JPH0750607B2 - 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
- JPH0750607B2 JPH0750607B2 JP1196408A JP19640889A JPH0750607B2 JP H0750607 B2 JPH0750607 B2 JP H0750607B2 JP 1196408 A JP1196408 A JP 1196408A JP 19640889 A JP19640889 A JP 19640889A JP H0750607 B2 JPH0750607 B2 JP H0750607B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- hydrogen storage
- powder
- capacity
- cell
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/624—Electric conductive fillers
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- 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、アルカリ蓄電池用水素吸蔵電極に関する。
従来のアルカリ蓄電池用水素吸蔵電極は、電気化学的に
水素の吸蔵と放出を繰り返し行う性質をもつ水素吸蔵合
金又は水素化物から成る水素吸蔵物粉体に導電材と結着
材とを混合し、その混合物を集電体に圧着成形して成る
ものである。
水素の吸蔵と放出を繰り返し行う性質をもつ水素吸蔵合
金又は水素化物から成る水素吸蔵物粉体に導電材と結着
材とを混合し、その混合物を集電体に圧着成形して成る
ものである。
上記従来の水素吸蔵電極は、アルカリ蓄電池の負極とし
て使用し、電池の充，放電が繰り返し行われるに伴い、
水素吸蔵物粒子は、膨脹、収縮を繰り返すために微細な
亀裂を生じ、更には電極全体にも亀裂を生じ、その結
果、電極の導電性が損なわれ、内部抵抗が増大し、容量
の低下を招き、サイクル寿命を短くするなどの不都合を
生じた。
て使用し、電池の充，放電が繰り返し行われるに伴い、
水素吸蔵物粒子は、膨脹、収縮を繰り返すために微細な
亀裂を生じ、更には電極全体にも亀裂を生じ、その結
果、電極の導電性が損なわれ、内部抵抗が増大し、容量
の低下を招き、サイクル寿命を短くするなどの不都合を
生じた。
このような問題を解決するため、水素吸蔵合金粒子の表
面を無電解メッキ皮膜で被覆することが検討されている
が、該メッキ工程が煩雑であり、更に簡単な手段で前記
の不都合を解消することが望まれる。
面を無電解メッキ皮膜で被覆することが検討されている
が、該メッキ工程が煩雑であり、更に簡単な手段で前記
の不都合を解消することが望まれる。
本発明は、前記の水素吸蔵物粉体に煩雑なメッキ処理を
施すなど何等の事前処理を行う必要なく容易に製造し得
られて、従来の上記不都合を解消し、サイクル寿命の向
上したアルカリ蓄電池用水素吸蔵電極を提供するもの
で、水素吸蔵合金又は／及び水素化物から成る水素吸蔵
物粉体に混合した導電材として、三次元的な鎖状構造を
持ち、且つ直径１μｍ以下のカーボニルニッケルパウダ
ーを使用したことを特徴とする。
施すなど何等の事前処理を行う必要なく容易に製造し得
られて、従来の上記不都合を解消し、サイクル寿命の向
上したアルカリ蓄電池用水素吸蔵電極を提供するもの
で、水素吸蔵合金又は／及び水素化物から成る水素吸蔵
物粉体に混合した導電材として、三次元的な鎖状構造を
持ち、且つ直径１μｍ以下のカーボニルニッケルパウダ
ーを使用したことを特徴とする。
本発明の作用は明らかに解明されていないが、上記のよ
うに水素吸蔵物粉体の粒子は、これに混入した上記の特
徴構造をもつカーボニルニッケルパウダーにより包まれ
るので、導電性が高まるばかりでなく、充，放電の繰り
返しに伴う水素吸蔵物粉体の粒子の膨脹、収縮がその粒
子を被包する該パウダーの介在により、電極全体に及ぼ
す応力を緩和し、水素吸蔵粉体の粒子の亀裂、電極全体
の亀裂を良好に防止され、その結果、電極のサイクル寿
命を向上すると考えられる。
うに水素吸蔵物粉体の粒子は、これに混入した上記の特
徴構造をもつカーボニルニッケルパウダーにより包まれ
るので、導電性が高まるばかりでなく、充，放電の繰り
返しに伴う水素吸蔵物粉体の粒子の膨脹、収縮がその粒
子を被包する該パウダーの介在により、電極全体に及ぼ
す応力を緩和し、水素吸蔵粉体の粒子の亀裂、電極全体
の亀裂を良好に防止され、その結果、電極のサイクル寿
命を向上すると考えられる。
この場合、該カーボニルニッケルパウダーの該水素吸蔵
物粉体に対し約５〜30wt.％の範囲含有せしめて成る電
極とすることが好ましい。
物粉体に対し約５〜30wt.％の範囲含有せしめて成る電
極とすることが好ましい。
次に、本発明の実施例につき説明する。
市販のLa、Ni、Alを一定の組成比になるように秤量して
混合し、アーク溶解法により加熱溶解させた。１例とし
て、合金組成がLaNi4.7Al0.3になるように水素吸蔵合金
を作製し、この合金を400メッシュ以下の微粉末とし、
この水素吸蔵合金粉体に、結着材としてフッ素樹脂と導
電材として後記詳述するカーボニルニッケルパウダーを
添加し、該フッ素樹脂が充分に繊維化するまで混合し
た。このようにして得た混合物を集電体、例えば、ニッ
ケル金網に載せ、加圧成形して電極板とした。
混合し、アーク溶解法により加熱溶解させた。１例とし
て、合金組成がLaNi4.7Al0.3になるように水素吸蔵合金
を作製し、この合金を400メッシュ以下の微粉末とし、
この水素吸蔵合金粉体に、結着材としてフッ素樹脂と導
電材として後記詳述するカーボニルニッケルパウダーを
添加し、該フッ素樹脂が充分に繊維化するまで混合し
た。このようにして得た混合物を集電体、例えば、ニッ
ケル金網に載せ、加圧成形して電極板とした。
前記のカーボニルニッケルパウダーとしては、例えば、
INCOウルトラファインニッケルパウダー（♯210）を用
いる。このニッケルパウダーが三次元方向に無数に分岐
して居り、その鎖状部分の平均直径は、0.3〜0.7μｍで
あり、嵩密度はおよそ0.3g/cc、比表面積はおよそ２m2/
gである。
INCOウルトラファインニッケルパウダー（♯210）を用
いる。このニッケルパウダーが三次元方向に無数に分岐
して居り、その鎖状部分の平均直径は、0.3〜0.7μｍで
あり、嵩密度はおよそ0.3g/cc、比表面積はおよそ２m2/
gである。
而して、上記の電極板の製造に当たり、前記のニッケル
パウダーの添加量を水素吸蔵合金粉体10g（2.5AHに相
当）に対し、色々変えてその含有量の異なる多くの電極
板を作製した。
パウダーの添加量を水素吸蔵合金粉体10g（2.5AHに相
当）に対し、色々変えてその含有量の異なる多くの電極
板を作製した。
かくして、これらの水素吸蔵合金から成る電極板の夫々
につき、これを負極とし、公知の焼結式ニッケル極板と
組み合わせて、電解液として苛性カリ水溶液を用いサイ
クル寿命試験用セルを作製した。この場合、負極のサイ
クル寿命が分かるようにするため負極容量を正極容量よ
り小さくし、負極律則とした。各セルの充，放電条件と
しては、0.5C2.5時間（125％充電）充電したのち、0.5C
で放電した。この充，放電条件で、各セルにつき充，放
電10サイクル後の放電容量を測定した。かくして、本発
明の導電材として用いた前記カーボニルニッケルパウダ
ーの水素吸蔵合金粉体に対する添加量、即ち、含有量と
セルの容量との関係は、第１図の関係曲線Ａに示す通り
であった。これから明らかなように、セルの負極の水素
吸蔵合金本来の容量を取り出すためには約5wt.％以上含
有させることが好ましく、10wt.％の付近までは含有量
の増大に伴いいくらかの容量の増大が認められるが、そ
れ以上の含有量の増大はなく、略水平状態であり、従っ
て、約30wt.％以上の含有は、かえって電極のエネルギ
ー密度の低下をもたらすこととなることが分かる。従っ
て、一般には、本発明の電極では、その特徴とする導電
材の添加量、即ち、含有量は約５〜30wt.％の範囲が好
ましい。
につき、これを負極とし、公知の焼結式ニッケル極板と
組み合わせて、電解液として苛性カリ水溶液を用いサイ
クル寿命試験用セルを作製した。この場合、負極のサイ
クル寿命が分かるようにするため負極容量を正極容量よ
り小さくし、負極律則とした。各セルの充，放電条件と
しては、0.5C2.5時間（125％充電）充電したのち、0.5C
で放電した。この充，放電条件で、各セルにつき充，放
電10サイクル後の放電容量を測定した。かくして、本発
明の導電材として用いた前記カーボニルニッケルパウダ
ーの水素吸蔵合金粉体に対する添加量、即ち、含有量と
セルの容量との関係は、第１図の関係曲線Ａに示す通り
であった。これから明らかなように、セルの負極の水素
吸蔵合金本来の容量を取り出すためには約5wt.％以上含
有させることが好ましく、10wt.％の付近までは含有量
の増大に伴いいくらかの容量の増大が認められるが、そ
れ以上の含有量の増大はなく、略水平状態であり、従っ
て、約30wt.％以上の含有は、かえって電極のエネルギ
ー密度の低下をもたらすこととなることが分かる。従っ
て、一般には、本発明の電極では、その特徴とする導電
材の添加量、即ち、含有量は約５〜30wt.％の範囲が好
ましい。
比較のため、前記のカーボニルニッケルパウダーに代え
て、カーボニルニッケルパウダーINCO♯255を用い、前
記と同様にその添加量を色々代えてその含有量の異なる
水素吸蔵合金から成る電極板を作製し、これらの極板の
夫々を負極として前記と同様にして夫々のセルを作製
し、これらにつき前記と同様に充，放電サイクルを行
い、10サイクル後の容量を測定した。その含有量と容量
との関係は第１図の関係曲線Ｂに示す通りである。
て、カーボニルニッケルパウダーINCO♯255を用い、前
記と同様にその添加量を色々代えてその含有量の異なる
水素吸蔵合金から成る電極板を作製し、これらの極板の
夫々を負極として前記と同様にして夫々のセルを作製
し、これらにつき前記と同様に充，放電サイクルを行
い、10サイクル後の容量を測定した。その含有量と容量
との関係は第１図の関係曲線Ｂに示す通りである。
該INCO♯255はその鎖状部分の平均直径は1.5〜３μｍ、
嵩密度は0.5g/cc、比表面積は0.5m2/gである。
嵩密度は0.5g/cc、比表面積は0.5m2/gである。
該曲線Ｂに示すように、カーボニルニッケルパウダーで
あっても、その鎖状部分の直径が粒径が１μｍを大きく
越える1.5〜３μｍであるときは、その含有量を色々と
変えてみても充分な容量が得られず、30wt.％でも水素
吸蔵合金本来の容量を取り出すことができないことが分
かった。
あっても、その鎖状部分の直径が粒径が１μｍを大きく
越える1.5〜３μｍであるときは、その含有量を色々と
変えてみても充分な容量が得られず、30wt.％でも水素
吸蔵合金本来の容量を取り出すことができないことが分
かった。
第２図は、上記の充放電サイクル条件でサイクル寿命試
験を導電材として、前記のINCO♯210を10wt.％含有する
本発明の電極を具備したセルと、前記のINCO♯255を同
じ20wt.％含有する比較電極を具備したセルとにつき行
った結果の夫々の特性曲線Ａ′及びＢ′とを示す。
験を導電材として、前記のINCO♯210を10wt.％含有する
本発明の電極を具備したセルと、前記のINCO♯255を同
じ20wt.％含有する比較電極を具備したセルとにつき行
った結果の夫々の特性曲線Ａ′及びＢ′とを示す。
これから明らかなように、比較電極を使用したセルは、
初期容量が本発明の電極を使用したセルに比し著しく低
く、又、100サイクル後に急激な容量低下をもたらし
た。これに対し、本発明の電極使用のセルは、200サイ
クル後も高い容量を保持している。
初期容量が本発明の電極を使用したセルに比し著しく低
く、又、100サイクル後に急激な容量低下をもたらし
た。これに対し、本発明の電極使用のセルは、200サイ
クル後も高い容量を保持している。
尚、更に比較のため、上記の水素吸蔵合金粉体に予め無
電解メッキ処理を施し、これに10wt.％のメッキを被覆
したものを作製し、このメッキ被覆の水素吸蔵合金粉体
に上記と同様にフッ素樹脂を添加し、混合し、該樹脂を
充分に繊維化するまで混合し、その得られた混合物を上
記と同様にしてその水素吸蔵極板を作製し、これを負極
とし、前記と同様にしてセルを作製し、このセルについ
て前記と同様の充放電条件でサイクル寿命試験を行っ
た。その結果は第２図の特性曲線Ｃの示す通りであっ
た。
電解メッキ処理を施し、これに10wt.％のメッキを被覆
したものを作製し、このメッキ被覆の水素吸蔵合金粉体
に上記と同様にフッ素樹脂を添加し、混合し、該樹脂を
充分に繊維化するまで混合し、その得られた混合物を上
記と同様にしてその水素吸蔵極板を作製し、これを負極
とし、前記と同様にしてセルを作製し、このセルについ
て前記と同様の充放電条件でサイクル寿命試験を行っ
た。その結果は第２図の特性曲線Ｃの示す通りであっ
た。
本発明の電極を備えたセルのサイクル寿命特性曲線Ａ′
を該特性曲線Ｃと対比し、同等の性能を有することが分
かる。
を該特性曲線Ｃと対比し、同等の性能を有することが分
かる。
上記の実施例では、水素吸蔵合金を主材として電極の構
成に用いたが、該水素吸蔵合金を水素化物として用いて
も同様に上記の目的を達成することができる。
成に用いたが、該水素吸蔵合金を水素化物として用いて
も同様に上記の目的を達成することができる。
又、本発明の上記実施例において、結着材としてフッ素
樹脂を用いたが、ポリエチレン樹脂その他の適当な合成
樹脂を使用しても同様の結果が得られ、又、集電材とし
て発泡ニッケル板など用いても同様の結果が得られる。
樹脂を用いたが、ポリエチレン樹脂その他の適当な合成
樹脂を使用しても同様の結果が得られ、又、集電材とし
て発泡ニッケル板など用いても同様の結果が得られる。
このように本発明のアルカリ蓄電池の負極として用いる
電極を構成する水素吸蔵合金又は／及び水素化物から成
る水素吸蔵物粉体に混在せしめる導電材として、直径１
μｍ以下の鎖状部分が三次元方向に無数に分岐して成る
カーボニルニッケルパウダーを使用するようにしたの
で、電池容量が大きく且つサイクル寿命の長い電極、従
って、電池又をもたらし、製造容易であるなどの効果を
有し、特に、該パウダーを該水素吸蔵物粉体に対し約５
〜30wt.％の範囲含有せしめるときは、確実に、高密度
のエネルギーをもち且つサイクル寿命の長い特性をもつ
電極を得ることができる。
電極を構成する水素吸蔵合金又は／及び水素化物から成
る水素吸蔵物粉体に混在せしめる導電材として、直径１
μｍ以下の鎖状部分が三次元方向に無数に分岐して成る
カーボニルニッケルパウダーを使用するようにしたの
で、電池容量が大きく且つサイクル寿命の長い電極、従
って、電池又をもたらし、製造容易であるなどの効果を
有し、特に、該パウダーを該水素吸蔵物粉体に対し約５
〜30wt.％の範囲含有せしめるときは、確実に、高密度
のエネルギーをもち且つサイクル寿命の長い特性をもつ
電極を得ることができる。
第１図は導電材の含有量と電池容量の関係を示す本発明
の電極の関係曲線と比較電極の関係曲線の比較グラフ、
第２図は、本発明の電極を用いたセルと比較電極を用い
たセルのサイクル寿命の比較グラフを示す。 Ａ……本発明電極の導電材の含有量と電池容量の関係曲
線 Ａ′……本発明電極を用いたサイクル寿命特性曲線
の電極の関係曲線と比較電極の関係曲線の比較グラフ、
第２図は、本発明の電極を用いたセルと比較電極を用い
たセルのサイクル寿命の比較グラフを示す。 Ａ……本発明電極の導電材の含有量と電池容量の関係曲
線 Ａ′……本発明電極を用いたサイクル寿命特性曲線
Claims (2)
- 【請求項１】水素吸蔵合金又は／及び水素化物から成る
水素吸蔵物粉体に混合した導電材として、三次元的な鎖
状構造を持ち、且つ直径１μｍ以下のカーボニルニッケ
ルパウダーを使用したことを特徴とするアルカリ蓄電池
用水素吸蔵電極。 - 【請求項２】該水素吸蔵物粉体に対し、該パウダーを約
５〜30wt.％含有せしめて成る請求項１記載のアルカリ
蓄電池用水素吸蔵電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1196408A JPH0750607B2 (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP1196408A JPH0750607B2 (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | アルカリ蓄電池用水素吸蔵電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03179664A JPH03179664A (ja) | 1991-08-05 |
| JPH0750607B2 true JPH0750607B2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=16357365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1196408A Expired - Lifetime JPH0750607B2 (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | アルカリ蓄電池用水素吸蔵電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0750607B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2561200B2 (ja) * | 1992-04-23 | 1996-12-04 | 古河電池株式会社 | 水素吸蔵電極 |
| US5395712A (en) * | 1992-07-28 | 1995-03-07 | Furukawa Denchi Kabushiki Kaisha | Paste-type nickel electrode for an alkaline storage battery and an alkaline storage battery containing the electrode |
| JP2603188B2 (ja) * | 1993-08-25 | 1997-04-23 | 古河電池株式会社 | 水素吸蔵合金電極 |
| JP2628013B2 (ja) * | 1993-09-14 | 1997-07-09 | 古河電池株式会社 | 水素吸蔵合金電極用導電材とその製造方法 |
| JP4967263B2 (ja) * | 2005-06-29 | 2012-07-04 | パナソニック株式会社 | アルカリ蓄電池用電極合剤ペーストの製造方法 |
-
1989
- 1989-07-28 JP JP1196408A patent/JPH0750607B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03179664A (ja) | 1991-08-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2575840B2 (ja) | 水素吸蔵合金電極の乾式製造方法 | |
| JPH11135114A (ja) | ニッケル−水素二次電池およびその電極の製造方法 | |
| US5690799A (en) | Hydrogen-occluding alloy and hydrogen-occluding alloy electrode | |
| JPH0750607B2 (ja) | アルカリ蓄電池用水素吸蔵電極 | |
| JP5142428B2 (ja) | ニッケル水素蓄電池用水素吸蔵合金電極の製造方法 | |
| JPS61163569A (ja) | 金属酸化物・水素二次電池 | |
| JPH0763006B2 (ja) | 水素吸蔵電極の製造方法 | |
| JP2603188B2 (ja) | 水素吸蔵合金電極 | |
| JPH0554883A (ja) | アルカリ蓄電池用水素吸蔵電極の製造法 | |
| JP2623409B2 (ja) | 水素吸蔵電極並びにその製造法 | |
| JP3136738B2 (ja) | 水素吸蔵合金電極の製造法 | |
| JP2561200B2 (ja) | 水素吸蔵電極 | |
| JP3643673B2 (ja) | アルカリ蓄電池用ニッケル電極活物質及びその製造方法並びにアルカリ蓄電池 | |
| JPS61233966A (ja) | 密閉形ニツケル−水素蓄電池の製造法 | |
| JPH04262367A (ja) | 水素吸蔵電極 | |
| JP2986816B2 (ja) | 水素吸蔵電極並にその製造法 | |
| JPH04328252A (ja) | 水素吸蔵電極 | |
| JP2631191B2 (ja) | 水素吸蔵合金電極用活物質スラリーの製造方法 | |
| CA1263437A (en) | Cadmium negative electrode | |
| JP2586752B2 (ja) | 水素吸蔵合金電極 | |
| JPH05225971A (ja) | ニッケル電極の製造方法 | |
| JPH0513075A (ja) | 水素吸蔵合金電極およびその製造法 | |
| JPH03133060A (ja) | アルカリ蓄電池用水素吸蔵電極並にその製造法 | |
| JPH02162648A (ja) | 蓄電池用ペースト式電極 | |
| JPH02155167A (ja) | アルカリ二次電池 |