貯蔵合金材料の組成から進行し、
本質的に水素貯蔵合金材料の特性を改良し、充電−放電
工程において触媒の効果を獲得することをもたらし、活
性化の後期に生成された蓄積された不活性な水素と酸素
の水に変える結合工程を促進することによって、効率的
にかつ便利良く密閉水素貯蔵合金アルカリ電池の工業的
量産と実用的応用についての決定的な技術的問題を解決
することである。
下させるために、水素貯蔵合金材料の組成から進行し、
本質的に水素貯蔵合金材料の特性を改良し、充電−放電
工程において触媒の効果を獲得することをもたらし、活
性化の後期に生成された蓄積された不活性な水素と酸素
の水に変える結合工程を促進することによって、効率的
にかつ便利良く密閉水素貯蔵合金アルカリ電池の工業的
量産と実用的応用についての決定的な技術的問題を解決
することである。
【０００９】本発明の別の目的は、密閉電池の内圧を大
きく低下させるために内部で水素と酸素の水への結合工
程を促進することができる水素貯蔵合金電極を提供する
ことである。
きく低下させるために内部で水素と酸素の水への結合工
程を促進することができる水素貯蔵合金電極を提供する
ことである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明によれば、水素
貯蔵合金電極は、第１の水素貯蔵合金Ｍ1 と第２の水素
貯蔵合金Ｍ2 から成る活性物質を有する。２種類の合金
Ｍ1 およびＭ2 は、Ｍ1とＭ2 が一緒に混合される前に
Ｎi ，Ｐ系金属化合物で塗被される。Ｍは、ＭmＮi
5-X-Y-Z Ａx Ｂy Ｃz の組成を有し、式中、Ｍm はミッ
シュメタルであり、ＡはＣo ，Ｃr ，Ｖであり、ＢはＭ
n ，Ｓn ，Ｂe であり、ＣはＡl ，Ｃa ，Ｍg ，Ｚr ，
Ｎb であり、ｘは０≦ｘ≦０．５であり、ｙは０≦ｙ≦
１．５であり、ｚは０≦ｚ≦０．５である。Ｍは、Ｄ
2-u Ｅ1-v Ｆu Ｇｖであり、式中、ＤはＭg ，Ａl であ
り、ＥはＣu ，Ｚn であり、ＦはＣa ，Ｂe であり、Ｇ
はＳn ，Ｂi であり、ｕは０≦ｕ≦１であり、ｖは０≦
ｖ≦０．５である。
貯蔵合金電極は、第１の水素貯蔵合金Ｍ1 と第２の水素
貯蔵合金Ｍ2 から成る活性物質を有する。２種類の合金
Ｍ1 およびＭ2 は、Ｍ1とＭ2 が一緒に混合される前に
Ｎi ，Ｐ系金属化合物で塗被される。Ｍは、ＭmＮi
5-X-Y-Z Ａx Ｂy Ｃz の組成を有し、式中、Ｍm はミッ
シュメタルであり、ＡはＣo ，Ｃr ，Ｖであり、ＢはＭ
n ，Ｓn ，Ｂe であり、ＣはＡl ，Ｃa ，Ｍg ，Ｚr ，
Ｎb であり、ｘは０≦ｘ≦０．５であり、ｙは０≦ｙ≦
１．５であり、ｚは０≦ｚ≦０．５である。Ｍは、Ｄ
2-u Ｅ1-v Ｆu Ｇｖであり、式中、ＤはＭg ，Ａl であ
り、ＥはＣu ，Ｚn であり、ＦはＣa ，Ｂe であり、Ｇ
はＳn ，Ｂi であり、ｕは０≦ｕ≦１であり、ｖは０≦
ｖ≦０．５である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、水素貯
蔵合金電極は、第１の水素貯蔵合金Ｍ1 と第２の水素貯
蔵合金Ｍ2 から成る活性物質を有する。Ｍ1 はＭm Ｎi
5-X-Y-Z Ａx Ｂy Ｃzであり、式中、Ｍm はミッシュメ
タルであり、ＡはＣo ，Ｃr ，Ｖであり、ＢはＭn ，Ｓ
n ，Ｂe であり、ＣはＡl ，Ｃa ，Ｍg ，Ｚr ，Ｎb で
あり、ｘは０≦ｘ≦０．５であり、ｙは０≦ｙ≦１．５
であり、ｚは０≦ｚ≦０．５である。Ｍは、Ｄ2-u Ｅ
1-v Ｆu Ｇｖであり、式中、ＤはＭg ，Ａl であり、Ｅ
はＣu ，Ｚn であり、ＦはＣa ，Ｂe であり、ＧはＳn
，Ｂi であり、ｕは０≦ｕ≦１であり、ｖは０≦ｖ≦
０．５である。
蔵合金電極は、第１の水素貯蔵合金Ｍ1 と第２の水素貯
蔵合金Ｍ2 から成る活性物質を有する。Ｍ1 はＭm Ｎi
5-X-Y-Z Ａx Ｂy Ｃzであり、式中、Ｍm はミッシュメ
タルであり、ＡはＣo ，Ｃr ，Ｖであり、ＢはＭn ，Ｓ
n ，Ｂe であり、ＣはＡl ，Ｃa ，Ｍg ，Ｚr ，Ｎb で
あり、ｘは０≦ｘ≦０．５であり、ｙは０≦ｙ≦１．５
であり、ｚは０≦ｚ≦０．５である。Ｍは、Ｄ2-u Ｅ
1-v Ｆu Ｇｖであり、式中、ＤはＭg ，Ａl であり、Ｅ
はＣu ，Ｚn であり、ＦはＣa ，Ｂe であり、ＧはＳn
，Ｂi であり、ｕは０≦ｕ≦１であり、ｖは０≦ｖ≦
０．５である。
【００１２】本発明によれば、２種類の合金Ｍ1 とＭ2
は、Ｍ1 およびＭ2 がＮi ，Ｐ系金属化合物で塗被され
た後で一緒に混合される。Ｍ1 とＭ2 の重量比は約２
０：１〜１０：１である。本発明に係るＮi ，Ｐ系金属
化合物はＮi ，Ｐ系金属化合物はＮi ，Ｐ，Ｊ金属化合
物であり、ここでＪはＣr ，Ｗ，ＣｏまたはＳn から選
ばれる元素である。金属化合物の原子百分率は、金属化
合物の全原子に基づいてＮについては９０〜９７％、Ｐ
については１〜７％そしてＪについては０〜５％であ
る。好ましくは、金属化合物は、Ｎi の原子百分率が９
３〜９７％であり、Ｐが３〜７％であるＮi ，Ｐ金属化
合物である。
は、Ｍ1 およびＭ2 がＮi ，Ｐ系金属化合物で塗被され
た後で一緒に混合される。Ｍ1 とＭ2 の重量比は約２
０：１〜１０：１である。本発明に係るＮi ，Ｐ系金属
化合物はＮi ，Ｐ系金属化合物はＮi ，Ｐ，Ｊ金属化合
物であり、ここでＪはＣr ，Ｗ，ＣｏまたはＳn から選
ばれる元素である。金属化合物の原子百分率は、金属化
合物の全原子に基づいてＮについては９０〜９７％、Ｐ
については１〜７％そしてＪについては０〜５％であ
る。好ましくは、金属化合物は、Ｎi の原子百分率が９
３〜９７％であり、Ｐが３〜７％であるＮi ，Ｐ金属化
合物である。
【００１３】本発明によれば、ＡがＣr であり、ＢがＢ
e であり、ＣがＮb であり、ｘが０≦ｘ≦０．５であ
り、ｙが０≦ｙ≦１．５であり、ｚが０≦ｚ≦０．５で
あり、より好ましくはｘが０．４であり、ｙが１．２で
あり、ｚが０．４であるか、またはＡがＣo であり、Ｂ
がＳn であり、ＣがＣa であり、ｘが０≦ｘ≦０．５で
あり、ｙが０≦ｙ≦１．５であり、ｚが０≦ｚ≦０．５
であり、より好ましくはｘが０．４であり、ｙが１．２
であり、ｚが０．４であるか、またはＡがＣr であり、
ＢがＭn であり、ｘが０≦ｘ≦０．５であり、ｙが０≦
ｙ≦１．５であり、ｚが０であるか、またはＡがＶであ
り、ＢがＳn であり、ＣがＺr であり、ｘが０≦ｘ≦
０．５であり、ｙが０≦ｙ≦１．５であり、ｚが０≦ｚ
≦０．５であることが好ましい。
e であり、ＣがＮb であり、ｘが０≦ｘ≦０．５であ
り、ｙが０≦ｙ≦１．５であり、ｚが０≦ｚ≦０．５で
あり、より好ましくはｘが０．４であり、ｙが１．２で
あり、ｚが０．４であるか、またはＡがＣo であり、Ｂ
がＳn であり、ＣがＣa であり、ｘが０≦ｘ≦０．５で
あり、ｙが０≦ｙ≦１．５であり、ｚが０≦ｚ≦０．５
であり、より好ましくはｘが０．４であり、ｙが１．２
であり、ｚが０．４であるか、またはＡがＣr であり、
ＢがＭn であり、ｘが０≦ｘ≦０．５であり、ｙが０≦
ｙ≦１．５であり、ｚが０であるか、またはＡがＶであ
り、ＢがＳn であり、ＣがＺr であり、ｘが０≦ｘ≦
０．５であり、ｙが０≦ｙ≦１．５であり、ｚが０≦ｚ
≦０．５であることが好ましい。
【００１４】また、本発明によれば、ＤがＭg であり、
ＥがＣu であり、ＦがＣa であり、ＧがＳn であり、ｕ
が０≦ｕ≦１であり、Ｖが０≦Ｖ≦０．５であり、より
好ましくはｕが０．５であり、ｖが０．４であることも
好ましい。本発明によれば、合金Ｍ1 および合金Ｍ
2 は、この２種類の合金がＮi ，Ｐ系金属化合物で塗被
される前に合金の粉末を生成するために微粉砕される。
２種類の合金粉末の平均寸法は約２５０〜６００メッシ
ュ、好ましくは約３００〜４００メッシュである。化学
めっきの方法により、Ｎi ，Ｐ系金属化合物の塗被が２
種類の合金粉末の表面上に形成される。Ｍ1 とＭ2 は、
Ｎi ，Ｐ系金属化合物によって別個に塗被される。Ｍ1
に対するめっき溶液は、Ｍ2 に対して使用される溶液と
違うことができる。同じめっき溶液をＭ1 およびＭ2 に
対し使用することが好ましい。金属化合物のコーティン
グの厚さは、本発明によれば約１〜１０μである。化学
めっきは従来の化学めっき方法である。２種類の合金粉
末が化学めっきにより処理される前に、２種類の合金粉
末は短時間の間、例えば、数分間またはそれ以上、ドデ
シルスルホン酸ナトリウムなどのようなアルキル化合物
により浸漬される。
ＥがＣu であり、ＦがＣa であり、ＧがＳn であり、ｕ
が０≦ｕ≦１であり、Ｖが０≦Ｖ≦０．５であり、より
好ましくはｕが０．５であり、ｖが０．４であることも
好ましい。本発明によれば、合金Ｍ1 および合金Ｍ
2 は、この２種類の合金がＮi ，Ｐ系金属化合物で塗被
される前に合金の粉末を生成するために微粉砕される。
２種類の合金粉末の平均寸法は約２５０〜６００メッシ
ュ、好ましくは約３００〜４００メッシュである。化学
めっきの方法により、Ｎi ，Ｐ系金属化合物の塗被が２
種類の合金粉末の表面上に形成される。Ｍ1 とＭ2 は、
Ｎi ，Ｐ系金属化合物によって別個に塗被される。Ｍ1
に対するめっき溶液は、Ｍ2 に対して使用される溶液と
違うことができる。同じめっき溶液をＭ1 およびＭ2 に
対し使用することが好ましい。金属化合物のコーティン
グの厚さは、本発明によれば約１〜１０μである。化学
めっきは従来の化学めっき方法である。２種類の合金粉
末が化学めっきにより処理される前に、２種類の合金粉
末は短時間の間、例えば、数分間またはそれ以上、ドデ
シルスルホン酸ナトリウムなどのようなアルキル化合物
により浸漬される。
【００１５】本発明に従って、アルカリ電池は、本発明
の活性物質を取り入れる水素貯蔵合金電極を包含する。
本発明によれば、水素貯蔵合金電極は、電極製造の一般
的な技術的方法によって２種類の塗被された合金粉末Ｍ
1 およびＭ2 から製造される。典型的に、Ｍ1とＭ2 の
混合物は、ペーストを形成するために混合粉末の全重量
基準で５〜１０重量％のＰＴＦＥエマルジョンによって
作り上げられる。ペーストは、厚さ０．２〜０．４ｍｍ
の合金粉末シートになるまで６０〜１００℃で数回圧延
される。シートは圧力０．５〜２トン／ｃｍ2 のもとに
一面の導電性ニッケル素地に固められて水素貯蔵合金電
極を製造する。
の活性物質を取り入れる水素貯蔵合金電極を包含する。
本発明によれば、水素貯蔵合金電極は、電極製造の一般
的な技術的方法によって２種類の塗被された合金粉末Ｍ
1 およびＭ2 から製造される。典型的に、Ｍ1とＭ2 の
混合物は、ペーストを形成するために混合粉末の全重量
基準で５〜１０重量％のＰＴＦＥエマルジョンによって
作り上げられる。ペーストは、厚さ０．２〜０．４ｍｍ
の合金粉末シートになるまで６０〜１００℃で数回圧延
される。シートは圧力０．５〜２トン／ｃｍ2 のもとに
一面の導電性ニッケル素地に固められて水素貯蔵合金電
極を製造する。
【００１６】陽極としてこの電極をそして陰極として酸
化ニッケルを使用して組立てられた水素貯蔵アルカリ電
池は低い内圧を有し、密閉電池の容量は開放電池に近
い。わずかに３〜５回の活性化が充電−放電を最大に達
するために必要であり、その結果完全に工業的生産およ
び実用的応用が行なわれる。この電池の低温放電の特性
は良好である。陰極上の酸素濃度の減少により、電池の
サイクルライフは延長され、電池の容量は３２０回の充
電−放電サイクル後わずか６．５％低下するだけで、サ
イクルの容量低下速度は平均０．０２％より低くなる。
化ニッケルを使用して組立てられた水素貯蔵アルカリ電
池は低い内圧を有し、密閉電池の容量は開放電池に近
い。わずかに３〜５回の活性化が充電−放電を最大に達
するために必要であり、その結果完全に工業的生産およ
び実用的応用が行なわれる。この電池の低温放電の特性
は良好である。陰極上の酸素濃度の減少により、電池の
サイクルライフは延長され、電池の容量は３２０回の充
電−放電サイクル後わずか６．５％低下するだけで、サ
イクルの容量低下速度は平均０．０２％より低くなる。
【００１７】
実施例１ １００ｇの水素貯蔵合金粉末Ｍm Ｎi ３．８、Ｃo ０．
５、Ｍn ０．４、Ａl０．３および１００ｇの水素貯蔵
合金粉末Ｍg １．８、Ｃu ０．５、Ａl ０．２を、６０
ｇのメチルベンゼン中に４分間別々に浸漬した。２種類
の粉末を次いで化学めっき方法によって８０℃のメッキ
溶液中でＮi ，Ｐ金属化合物で別々に塗被した。この方
法に使用されたメッキ溶液は、３０ｇのＮi Ｃｌ2 、４
０ｇのＮＨ4 Ｃｌ、５０ｇのＮａ2 ＰＯ2 、３０ｇのク
エン酸ナトリウム、１０ｍｌのアンモニアおよび１００
０ｍｌの蒸留水を含有していた。合金粉末の表面上のＮ
i，Ｐ金属化合物のコーティングは３〜４μであった。
５、Ｍn ０．４、Ａl０．３および１００ｇの水素貯蔵
合金粉末Ｍg １．８、Ｃu ０．５、Ａl ０．２を、６０
ｇのメチルベンゼン中に４分間別々に浸漬した。２種類
の粉末を次いで化学めっき方法によって８０℃のメッキ
溶液中でＮi ，Ｐ金属化合物で別々に塗被した。この方
法に使用されたメッキ溶液は、３０ｇのＮi Ｃｌ2 、４
０ｇのＮＨ4 Ｃｌ、５０ｇのＮａ2 ＰＯ2 、３０ｇのク
エン酸ナトリウム、１０ｍｌのアンモニアおよび１００
０ｍｌの蒸留水を含有していた。合金粉末の表面上のＮ
i，Ｐ金属化合物のコーティングは３〜４μであった。
【００１８】塗被された第１の合金粉末と第２の合金粉
末は、２０：１の重量割合に従って混合した。ペースト
を形成するために混合した合金粉末の重量基準で８重量
％のＰＴＦＥエマルジョンで作りあげた。ペーストを厚
さ０．４ｍｍの合金粉末シートになるまで６０℃で数回
圧延した。シートは電池のケースの寸法を基礎として適
当な寸法の一面の導電性ニッケル素地に圧力１トン／ｃ
ｍ2 のもとに固められて水素貯蔵合金電極を製造した。
水素貯蔵合金電極を陽極として、酸化ニッケルを陰極と
して、ＬｉＯＨを１５％含有する５ＮのＫＯＨ溶液を電
解液として、そしてナイロン不織布をセパレーターとし
て使用してアルカリ電池を組立てた。３回の充電−放電
活性化後密閉して円筒型のＡＡタイプアルカリ電池を形
成した。開放型と密閉型の電池の電気容量とエネルギー
密度の対比データを表１に示す。
末は、２０：１の重量割合に従って混合した。ペースト
を形成するために混合した合金粉末の重量基準で８重量
％のＰＴＦＥエマルジョンで作りあげた。ペーストを厚
さ０．４ｍｍの合金粉末シートになるまで６０℃で数回
圧延した。シートは電池のケースの寸法を基礎として適
当な寸法の一面の導電性ニッケル素地に圧力１トン／ｃ
ｍ2 のもとに固められて水素貯蔵合金電極を製造した。
水素貯蔵合金電極を陽極として、酸化ニッケルを陰極と
して、ＬｉＯＨを１５％含有する５ＮのＫＯＨ溶液を電
解液として、そしてナイロン不織布をセパレーターとし
て使用してアルカリ電池を組立てた。３回の充電−放電
活性化後密閉して円筒型のＡＡタイプアルカリ電池を形
成した。開放型と密閉型の電池の電気容量とエネルギー
密度の対比データを表１に示す。
【００１９】実施例２ 実施例１に採用された２種類の水素貯蔵合金粉末を１
５：１の重量比率に従って混合した。水素貯蔵合金電極
を同一技術によって製造し、ＡＡタイプアルカリ電池
（Ｂ）を形成するために組立て、同一技術によってＭm
Ｎi ３．８、Ｃo ０．５、Ｍn ０．４、Ａl ０．３だけ
の組成を有する水素貯蔵合金から別の電極を製造し、ア
ルカリ電池（Ａ）を形成するために組立てた。アルカリ
電池ＡとＢの内圧、放電容量および充電効率の対比測定
データを表２に示す。
５：１の重量比率に従って混合した。水素貯蔵合金電極
を同一技術によって製造し、ＡＡタイプアルカリ電池
（Ｂ）を形成するために組立て、同一技術によってＭm
Ｎi ３．８、Ｃo ０．５、Ｍn ０．４、Ａl ０．３だけ
の組成を有する水素貯蔵合金から別の電極を製造し、ア
ルカリ電池（Ａ）を形成するために組立てた。アルカリ
電池ＡとＢの内圧、放電容量および充電効率の対比測定
データを表２に示す。
【００２０】実施例３ 実施例１に採用された２種類の水素貯蔵合金粉末を１
０：１の重量比率に従って混合した。水素貯蔵合金電極
を同一技術によって製造し、ＡＡタイプアルカリ電池
（Ｃ）を形成するために組立てた。アルカリ電池ＡとＣ
の活性化回数および放電容量の対比データを表３に示
す。
０：１の重量比率に従って混合した。水素貯蔵合金電極
を同一技術によって製造し、ＡＡタイプアルカリ電池
（Ｃ）を形成するために組立てた。アルカリ電池ＡとＣ
の活性化回数および放電容量の対比データを表３に示
す。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】
【表３】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 陳 有孝 中華人民共和国 天津市 圍堤道200號 ２樓 608 (72)発明者 陳 軍 中華人民共和国 天津市 南開區 衛津路 94號 南開大学 西南村36樓201 (72)発明者 汪 根時 中華人民共和国 天津市 南開區 衛津路 94號 南開大学 北村12樓404 (72)発明者 袁 華堂 中華人民共和国 天津市 南開區 衛津路 94號 南開大学 西南村20樓401 (72)発明者 周 作祥 中華人民共和国 天津市 南開區 衛津路 94號 南開大学 北村12樓２ 棟12 (72)発明者 曹 学軍 中華人民共和国 天津市 南開區 衛津路 94號 南開大学 北村12樓204 (72)発明者 臧 タオ石 中華人民共和国 天津市 南開區 衛津路 94號 南開大学 北村15樓301 (72)発明者 張 大キン 中華人民共和国 天津市 南開區 衛津路 94號 南開大学 西南村45樓303
Claims (12)
- 【請求項１】 次の組成 Ｍm Ｎi 5-X-Y-Z Ａx Ｂy Ｃz 式中、Ｍm はミッシュメタルであり、ＡはＣo ，Ｃr ，
Ｖであり、ＢはＭn ，Ｓn ，Ｂe であり、ＣはＡl ，Ｃ
a ，Ｍg ，Ｚr ，Ｎb であり、ｘは０≦ｘ≦０．５であ
り、ｙは０≦ｙ≦１．５であり、ｚは０≦ｚ≦０．５で
ある、を有する第１の水素貯蔵合金Ｍ1 、 次の組成 Ｄ2-u Ｅ1-v Ｆu Ｇｖ 式中、ＤはＭg ，Ａl であり、ＥはＣu ，Ｚn であり、
ＦはＣa ，Ｂe であり、ＧはＳn ，Ｂi であり、ｕは０
≦ｕ≦１であり、ｖは０≦ｖ≦０．５である。を有する
第２の水素貯蔵合金Ｍ2 から成り、 第１の合金Ｍ1 および第２の合金Ｍ2 の両方は、２種類
の合金が混合される前にＮi ，Ｐ系金属化合物で塗被さ
れていることを特徴とする水素貯蔵合金電極、活性物
質。 - 【請求項２】 Ｍ1 とＭ2 の重量比率が２０：１〜１
０：１である請求項１に記載の電極。 - 【請求項３】 金属化合物がＮi ，Ｐ，Ｊ金属化合物で
あり、ここでＪがＣr ，Ｗ，Ｃo およびＳn より成る群
から選ばれる請求項１に記載の電極。 - 【請求項４】 Ｎi ，Ｐ，Ｊ金属化合物の原子百分率
が、Ｎi ＝９０〜９７％、Ｐ＝１〜７％およびＪ＝０〜
５％である請求項３に記載の電極。 - 【請求項５】 金属化合物が、Ｎi の原子百分率が金属
化合物の９３〜９７％であり、Ｐが３〜７％である、Ｎ
i ，Ｐ金属化合物である請求項１に記載の電極。 - 【請求項６】 ＡがＣr であり、ＢがＢe であり、Ｃが
Ｎb である請求項１に記載の電極。 - 【請求項７】 ｘが０．４であり、ｙが１．２であり、
ｚが０．４である請求項６に記載の電極。 - 【請求項８】 ＡがＣo であり、ＢがＳn であり、Ｃが
Ｃa である請求項１に記載の電極。 - 【請求項９】 ｘが０．４であり、ｙが１．２であり、
ｚが０．４である請求項８に記載の電極。 - 【請求項１０】 ＤがＭg であり、ＥがＣu であり、Ｆ
がＣa であり、ＧがＳn である請求項１に記載の電極。 - 【請求項１１】 ｕが０．５であり、ｖが０．４である
請求項１０に記載の電極。 - 【請求項１２】 塗被厚さが１〜１０μである請求項１
に記載の電極。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
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| CN91111747A CN1029809C (zh) | 1991-12-28 | 1991-12-28 | 储氢合金电极 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0676816A true JPH0676816A (ja) | 1994-03-18 |
Family
ID=4910819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4358654A Pending JPH0676816A (ja) | 1991-12-28 | 1992-12-28 | 水素貯蔵合金電極 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5354576A (ja) |
| EP (1) | EP0557656B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0676816A (ja) |
| CN (1) | CN1029809C (ja) |
| CA (1) | CA2085970A1 (ja) |
| DE (1) | DE69209487T2 (ja) |
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| DE4426958A1 (de) * | 1994-07-29 | 1996-02-01 | Varta Batterie | Gasdicht verschlossener Metalloxid-Metallhydrid-Akkumulator |
| CN1045029C (zh) * | 1994-10-14 | 1999-09-08 | 阎德意 | 具有非枝晶结构的拉乌斯相贮氢合金电极及其制备方法 |
| CN1056249C (zh) * | 1995-01-27 | 2000-09-06 | 陈有孝 | 电动车用镍－－氢化物二次电池储氢合金材料 |
| CN1047877C (zh) * | 1995-07-03 | 1999-12-29 | 陈有孝 | 大型镍－氢化物二次电池用储氢合金材料 |
| US5876869A (en) * | 1995-12-07 | 1999-03-02 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Hydrogen absorbing alloy electrodes |
| JP3214341B2 (ja) * | 1996-03-08 | 2001-10-02 | 松下電器産業株式会社 | 電池用水素吸蔵合金の製造法 |
| US6074783A (en) * | 1996-12-19 | 2000-06-13 | Duracell Inc. | Hydrogen storage alloys for use in rechargeable electrochemical cells, and methods of producing them |
| DE69839140T2 (de) * | 1997-06-17 | 2008-06-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki | Wasserstoffabsorbierende Legierung |
| US6602639B1 (en) | 1997-12-26 | 2003-08-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Process for producing hydrogen storage alloy and process for producing hydrogen storage alloy electrode |
| US6013387A (en) * | 1998-06-22 | 2000-01-11 | Li-Ho Yao | Hydrogen absorbing alloy for battery application |
| JP2955662B1 (ja) * | 1998-09-29 | 1999-10-04 | 工業技術院長 | 三元系水素吸蔵合金およびその製造方法 |
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| CN101852565B (zh) * | 2010-05-11 | 2012-07-04 | 中国科学院广州能源研究所 | 储氢合金除氢长效热管 |
| CN103370431B (zh) * | 2010-12-17 | 2015-09-30 | 株式会社三德 | 储氢合金粉末、负极和镍氢二次电池 |
| JP6606041B2 (ja) * | 2016-09-16 | 2019-11-13 | トヨタ自動車株式会社 | 高圧型水素化物二次電池 |
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| NL8601675A (nl) * | 1986-06-26 | 1988-01-18 | Philips Nv | Elektrochemische cel. |
| DE3702138C2 (de) * | 1987-01-24 | 1994-10-13 | Varta Batterie | Elektrode mit Speichervermögen für Wasserstoff zur Durchführung von elektrochemischen und chemischen Reaktionen |
| US5006328A (en) * | 1987-11-17 | 1991-04-09 | Kuochih Hong | Method for preparing materials for hydrogen storage and for hydride electrode applications |
| JP2771592B2 (ja) * | 1989-04-18 | 1998-07-02 | 三洋電機株式会社 | アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金電極 |
| US5104753A (en) * | 1989-09-11 | 1992-04-14 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | Hydrogen storage electrode and process for producing the same |
| DE69014185T2 (de) * | 1989-09-18 | 1995-03-30 | Toshiba Battery | Sekundäre Nickel-Metallhydrid-Zelle. |
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1991
- 1991-12-28 CN CN91111747A patent/CN1029809C/zh not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-12-21 CA CA002085970A patent/CA2085970A1/en not_active Abandoned
- 1992-12-22 EP EP92311685A patent/EP0557656B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-12-22 DE DE69209487T patent/DE69209487T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-12-23 US US07/995,844 patent/US5354576A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-12-28 JP JP4358654A patent/JPH0676816A/ja active Pending
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| DE69209487D1 (de) | 1996-05-02 |
| EP0557656A1 (en) | 1993-09-01 |
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| CA2085970A1 (en) | 1993-06-29 |
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