JPH07288129A - 水素吸蔵合金を用いた電池用負電極の製造方法 - Google Patents
水素吸蔵合金を用いた電池用負電極の製造方法Info
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- JPH07288129A JPH07288129A JP6102062A JP10206294A JPH07288129A JP H07288129 A JPH07288129 A JP H07288129A JP 6102062 A JP6102062 A JP 6102062A JP 10206294 A JP10206294 A JP 10206294A JP H07288129 A JPH07288129 A JP H07288129A
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- hydrogen storage
- storage alloy
- battery
- acid
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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
- 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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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】製造が簡便であると共に、初期活性が高い上、
高容量・長寿命の密閉式電池に好適な、水素吸蔵合金を
用いた電池用負電極の製造方法を提供すること。 【構成】水素吸蔵合金を用いた電池用負電極の製造方法
であって、前記水素吸蔵合金を無機酸で処理した後用い
ることを特徴とする、水素吸蔵合金を用いた電池用負電
極の製造方法。
高容量・長寿命の密閉式電池に好適な、水素吸蔵合金を
用いた電池用負電極の製造方法を提供すること。 【構成】水素吸蔵合金を用いた電池用負電極の製造方法
であって、前記水素吸蔵合金を無機酸で処理した後用い
ることを特徴とする、水素吸蔵合金を用いた電池用負電
極の製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は水素吸蔵合金を用いた電
池用負電極の製造方法に関し、特に、初期活性に優れた
アルカリ蓄電池に好適な、水素吸蔵合金を用いた負電極
の製造方法に関する。
池用負電極の製造方法に関し、特に、初期活性に優れた
アルカリ蓄電池に好適な、水素吸蔵合金を用いた負電極
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】水素を吸蔵・放出する水素吸蔵合金が発見
されて以来、その応用は、単なる水素貯蔵手段にとどま
らず、ヒートポンプや電池へと展開が図られてきた。特
に、水素吸蔵合金を負電極として用いるアルカリ蓄電池
は殆ど実用の域に達しており、用いる水素吸蔵合金も次
々に高容量化・長寿命化が図られている。
されて以来、その応用は、単なる水素貯蔵手段にとどま
らず、ヒートポンプや電池へと展開が図られてきた。特
に、水素吸蔵合金を負電極として用いるアルカリ蓄電池
は殆ど実用の域に達しており、用いる水素吸蔵合金も次
々に高容量化・長寿命化が図られている。
【０００３】即ち、当初に検討された、ＣａＣｕ5 型結
晶構造を有するＬａＮｉ5 合金（特開昭５１−１３９３
４号公報参照）は、Ｌａの一部を、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄそ
の他の希土類元素に置換することによって高容量化・長
寿命化が図られている（例えば、特開昭５３−４８９１
８号公報、同５４−６４０１４号公報、同６０−２５０
５５８号公報、同６１−２３３９６９号公報、同６２−
４３０６４号公報参照）。
晶構造を有するＬａＮｉ5 合金（特開昭５１−１３９３
４号公報参照）は、Ｌａの一部を、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄそ
の他の希土類元素に置換することによって高容量化・長
寿命化が図られている（例えば、特開昭５３−４８９１
８号公報、同５４−６４０１４号公報、同６０−２５０
５５８号公報、同６１−２３３９６９号公報、同６２−
４３０６４号公報参照）。
【０００４】Ｌａの一部をＣｅ等で置換した金属として
は、ミッシュメタル（Ｍｍ）が市販されている。ミッシ
ュメタルは希土類元素の混合物であり、例えば、Ｃｅ４
５重量％、Ｌａ３０重量％、Ｎｄ５重量％、及びその他
の希土類元素２０重量％からなる。ところが、このよう
な水素吸蔵合金を電池用負電極として用いた場合には、
電池の高容量化・長寿命化は図れるものの、初期活性が
低下する。
は、ミッシュメタル（Ｍｍ）が市販されている。ミッシ
ュメタルは希土類元素の混合物であり、例えば、Ｃｅ４
５重量％、Ｌａ３０重量％、Ｎｄ５重量％、及びその他
の希土類元素２０重量％からなる。ところが、このよう
な水素吸蔵合金を電池用負電極として用いた場合には、
電池の高容量化・長寿命化は図れるものの、初期活性が
低下する。
【０００５】初期活性は、一般に、公称容量に達するま
での充・放電サイクル（単に、サイクルという）の数で
表され、サイクル数が少ない程初期活性が高いとされ
る。通常、初期活性は、１サイクル目の容量で評価され
る。しかしながら、初期活性の低い電池を密閉化した場
合には、正極と負極のバランスが崩れ、容量や寿命を低
下させるという欠点があった。
での充・放電サイクル（単に、サイクルという）の数で
表され、サイクル数が少ない程初期活性が高いとされ
る。通常、初期活性は、１サイクル目の容量で評価され
る。しかしながら、初期活性の低い電池を密閉化した場
合には、正極と負極のバランスが崩れ、容量や寿命を低
下させるという欠点があった。
【０００６】そこで、上記の欠点を解決するために、従
来から水素吸蔵合金をアルカリ処理することが行われて
いた。しかしながら、アルカリ処理は、処理条件を高濃
度かつ高温にする必要となるのみならず、処理後の水洗
も困難となる上、処理後の水素吸蔵合金に組成変化を生
じさせるので、電池用負電極の製造が煩雑になるという
欠点があった。
来から水素吸蔵合金をアルカリ処理することが行われて
いた。しかしながら、アルカリ処理は、処理条件を高濃
度かつ高温にする必要となるのみならず、処理後の水洗
も困難となる上、処理後の水素吸蔵合金に組成変化を生
じさせるので、電池用負電極の製造が煩雑になるという
欠点があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者等
は、上記の欠点を解決するために水素吸蔵合金を用いた
電池用負電極の製造方法について鋭意研究した結果、水
素吸蔵合金を酸処理した場合には、電池用負電極を簡便
に製造することができると共に、電池の容量や寿命を低
下させることもなく、初期活性を向上させることができ
るということを見いだし、本発明に到達した。従って、
本発明の目的は、製造が簡便であると共に、初期活性が
高い上、高容量・長寿命の密閉式電池に好適な、水素吸
蔵合金を用いた電池用負電極の製造方法を提供すること
にある。
は、上記の欠点を解決するために水素吸蔵合金を用いた
電池用負電極の製造方法について鋭意研究した結果、水
素吸蔵合金を酸処理した場合には、電池用負電極を簡便
に製造することができると共に、電池の容量や寿命を低
下させることもなく、初期活性を向上させることができ
るということを見いだし、本発明に到達した。従って、
本発明の目的は、製造が簡便であると共に、初期活性が
高い上、高容量・長寿命の密閉式電池に好適な、水素吸
蔵合金を用いた電池用負電極の製造方法を提供すること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の上記の目的は、
バインダーを用いて水素吸蔵合金を成形する電池用負電
極の製造方法であって、前記水素吸蔵合金を無機酸で処
理した後用いることを特徴とする、水素吸蔵合金を用い
た電池用負電極の製造方法によって達成された。
バインダーを用いて水素吸蔵合金を成形する電池用負電
極の製造方法であって、前記水素吸蔵合金を無機酸で処
理した後用いることを特徴とする、水素吸蔵合金を用い
た電池用負電極の製造方法によって達成された。
【０００９】本発明で使用する水素吸蔵合金は特に限定
されるものではなく、負電極に用いられる公知の水素吸
蔵合金の中から適宜選択して用いることができるが、特
に電池とした場合の高温特性やサイクル寿命を良好とす
る観点から、ＬｍＮｉ5 系の水素吸蔵合金を用いること
が好ましい。上記金属中のＬｍは、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ及
びＮｄ等の希土類元素の混合物からなるミッシュメタル
とよばれるものである。ＬｍＮｉ5 系の水素吸蔵合金
は、サイクル寿命を良好とする観点から、Ｎｉの一部
を、Ｍｎで置換すると共にＡｌによって置換したもので
あることが好ましく、更にＣｏで置換したものであるこ
とが好ましい。
されるものではなく、負電極に用いられる公知の水素吸
蔵合金の中から適宜選択して用いることができるが、特
に電池とした場合の高温特性やサイクル寿命を良好とす
る観点から、ＬｍＮｉ5 系の水素吸蔵合金を用いること
が好ましい。上記金属中のＬｍは、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ及
びＮｄ等の希土類元素の混合物からなるミッシュメタル
とよばれるものである。ＬｍＮｉ5 系の水素吸蔵合金
は、サイクル寿命を良好とする観点から、Ｎｉの一部
を、Ｍｎで置換すると共にＡｌによって置換したもので
あることが好ましく、更にＣｏで置換したものであるこ
とが好ましい。
【００１０】本発明においては、電池とした場合の初期
活性（単に、初期活性という）を良好とする観点から、
水素吸蔵合金を無機酸で処理する。用いる無機酸は特に
限定されるものではなく公知の酸を使用することができ
るが、初期活性を良好とする観点から、特に還元性の無
機酸であることが好ましい。還元性の酸としては、塩
酸、リン酸及び次亜リン酸の群の中から選択される少な
くとも１種であることが好ましい。
活性（単に、初期活性という）を良好とする観点から、
水素吸蔵合金を無機酸で処理する。用いる無機酸は特に
限定されるものではなく公知の酸を使用することができ
るが、初期活性を良好とする観点から、特に還元性の無
機酸であることが好ましい。還元性の酸としては、塩
酸、リン酸及び次亜リン酸の群の中から選択される少な
くとも１種であることが好ましい。
【００１１】本発明における無機酸処理（以下単に酸処
理とする）は特に限定されるものではなく、水素吸蔵合
金を上記の酸の溶液に浸漬する方法等の公知の方法を用
いて行えば良いが、酸処理を良好に行う観点から、粉砕
して粉末とした水素吸蔵合金を、酸溶液に浸漬すること
によって行うことが好ましく、特に攪拌した場合には初
期活性を更に良好とすることができる。酸処理した水素
吸蔵合金を電池用負電極として用いた場合に、初期活性
が高くなる理由は明らかではないが、水素吸蔵合金の表
面にできている酸化皮膜が酸によって除去され、該合金
と電解質溶液との接触が良くなること、及び、酸処理に
より合金粒表面にＮｉ分の多い層が形成されること等の
ためであると推定される。
理とする）は特に限定されるものではなく、水素吸蔵合
金を上記の酸の溶液に浸漬する方法等の公知の方法を用
いて行えば良いが、酸処理を良好に行う観点から、粉砕
して粉末とした水素吸蔵合金を、酸溶液に浸漬すること
によって行うことが好ましく、特に攪拌した場合には初
期活性を更に良好とすることができる。酸処理した水素
吸蔵合金を電池用負電極として用いた場合に、初期活性
が高くなる理由は明らかではないが、水素吸蔵合金の表
面にできている酸化皮膜が酸によって除去され、該合金
と電解質溶液との接触が良くなること、及び、酸処理に
より合金粒表面にＮｉ分の多い層が形成されること等の
ためであると推定される。
【００１２】本発明においては、例えば、前記した組成
の金属元素の混合物を、公知の高周波誘導炉等を用いて
溶解することにより水素吸蔵合金を得、これを、ミル等
を用いて粉砕して粉末とした後酸溶液に浸漬し、攪拌す
る。次いで、水洗乾燥した後、ポリビニルアルコール、
メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等の公
知のバインダーを添加し、成形することにより、本発明
の電池用負電極を製造することができる。
の金属元素の混合物を、公知の高周波誘導炉等を用いて
溶解することにより水素吸蔵合金を得、これを、ミル等
を用いて粉砕して粉末とした後酸溶液に浸漬し、攪拌す
る。次いで、水洗乾燥した後、ポリビニルアルコール、
メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等の公
知のバインダーを添加し、成形することにより、本発明
の電池用負電極を製造することができる。
【００１３】
【発明の効果】本発明の製造方法によると、初期活性に
優れる上高容量・長寿命の密閉式蓄電池に好適な負電極
を極めて簡便に製造することができる。
優れる上高容量・長寿命の密閉式蓄電池に好適な負電極
を極めて簡便に製造することができる。
【実施例】以下、実施例によって本発明を更に詳述する
が、本発明はこれによって限定されるものではない。
尚、特に断らない限り、％は重量％を意味する。
が、本発明はこれによって限定されるものではない。
尚、特に断らない限り、％は重量％を意味する。
【００１４】実施例１〜９及び比較例１．ミッシュメタ
ルとして、Ｌａ６２％、Ｃｅ２９％、Ｐｒ１％、Ｎｄ８
％のＬｍを用い、Ｌｍ１．００に対し、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍ
ｎ、Ａｌが原子比で各々３．７５、０．７５、０．２０
及び０．３となるように各元素を秤量し、それらをアル
ゴン雰囲気下の高周波溶解炉で溶解し、水素吸蔵合金を
得た。
ルとして、Ｌａ６２％、Ｃｅ２９％、Ｐｒ１％、Ｎｄ８
％のＬｍを用い、Ｌｍ１．００に対し、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍ
ｎ、Ａｌが原子比で各々３．７５、０．７５、０．２０
及び０．３となるように各元素を秤量し、それらをアル
ゴン雰囲気下の高周波溶解炉で溶解し、水素吸蔵合金を
得た。
【００１５】電池の作製 得られた水素吸蔵合金を粉砕して、平均粒子径が７０μ
ｍの水素吸蔵合金の粉末を得た。得られた粉末を、各々
１０ｇ別々に採取し（１０試料）、表１に示した条件で
酸処理した後、各試料について、濾過、水洗、常温乾燥
を行った。処理した粉末を各々４ｇ採取し、３％のポリ
ビニルアルコール（重合度２０００）水溶液１ｇを各々
に加えて混合し、ペーストとした（実施例１〜９及び比
較例１）。
ｍの水素吸蔵合金の粉末を得た。得られた粉末を、各々
１０ｇ別々に採取し（１０試料）、表１に示した条件で
酸処理した後、各試料について、濾過、水洗、常温乾燥
を行った。処理した粉末を各々４ｇ採取し、３％のポリ
ビニルアルコール（重合度２０００）水溶液１ｇを各々
に加えて混合し、ペーストとした（実施例１〜９及び比
較例１）。
【００１６】得られた１０種類のペーストを、３０ｍｍ
×４０ｍｍ×１．６ｍｍで、多孔度が９４〜９６％の発
砲ニッケル多孔体内に均一に充填し、真空乾燥した後、
加圧成形して１０種類の負電極を作製した。一方、公知
の方法に従って作製された焼結ニッケルを酸化ニッケル
正電極とした。
×４０ｍｍ×１．６ｍｍで、多孔度が９４〜９６％の発
砲ニッケル多孔体内に均一に充填し、真空乾燥した後、
加圧成形して１０種類の負電極を作製した。一方、公知
の方法に従って作製された焼結ニッケルを酸化ニッケル
正電極とした。
【００１７】セパレーターとしてポリプロピレン系不織
布を用い、上記の正電極を１０種類の負電極（実施例１
〜９及び、比較例１）と組み合わせると共に、電解液と
して６モル濃度の水酸化カリウム水溶液を用いて、１０
種類の、開放型ニッケル−水素蓄電池を構成させた。
尚、参照電極としては、充電済の正電極を用い、正電極
からの影響がないように使用した。
布を用い、上記の正電極を１０種類の負電極（実施例１
〜９及び、比較例１）と組み合わせると共に、電解液と
して６モル濃度の水酸化カリウム水溶液を用いて、１０
種類の、開放型ニッケル−水素蓄電池を構成させた。
尚、参照電極としては、充電済の正電極を用い、正電極
からの影響がないように使用した。
【００１８】容量及びサイクル性能の評価 得られた各電池を用いて、２０℃、０．３Ｃで５時間充
電すると共に、０．２Ｃで電池電圧が０．８Ｖになるま
で放電し、１サイクル目の容量を測定して初期活性能を
評価した結果は表１に示した通りである。
電すると共に、０．２Ｃで電池電圧が０．８Ｖになるま
で放電し、１サイクル目の容量を測定して初期活性能を
評価した結果は表１に示した通りである。
【表１】
【００１９】実施例１０〜１２．表１の条件に代えて表
２に示した条件で酸処理を行った他は、実施例１と全く
同様にして電池を制作し、容量を測定して性能を評価し
た結果は表２に示した通りである。
２に示した条件で酸処理を行った他は、実施例１と全く
同様にして電池を制作し、容量を測定して性能を評価し
た結果は表２に示した通りである。
【表２】 以上の結果は、本発明の有効性を実証するものである。
Claims (4)
- 【請求項１】 バインダーを用いて水素吸蔵合金を成形
する電池用負電極の製造方法であって、前記水素吸蔵合
金を無機酸で処理した後用いることを特徴とする、水素
吸蔵合金を用いた電池用負電極の製造方法。 - 【請求項２】 無機酸が、還元性の酸である、請求項１
に記載の水素吸蔵合金を用いた電池用負電極の製造方
法。 - 【請求項３】 還元性の酸が、塩酸及び／又は次亜リン
酸である、請求項２に記載の水素吸蔵合金を用いた電池
用負電極の製造方法。 - 【請求項４】 水素吸蔵合金の無機酸処理が、粉砕して
粉末とした水素吸蔵合金を酸溶液に浸漬した後攪拌する
ことによってなされる、請求項１〜３のいずれかに記載
の、水素吸蔵合金を用いた電池用負電極の製造方法。 【請求高５】 水素吸蔵合金が、ＬｍＮｉ5 系の水素吸
蔵合金である、請求項１〜４のいずれかに記載の、水素
吸蔵合金を用いた電池用負電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6102062A JPH07288129A (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | 水素吸蔵合金を用いた電池用負電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6102062A JPH07288129A (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | 水素吸蔵合金を用いた電池用負電極の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07288129A true JPH07288129A (ja) | 1995-10-31 |
Family
ID=14317289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6102062A Pending JPH07288129A (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | 水素吸蔵合金を用いた電池用負電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07288129A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0837515A1 (en) * | 1996-10-16 | 1998-04-22 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method of surface treating of a hydrogen absorbing alloy powder, and electrode using hydrogen absorbing alloy powder produced by said method |
-
1994
- 1994-04-15 JP JP6102062A patent/JPH07288129A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0837515A1 (en) * | 1996-10-16 | 1998-04-22 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method of surface treating of a hydrogen absorbing alloy powder, and electrode using hydrogen absorbing alloy powder produced by said method |
| US5932034A (en) * | 1996-10-16 | 1999-08-03 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method of producing hydrogen absorbing alloy powder, and electrode using hydrogen absorbing alloy powder produced by said method |
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