JPH07142087A - ニツケル−水素電池 - Google Patents
ニツケル−水素電池Info
- Publication number
- JPH07142087A JPH07142087A JP6132394A JP13239494A JPH07142087A JP H07142087 A JPH07142087 A JP H07142087A JP 6132394 A JP6132394 A JP 6132394A JP 13239494 A JP13239494 A JP 13239494A JP H07142087 A JPH07142087 A JP H07142087A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nickel
- hydrogen
- electrode
- battery
- electrolyte
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、初期の充放電サイクルから満足す
る容量が取り出せ、しかも放電容量を大きくすることの
できるニッケル−水素電池の提供を目的とする。 【構成】 本発明は、水素吸蔵合金を主要構成材とし、
ポリテトラフルオロチレンが水素吸蔵合金粒子と混合さ
れてなるシートとニッケル集電体とが一体化された水素
電極を負極とし、ニッケル酸化物を正極とするニッケル
−水素電池において、電解液中にＫＯＨ及びＬｉＯＨか
らなる電解質を含有せしめ、かつ前記電解質の総モル数
のうちＬｉＯＨのモル数が７．７％以上２０％以下であ
ることを特徴とするニッケル−水素電池である。
る容量が取り出せ、しかも放電容量を大きくすることの
できるニッケル−水素電池の提供を目的とする。 【構成】 本発明は、水素吸蔵合金を主要構成材とし、
ポリテトラフルオロチレンが水素吸蔵合金粒子と混合さ
れてなるシートとニッケル集電体とが一体化された水素
電極を負極とし、ニッケル酸化物を正極とするニッケル
−水素電池において、電解液中にＫＯＨ及びＬｉＯＨか
らなる電解質を含有せしめ、かつ前記電解質の総モル数
のうちＬｉＯＨのモル数が７．７％以上２０％以下であ
ることを特徴とするニッケル−水素電池である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水素吸蔵合金を用いた
ニッケル−水素電池に係る。
ニッケル−水素電池に係る。
【０００２】
【従来の技術】水素吸蔵合金を主要構成材とする水素電
極を負極とした水素電池はエネルギーー密度が大きいと
いうことで注目されている。上記水素電池は、電極内に
細孔を設けその細孔内に電解液を染み込ませることによ
り、水素吸蔵合金粒子間の十分な電気的な導通を保つこ
とが可能となり、その特性が向上するという特徴を持
つ。これは水素電極は充電時に水素吸蔵合金表面におい
て水を電気分解し、生成した水素を合金内に吸蔵し、放
電時には吸蔵された水素と電解液中の水酸基とが反応し
て水を生成することにより、充放電サイクルを繰り返す
ために水素吸蔵合金が電解液と接しており、かつ水素吸
蔵合金粒子が外部と電気的に導通がある場合にのみ、上
述した電気化学反応による充放電が起こるためである。
したがって電池の特性をより向上させるためには、水素
電極内への電解液のしみこみを良くし、水素吸蔵合金間
の導通を良くすることが必要である。しかし、電池を組
み立ててから最初の数回の充放電サイクルでは、水素電
極中への電解液の染み込みが不十分なため、満足する容
量を取り出す事が難しく、そして、この場合、電池の容
量が小さくなるという問題があった。
極を負極とした水素電池はエネルギーー密度が大きいと
いうことで注目されている。上記水素電池は、電極内に
細孔を設けその細孔内に電解液を染み込ませることによ
り、水素吸蔵合金粒子間の十分な電気的な導通を保つこ
とが可能となり、その特性が向上するという特徴を持
つ。これは水素電極は充電時に水素吸蔵合金表面におい
て水を電気分解し、生成した水素を合金内に吸蔵し、放
電時には吸蔵された水素と電解液中の水酸基とが反応し
て水を生成することにより、充放電サイクルを繰り返す
ために水素吸蔵合金が電解液と接しており、かつ水素吸
蔵合金粒子が外部と電気的に導通がある場合にのみ、上
述した電気化学反応による充放電が起こるためである。
したがって電池の特性をより向上させるためには、水素
電極内への電解液のしみこみを良くし、水素吸蔵合金間
の導通を良くすることが必要である。しかし、電池を組
み立ててから最初の数回の充放電サイクルでは、水素電
極中への電解液の染み込みが不十分なため、満足する容
量を取り出す事が難しく、そして、この場合、電池の容
量が小さくなるという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、容量を高位
に維持し、初期の充放電サイクルから満足する放電容量
を示すニッケル−水素電池の提供を目的とする。
に維持し、初期の充放電サイクルから満足する放電容量
を示すニッケル−水素電池の提供を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、水素
吸蔵合金を主要構成材とし、ポリテトラフルオロチレン
が水素吸蔵合金粒子と混合されてなるシートとニッケル
集電体とが一体化された水素電極を負極とし、ニッケル
酸化物を正極とするニッケル−水素電池において、電解
液中にＫＯＨ及びＬｉＯＨからなる電解質を含有せし
め、かつ前記電解質の総モル数のうちＬｉＯＨのモル数
が７．７％以上２０％以下であることを特徴とするニッ
ケル−水素電池である。
吸蔵合金を主要構成材とし、ポリテトラフルオロチレン
が水素吸蔵合金粒子と混合されてなるシートとニッケル
集電体とが一体化された水素電極を負極とし、ニッケル
酸化物を正極とするニッケル−水素電池において、電解
液中にＫＯＨ及びＬｉＯＨからなる電解質を含有せし
め、かつ前記電解質の総モル数のうちＬｉＯＨのモル数
が７．７％以上２０％以下であることを特徴とするニッ
ケル−水素電池である。
【０００５】水素吸蔵合金の種類としては、ＬａＮ
ｉ5 、ＭｍＮｉ5 、及びこれらのＮｉの一部を他の金属
元素、例えばＡｌ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｚ
ｎ，Ｚｒ，Ｃｒ等で置換し、三元、四元あるいは五元合
金としたもの、さらにＭｇ2 Ｎｉ系、ＴｉＮｉ系、Ｔｉ
Ｆｅ系の合金が示される。しかしながら、格別これらに
限定されるわけではなく、本発明においては、電解液中
で電気化学的に発生させた水素を容易に吸蔵し、かつ放
電時に容易に放出できるものであれば、いかなるものを
用いても良い。
ｉ5 、ＭｍＮｉ5 、及びこれらのＮｉの一部を他の金属
元素、例えばＡｌ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｚ
ｎ，Ｚｒ，Ｃｒ等で置換し、三元、四元あるいは五元合
金としたもの、さらにＭｇ2 Ｎｉ系、ＴｉＮｉ系、Ｔｉ
Ｆｅ系の合金が示される。しかしながら、格別これらに
限定されるわけではなく、本発明においては、電解液中
で電気化学的に発生させた水素を容易に吸蔵し、かつ放
電時に容易に放出できるものであれば、いかなるものを
用いても良い。
【０００６】さて、電池容量を増大させ、初期のサイク
ルから満足する容量を取り出すには電解液として、細孔
内に染み込む速度が速いものを用いる事が望まれる。そ
のためには、ある程度電解液の粘度が低いものが望まれ
る。
ルから満足する容量を取り出すには電解液として、細孔
内に染み込む速度が速いものを用いる事が望まれる。そ
のためには、ある程度電解液の粘度が低いものが望まれ
る。
【０００７】一方、該電池においては、過充電時に正極
から発生した酸素ガスを負極において効率良く水に変換
する必要がある。この変換がスムーズに行なわれない
と、酸素の電解液中での滞留時間が長くなり、負極の水
素吸蔵合金が酸化し、劣化するので電池容量を高位に維
持することができず問題となる。また正極から発生した
酸素ガスにより電池内内圧が上昇し、電解液の漏液など
を生じ容量低下かの原因となる。前記変換をスムーズに
行うためには負極にＰＴＦＥを含有させ、さらに適度な
粘度を有する電解液を用いることにより水素吸蔵合金、
電解液及び酸素の三相界面を形成することが必要とな
る。
から発生した酸素ガスを負極において効率良く水に変換
する必要がある。この変換がスムーズに行なわれない
と、酸素の電解液中での滞留時間が長くなり、負極の水
素吸蔵合金が酸化し、劣化するので電池容量を高位に維
持することができず問題となる。また正極から発生した
酸素ガスにより電池内内圧が上昇し、電解液の漏液など
を生じ容量低下かの原因となる。前記変換をスムーズに
行うためには負極にＰＴＦＥを含有させ、さらに適度な
粘度を有する電解液を用いることにより水素吸蔵合金、
電解液及び酸素の三相界面を形成することが必要とな
る。
【０００８】本願発明で電解液として用いられているＫ
ＯＨ及びＬｉＯＨは混合することにより粘度の上昇を生
じる。本願発明に示される如くの組成の電解液は、ＰＴ
ＦＥを含有した電極の電解液の電極へのしみ込みを損な
わずに合金粒子の表面に適度な三相界面を形成すること
を可能にするものである。加えて、ＬｉＯＨを本願発明
の如くの組成比で用いることにより、正極すなわちニッ
ケル極の利用率を高め、電池容量を増大させる効果が得
られる。また、高温での充電効率を上昇させる効果も併
せて得られる。
ＯＨ及びＬｉＯＨは混合することにより粘度の上昇を生
じる。本願発明に示される如くの組成の電解液は、ＰＴ
ＦＥを含有した電極の電解液の電極へのしみ込みを損な
わずに合金粒子の表面に適度な三相界面を形成すること
を可能にするものである。加えて、ＬｉＯＨを本願発明
の如くの組成比で用いることにより、正極すなわちニッ
ケル極の利用率を高め、電池容量を増大させる効果が得
られる。また、高温での充電効率を上昇させる効果も併
せて得られる。
【０００９】
（実施例１）次に本発明をニッケル酸化物（ＮｉＯＯ
Ｈ）の正極２５℃における平衡圧0.4atmのＬａＮｉ4.7
Ａｌ0.3 の水素吸蔵合金を主成分とする負極からなる単
三サイズの電池に適用した例について図１を用いて説明
する。
Ｈ）の正極２５℃における平衡圧0.4atmのＬａＮｉ4.7
Ａｌ0.3 の水素吸蔵合金を主成分とする負極からなる単
三サイズの電池に適用した例について図１を用いて説明
する。
【００１０】まず、ＬａＮｉ4.7 Ａｌ0.3 を２０μｍ程
度の粉末とし、これにポリテトラフルオロエチレンを添
加混練しシート化した。このシートにニッケル網状体の
集電体１を圧着して負極２とした。正極３としては、ニ
ッケル極を用意し、前記負極２とセパレータ４を介して
巻回した後に金属製の円筒形の缶５に挿入した。次にそ
の中にＫＯＨ水溶液を加え、正極端子６のついたキャッ
プ７を乗せて正極３とリードをとり、クリンプして単三
サイズの水素電池の組み立てを完了した。
度の粉末とし、これにポリテトラフルオロエチレンを添
加混練しシート化した。このシートにニッケル網状体の
集電体１を圧着して負極２とした。正極３としては、ニ
ッケル極を用意し、前記負極２とセパレータ４を介して
巻回した後に金属製の円筒形の缶５に挿入した。次にそ
の中にＫＯＨ水溶液を加え、正極端子６のついたキャッ
プ７を乗せて正極３とリードをとり、クリンプして単三
サイズの水素電池の組み立てを完了した。
【００１１】電解液は、電解質としてＫＯＨ及びＬｉＯ
Ｈを用い、各々の濃度を表に記載した。また、各々の電
解液、電解質の総モル数のうちのＬｉＯＨのモル数の割
合を表に併記する。
Ｈを用い、各々の濃度を表に記載した。また、各々の電
解液、電解質の総モル数のうちのＬｉＯＨのモル数の割
合を表に併記する。
【００１２】
【表１】 図２はＬｉＯＨの含有割合を変化させた場合の１００％
充放電効率を示す上限の容量を示す。また、表に示す如
き電解質を用いた場合の充放電サイクルテストにおける
充電容量に対する放電容量の割合の変化を図３に示す。
充放電効率を示す上限の容量を示す。また、表に示す如
き電解質を用いた場合の充放電サイクルテストにおける
充電容量に対する放電容量の割合の変化を図３に示す。
【００１３】以上のように本願発明の電池は、容量が大
きく、かつ初期の充放電サイクルから満足し得る容量が
取り出せることがわかる。
きく、かつ初期の充放電サイクルから満足し得る容量が
取り出せることがわかる。
【００１４】
【発明の効果】本願発明の構成の電池は、容量を高位に
維持し、かつ充放電サイクル初期から満足し得る放電容
量を示すニッケル−水素電池を得ることができるという
点において工業的価値は大であるといえる。
維持し、かつ充放電サイクル初期から満足し得る放電容
量を示すニッケル−水素電池を得ることができるという
点において工業的価値は大であるといえる。
【図１】 単三サイズのニッケル−水素電池の断面図。
【図２】 電池の容量と電解液濃度の関係を示す特性
図。
図。
【図３】 充放電サイクルテストにおける充電容量に対
する放電容量の割合の変化の特性図。
する放電容量の割合の変化の特性図。
１…集電体、２…負極、３…正極、４…セパレータ、５
…金属製缶、６…正極端子、７…キャップ
…金属製缶、６…正極端子、７…キャップ
Claims (1)
- 【請求項１】水素吸蔵合金を主要構成材とし、ポリテト
ラフルオロチレンが水素吸蔵合金粒子と混合されてなる
シートとニッケル集電体とが一体化された水素電極を負
極とし、ニッケル酸化物を正極とするニッケル−水素電
池において、電解液中にＫＯＨ及びＬｉＯＨからなる電
解質を含有せしめ、かつ前記電解質の総モル数のうちＬ
ｉＯＨのモル数が７．７％以上２０％以下であることを
特徴とするニッケル−水素電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6132394A JPH07142087A (ja) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | ニツケル−水素電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6132394A JPH07142087A (ja) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | ニツケル−水素電池 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60054325A Division JPS61214370A (ja) | 1985-03-20 | 1985-03-20 | 水素電池 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8162560A Division JPH08306383A (ja) | 1996-06-24 | 1996-06-24 | ニッケル−水素電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07142087A true JPH07142087A (ja) | 1995-06-02 |
Family
ID=15080369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6132394A Pending JPH07142087A (ja) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | ニツケル−水素電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07142087A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114864882A (zh) * | 2022-06-06 | 2022-08-05 | 重庆宏辰科扬能源有限责任公司 | 一种圆柱形双极性高压镍氢电池 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0555987A (ja) * | 1991-08-23 | 1993-03-05 | Nec Corp | 個別呼出情報送信装置 |
-
1994
- 1994-05-24 JP JP6132394A patent/JPH07142087A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0555987A (ja) * | 1991-08-23 | 1993-03-05 | Nec Corp | 個別呼出情報送信装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114864882A (zh) * | 2022-06-06 | 2022-08-05 | 重庆宏辰科扬能源有限责任公司 | 一种圆柱形双极性高压镍氢电池 |
| CN114864882B (zh) * | 2022-06-06 | 2023-03-07 | 重庆宏辰科扬能源有限责任公司 | 一种圆柱形双极性高电压镍氢电池 |
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