JPH0750605B2 - アルカリ蓄電池用水素吸蔵電極 - Google Patents
アルカリ蓄電池用水素吸蔵電極Info
- Publication number
- JPH0750605B2 JPH0750605B2 JP1192979A JP19297989A JPH0750605B2 JP H0750605 B2 JPH0750605 B2 JP H0750605B2 JP 1192979 A JP1192979 A JP 1192979A JP 19297989 A JP19297989 A JP 19297989A JP H0750605 B2 JPH0750605 B2 JP H0750605B2
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- Japan
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- hydrogen storage
- electrode
- alloy
- storage battery
- alkaline
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- 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
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アルカリ蓄電池の負極として用いられ、水素
を可逆的に吸蔵、放出する水素吸蔵合金から成るアルカ
リ蓄電池用水素吸蔵電極に関する。
を可逆的に吸蔵、放出する水素吸蔵合金から成るアルカ
リ蓄電池用水素吸蔵電極に関する。
従来、各種の電気又は電子応用機器の電源としてアルカ
リ蓄電池が広く用いられている。該アルカリ蓄電池のう
ち、最も広く使用されているのは、ニッケル−カドミウ
ム蓄電池であるが、更に、高エネルギー密度を有し、無
公害の新しい二次電池として、最近、水素を可及的に吸
蔵、放出する水素吸蔵合金を負極として用いるアルカリ
蓄電池が開発されている。この水素吸蔵合金は、カドミ
ウムと同じ取り扱いで電池の電極として構成でき、実際
の放電可能な容量密度をカドミウムよりも大きくできる
ことから、高エネルギー密度で無公害のアルカリ蓄電池
として有望である。この種の水素吸蔵合金電極として、
LaNi5合金、LaNi2 CO3合金などの水素吸蔵合金を用い
たものは公知である。
リ蓄電池が広く用いられている。該アルカリ蓄電池のう
ち、最も広く使用されているのは、ニッケル−カドミウ
ム蓄電池であるが、更に、高エネルギー密度を有し、無
公害の新しい二次電池として、最近、水素を可及的に吸
蔵、放出する水素吸蔵合金を負極として用いるアルカリ
蓄電池が開発されている。この水素吸蔵合金は、カドミ
ウムと同じ取り扱いで電池の電極として構成でき、実際
の放電可能な容量密度をカドミウムよりも大きくできる
ことから、高エネルギー密度で無公害のアルカリ蓄電池
として有望である。この種の水素吸蔵合金電極として、
LaNi5合金、LaNi2 CO3合金などの水素吸蔵合金を用い
たものは公知である。
上記従来の合金を水素吸蔵合金をアルカリ蓄電池の負極
として用いた場合、サイクル寿命が短い欠点がある。
として用いた場合、サイクル寿命が短い欠点がある。
〔課題を解決するための手段〕 本発明は、かゝる上記従来のアルカリ蓄電池用水素吸蔵
電極を改善し、サイクル寿命の著しく増大したアルカリ
蓄電池用水素吸蔵電極を提供するもので、一般式MmNia
Cob Ac Bd（但し、Mmはミッシュメタル、ＡはAl、S
i及びCrから成る群より選ばれた少なくとも１種、Ｂは
Ｗ及びGeから成る群より選ばれた少なくとも１種、且つ
4.5≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≦5.5、０＜ｃ≦１、０＜ｄ≦0.
5）で表される水素吸蔵合金から成る。
電極を改善し、サイクル寿命の著しく増大したアルカリ
蓄電池用水素吸蔵電極を提供するもので、一般式MmNia
Cob Ac Bd（但し、Mmはミッシュメタル、ＡはAl、S
i及びCrから成る群より選ばれた少なくとも１種、Ｂは
Ｗ及びGeから成る群より選ばれた少なくとも１種、且つ
4.5≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≦5.5、０＜ｃ≦１、０＜ｄ≦0.
5）で表される水素吸蔵合金から成る。
［作用］ 上記の構成の水素吸蔵合金電極をアルカリ蓄電池の負極
として用いるときは、合金腐食により特性劣化が小さ
く、サイクル寿命の長いアルカリ蓄電池をもたらす。
として用いるときは、合金腐食により特性劣化が小さ
く、サイクル寿命の長いアルカリ蓄電池をもたらす。
次に、本発明の実施例につき説明する。
市販のMm（例えば、La:30重量％、Ce:45重量％、Nd:15
重量％、Pr:5重量％他）Ni、Coの他に、AlとＷを選択
し、下記第１表に列挙する夫々の組成成分と組成比で夫
々秤量、配合し、次でアルゴンアーク溶解炉で加熱溶融
して11種類の合金を得た。これらの合金を夫々機械的に
32μｍ以下に粉砕し、夫々の組成成分と原子数比をもつ
各種組成の11種類の水素吸蔵合金粉末を得た。これら11
種類の合金粉末の夫々について、導電材としてNi粉を20
重量％、結着剤としてフッ素樹脂粉末を５重量％添加
し、混合してフッ素樹脂繊維化させた後、粉砕して得ら
れた各混合物を、ニッケル金網上に均一な厚さに積層
し、1t/cm2で加圧成形し、夫々の水素吸蔵合金電極板を
作製した。このようにして得られた11種類の水素吸蔵合
金電極板の夫々を負極とし、これに放電容量が1000mAH
の公知の焼結式ニッケル電極板を正極として組み合わ
せ、アルカリ電解液として水酸化カリウム水溶液を用い
て11種類の密閉型セルNo.1〜No.11を作製した。
重量％、Pr:5重量％他）Ni、Coの他に、AlとＷを選択
し、下記第１表に列挙する夫々の組成成分と組成比で夫
々秤量、配合し、次でアルゴンアーク溶解炉で加熱溶融
して11種類の合金を得た。これらの合金を夫々機械的に
32μｍ以下に粉砕し、夫々の組成成分と原子数比をもつ
各種組成の11種類の水素吸蔵合金粉末を得た。これら11
種類の合金粉末の夫々について、導電材としてNi粉を20
重量％、結着剤としてフッ素樹脂粉末を５重量％添加
し、混合してフッ素樹脂繊維化させた後、粉砕して得ら
れた各混合物を、ニッケル金網上に均一な厚さに積層
し、1t/cm2で加圧成形し、夫々の水素吸蔵合金電極板を
作製した。このようにして得られた11種類の水素吸蔵合
金電極板の夫々を負極とし、これに放電容量が1000mAH
の公知の焼結式ニッケル電極板を正極として組み合わ
せ、アルカリ電解液として水酸化カリウム水溶液を用い
て11種類の密閉型セルNo.1〜No.11を作製した。
これらのセルNo.1〜No.11につき、0.2Cの電流で６時間
充電した後、0.5Cの電流でセル電圧が1.0Vになるまで放
電するという条件で充放電サイクル試験を行い、初期容
量の60％までの低下で寿命とするサイクル寿命を調べ
た。セルNo.1〜No.11の各セルの初期の放電容量（mAH/
g）とサイクル寿命（回）を下記第１表に示す。
充電した後、0.5Cの電流でセル電圧が1.0Vになるまで放
電するという条件で充放電サイクル試験を行い、初期容
量の60％までの低下で寿命とするサイクル寿命を調べ
た。セルNo.1〜No.11の各セルの初期の放電容量（mAH/
g）とサイクル寿命（回）を下記第１表に示す。
これから明らかなように、セルNo.6〜No.9のサイクル寿
命は200回以上であったに対し、従来の組成をもつ水素
合金電極を使用したせるNo.1及びNo.2は、そのサイクル
寿命は僅か20及び30と著しく短い。又、比較用の組成を
もつ電極を用いたセルNo.3、No.4、No.5、No.10及びNo.
11の夫々のサイクル寿命は、従来のセルNo.1及びNo.2よ
りは長いが、本発明の電極を用いたセルNo.6〜No.9より
は著しく短いことが分かる。
命は200回以上であったに対し、従来の組成をもつ水素
合金電極を使用したせるNo.1及びNo.2は、そのサイクル
寿命は僅か20及び30と著しく短い。又、比較用の組成を
もつ電極を用いたセルNo.3、No.4、No.5、No.10及びNo.
11の夫々のサイクル寿命は、従来のセルNo.1及びNo.2よ
りは長いが、本発明の電極を用いたセルNo.6〜No.9より
は著しく短いことが分かる。
即ち、本発明のセルNo.6〜No.9を対照セルNo.3、No.4及
びNo.5と対比し明らかなように、Mm-Ni-Co-Al-Wの５成
分系の水素吸蔵合金から成る電極を用いたセルNo.6〜N
o.9は、サイクル寿命の著しい延長が得られるに対し、A
l又はＷのいずれか１つの成分を欠いたMm-Li-Coから成
る３成分又はMm-Li-Co-Al又はMm-Li-Co-Wから成る４成
分から成る水素吸蔵合金電極を用いた対照セルNo.3、N
o.4及びNo.5は、そのサイクル寿命の著しい改善は見ら
れないことが分かる。
びNo.5と対比し明らかなように、Mm-Ni-Co-Al-Wの５成
分系の水素吸蔵合金から成る電極を用いたセルNo.6〜N
o.9は、サイクル寿命の著しい延長が得られるに対し、A
l又はＷのいずれか１つの成分を欠いたMm-Li-Coから成
る３成分又はMm-Li-Co-Al又はMm-Li-Co-Wから成る４成
分から成る水素吸蔵合金電極を用いた対照セルNo.3、N
o.4及びNo.5は、そのサイクル寿命の著しい改善は見ら
れないことが分かる。
更に、これら上記の５成分系の水素吸蔵合金電極であっ
ても、その組成式MmNia Cob Ac Wdにおいて、そのｃ
の値が１を越える場合（対照セルNo.10）、或いは、そ
のｄの値が0.5を越える場合（対照セルNo.11）は、サイ
クル寿命及び放電容量が低下することが分かる。即ち、
セルNo.6〜No.9から明らかなように、ｃの値が０＜ｃ≦
１、ｄの値が０＜ｄ≦0.5の範囲においてサイクル寿命
の著しい改善が得られることが分かる。
ても、その組成式MmNia Cob Ac Wdにおいて、そのｃ
の値が１を越える場合（対照セルNo.10）、或いは、そ
のｄの値が0.5を越える場合（対照セルNo.11）は、サイ
クル寿命及び放電容量が低下することが分かる。即ち、
セルNo.6〜No.9から明らかなように、ｃの値が０＜ｃ≦
１、ｄの値が０＜ｄ≦0.5の範囲においてサイクル寿命
の著しい改善が得られることが分かる。
尚、長期に亘る多くの試験研究の結果、Alに代えてSi及
びCrを使用してもAlと同様の効果を得られることが分か
った。
びCrを使用してもAlと同様の効果を得られることが分か
った。
又、Ｗに代えてGeを使用しても同様の効果が得られるこ
とが分かった。
とが分かった。
従って、本発明においてAl、Si、Crを総括した群をＡで
表示し、ＷとGeを総括した群をＢで表示すると、本発明
の水素吸蔵合金から成る電極として優れた、特に、サイ
クル寿命の著しい向上を得る水素吸蔵合金は、一般式Mm
Nia Cob Ac Bdの一般式で表され、この場合、そのＡ
はAl、Si及びCrから成る群から選ばれた少なくとも一種
であり、ＢはＷ及びGeから成る群から選ばれた少なくと
も一種であり、ｃの値は０＜ｃ≦１、ｄの値は０＜ｄ≦
0.5の範囲であると特定される。更に、本発明の上記組
成の水素吸蔵合金につき検討してみた所、前記の一般式
MmNia Cob Ac Bdで示される合金は、CaCu5型の六方
晶構造を持ち、この六方晶構造を持つ合金では化学量論
的にCD5（但し、Ｃは上記組成式でMmを、又、ＤはNi-Co
-A-B合金を表す）から若干のずれた組成でも六方晶構造
を維持するが、Ｄの組成比が±10％より大きくずれると
この構造を保てず、水素吸蔵合金としての特性が損なわ
れることが分かった。よって、上記組成式において、4.
5≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≦5.5の範囲とする必要がある。
表示し、ＷとGeを総括した群をＢで表示すると、本発明
の水素吸蔵合金から成る電極として優れた、特に、サイ
クル寿命の著しい向上を得る水素吸蔵合金は、一般式Mm
Nia Cob Ac Bdの一般式で表され、この場合、そのＡ
はAl、Si及びCrから成る群から選ばれた少なくとも一種
であり、ＢはＷ及びGeから成る群から選ばれた少なくと
も一種であり、ｃの値は０＜ｃ≦１、ｄの値は０＜ｄ≦
0.5の範囲であると特定される。更に、本発明の上記組
成の水素吸蔵合金につき検討してみた所、前記の一般式
MmNia Cob Ac Bdで示される合金は、CaCu5型の六方
晶構造を持ち、この六方晶構造を持つ合金では化学量論
的にCD5（但し、Ｃは上記組成式でMmを、又、ＤはNi-Co
-A-B合金を表す）から若干のずれた組成でも六方晶構造
を維持するが、Ｄの組成比が±10％より大きくずれると
この構造を保てず、水素吸蔵合金としての特性が損なわ
れることが分かった。よって、上記組成式において、4.
5≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≦5.5の範囲とする必要がある。
このように本発明によるときは、MmNia Cob Ac Bdな
る一般組成式（但し、Mmはミッシュメタル、ＡはAl、Si
及びCrから成る群より選ばれた少なくとも１種、ＢはＷ
及びGeから成る群より選ばれた少なくとも１種、且つ4.
5≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≦5.5、０＜ｃ≦１、０＜ｄ≦0.5）
で表される合金を、アルカリ蓄電池の負極として用いる
ときは、従来のLaNi又はLaNi2 CO3に比し電池のサイク
ル寿命を著しく向上し得る効果を有する。
る一般組成式（但し、Mmはミッシュメタル、ＡはAl、Si
及びCrから成る群より選ばれた少なくとも１種、ＢはＷ
及びGeから成る群より選ばれた少なくとも１種、且つ4.
5≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≦5.5、０＜ｃ≦１、０＜ｄ≦0.5）
で表される合金を、アルカリ蓄電池の負極として用いる
ときは、従来のLaNi又はLaNi2 CO3に比し電池のサイク
ル寿命を著しく向上し得る効果を有する。
Claims (1)
- 【請求項１】一般式MmNia Cob Ac Bd（但し、Mmはミ
ッシュメタル、ＡはAl、Si及びCrから成る群より選択さ
れた少なくとも１種、ＢはＷ及びGeから成る群より選択
された少なくとも１種、且つ4.5≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≦5.
5、０＜ｃ≦１、０＜ｄ≦0.5）で表される水素吸蔵合金
から成るアルカリ蓄電池用水素吸蔵電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1192979A JPH0750605B2 (ja) | 1989-07-26 | 1989-07-26 | アルカリ蓄電池用水素吸蔵電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1192979A JPH0750605B2 (ja) | 1989-07-26 | 1989-07-26 | アルカリ蓄電池用水素吸蔵電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0357158A JPH0357158A (ja) | 1991-03-12 |
| JPH0750605B2 true JPH0750605B2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=16300221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1192979A Expired - Lifetime JPH0750605B2 (ja) | 1989-07-26 | 1989-07-26 | アルカリ蓄電池用水素吸蔵電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0750605B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2764502B2 (ja) * | 1992-06-09 | 1998-06-11 | 古河電池株式会社 | 水素吸蔵電極を用いた密閉蓄電池の製造法並びにその電極用水素吸蔵合金 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0268856A (ja) * | 1988-09-01 | 1990-03-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 水素吸蔵合金電極 |
| JPH02220356A (ja) * | 1989-02-21 | 1990-09-03 | Sanyo Electric Co Ltd | アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金電極の製造方法 |
-
1989
- 1989-07-26 JP JP1192979A patent/JPH0750605B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0268856A (ja) * | 1988-09-01 | 1990-03-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 水素吸蔵合金電極 |
| JPH02220356A (ja) * | 1989-02-21 | 1990-09-03 | Sanyo Electric Co Ltd | アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金電極の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0357158A (ja) | 1991-03-12 |
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