JPH0754715B2 - 水素電池 - Google Patents
水素電池Info
- Publication number
- JPH0754715B2 JPH0754715B2 JP61064130A JP6413086A JPH0754715B2 JP H0754715 B2 JPH0754715 B2 JP H0754715B2 JP 61064130 A JP61064130 A JP 61064130A JP 6413086 A JP6413086 A JP 6413086A JP H0754715 B2 JPH0754715 B2 JP H0754715B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen
- electrolytic solution
- battery
- electrode
- present
- 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
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/34—Gastight accumulators
- H01M10/345—Gastight metal hydride accumulators
- H01M10/347—Gastight metal hydride accumulators with solid electrolyte
-
- 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
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は水素電池に係り、更に詳しくは電解液を改良し
た水素電池に関する。
た水素電池に関する。
（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、エネルギー密度が大きいという事で注目さ
れている。
水素電池は、エネルギー密度が大きいという事で注目さ
れている。
上記水素吸蔵合金では、電解液中においても水素の吸収
および放出を行なうことができ、水素吸蔵合金を主要構
成材料とする負極では、充電時に、電解液中の水を電気
分解し、発生した水素を合金内に吸収し、また放電時に
は、その吸収した水素は放出され、電解液中の水酸基と
反応して水にもどる。この電解液中の水素の吸収、ある
いは放出反応は、合金表面の水素の平衡圧により決まる
ものであり、水の電気分解により合金表面に発生した水
素の圧力が平衡圧より高くなった時点で水素の吸収を開
始し、また、水素の放出は、合金表面の水素が消費さ
れ、合金表面の水素圧が平衡圧より下った時点で始まる
性質のものである。
および放出を行なうことができ、水素吸蔵合金を主要構
成材料とする負極では、充電時に、電解液中の水を電気
分解し、発生した水素を合金内に吸収し、また放電時に
は、その吸収した水素は放出され、電解液中の水酸基と
反応して水にもどる。この電解液中の水素の吸収、ある
いは放出反応は、合金表面の水素の平衡圧により決まる
ものであり、水の電気分解により合金表面に発生した水
素の圧力が平衡圧より高くなった時点で水素の吸収を開
始し、また、水素の放出は、合金表面の水素が消費さ
れ、合金表面の水素圧が平衡圧より下った時点で始まる
性質のものである。
したがって、合金表面の水素圧が平衡圧以下となれば、
電極反応に関係なく合金内から水素が放出され、電極容
量の低下をまねくこととなる。この電極の容量低下を改
善するために、電解液中の水素濃度を高めて合金表面の
水素圧を高くした場合には、負極である水素吸蔵合金電
極の容量低下は改善されるものの電解液中の溶存水素に
よって正極が還元されてしまい電池としての容量低下は
改善されないという問題がある。
電極反応に関係なく合金内から水素が放出され、電極容
量の低下をまねくこととなる。この電極の容量低下を改
善するために、電解液中の水素濃度を高めて合金表面の
水素圧を高くした場合には、負極である水素吸蔵合金電
極の容量低下は改善されるものの電解液中の溶存水素に
よって正極が還元されてしまい電池としての容量低下は
改善されないという問題がある。
（発明が解決しようとする問題点） 水素吸蔵合金を負極とする水素電池においては、合金表
面の水素が電解液中に溶け出すため、貯蔵時に容量が低
下するという問題があった。
面の水素が電解液中に溶け出すため、貯蔵時に容量が低
下するという問題があった。
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたもので
あり、貯蔵時における容量低下を低減させた水素電池を
提供することを目的とする。
あり、貯蔵時における容量低下を低減させた水素電池を
提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、水素吸蔵合金を負極の主構成材料とする水素
電池において、電解液がカルボキシメチルセルロース系
の重合体及び／又はポリビニルアルコール系の重合体を
含有することを特徴とする電解液である。
電池において、電解液がカルボキシメチルセルロース系
の重合体及び／又はポリビニルアルコール系の重合体を
含有することを特徴とする電解液である。
本発明で用いられるカルボキシメチルセルロース（CM
C）系の重合体は、Na塩等のCMC塩であっても、CMCの単
体であってもよく、格別に限定されるものではない。ま
た、CMCの特性に影響を与えない他の単量体との共重合
体であってもよい。
C）系の重合体は、Na塩等のCMC塩であっても、CMCの単
体であってもよく、格別に限定されるものではない。ま
た、CMCの特性に影響を与えない他の単量体との共重合
体であってもよい。
本発明で用いられるポリビニルアルコール（PVA）系の
重合体は平均重合度等、格別に限定されるものではな
く、また、PVAの特性に影響を与えない他の単量体との
共重合体であってもよい。
重合体は平均重合度等、格別に限定されるものではな
く、また、PVAの特性に影響を与えない他の単量体との
共重合体であってもよい。
CMC,PVAの添加はそれぞれ単独であっても、両方を併用
してもよい。添加量はCMC及び／又はPVAの平均重合度あ
るいは、他の要因を考慮し適宜決定する。
してもよい。添加量はCMC及び／又はPVAの平均重合度あ
るいは、他の要因を考慮し適宜決定する。
本発明の電解液は、上述のようなCMC系の重合体及び／
又はPVA系の重合体を含有するアルカリ性電解質の溶液
であればよく特に限定されるものではない。アルカリ性
電解質としては例えばKOH,NaOH,LiOH等が挙げられる。
これらのアルカリ性電解質の濃度は該電解質の活量ある
いは他の要因を考慮し、適宜決定する。一般には3N以上
であることが好ましい。
又はPVA系の重合体を含有するアルカリ性電解質の溶液
であればよく特に限定されるものではない。アルカリ性
電解質としては例えばKOH,NaOH,LiOH等が挙げられる。
これらのアルカリ性電解質の濃度は該電解質の活量ある
いは他の要因を考慮し、適宜決定する。一般には3N以上
であることが好ましい。
本発明で用いられる水素吸蔵合金の種類としては、LaNi
5，MmNi5およびこれらのNiの一部を他の金属元素、例え
ばAl,Mn,Fe,Co,Ti,Cu,Zn,Zr,Cr等で置換し三元、あるい
は四元以上の合金としたもの、さらに、Mg2Ni系、TiNi
系、TiFe系の合金が挙げられる。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。
5，MmNi5およびこれらのNiの一部を他の金属元素、例え
ばAl,Mn,Fe,Co,Ti,Cu,Zn,Zr,Cr等で置換し三元、あるい
は四元以上の合金としたもの、さらに、Mg2Ni系、TiNi
系、TiFe系の合金が挙げられる。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。
（作用） 水素吸蔵合金を用いた水素極の容量低下を低減する１つ
の方法として、電解液中に溶解している水素の拡散速度
を遅くすることがあげられる。電解液中に溶解している
水素は拡散によって正極に達し、正極を還元することに
より消費される。その拡散速度が遅くなれば、正極での
水素の消費速度が遅くなり、したがって、水素極から放
出される水素の量も少なくなる。本発明では電解液中に
Na−カルボキシメチルセルロースとポリビニルアルコー
ルを単独あるいは合わせて添加することにより水素の拡
散速度が遅くなり、水素極の貯蔵時の容量低下を防ぐ。
の方法として、電解液中に溶解している水素の拡散速度
を遅くすることがあげられる。電解液中に溶解している
水素は拡散によって正極に達し、正極を還元することに
より消費される。その拡散速度が遅くなれば、正極での
水素の消費速度が遅くなり、したがって、水素極から放
出される水素の量も少なくなる。本発明では電解液中に
Na−カルボキシメチルセルロースとポリビニルアルコー
ルを単独あるいは合わせて添加することにより水素の拡
散速度が遅くなり、水素極の貯蔵時の容量低下を防ぐ。
（実施例） 本発明の一実施例を第１表及び第１図を参照して説明す
る。
る。
本発明の実施例としてニッケル酸化物の正極と、25℃に
おける平衡圧が0.4atmの水素吸蔵合金LaNi4.7Al0.3を主
成分とする負極からなる単３サイズの電池を作製した。
おける平衡圧が0.4atmの水素吸蔵合金LaNi4.7Al0.3を主
成分とする負極からなる単３サイズの電池を作製した。
電池の製造法は、まず、LaNi4.7Al0.3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
練してシート化し、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
ルに酸化物よりなる電極を用意し、前記負極2とセパレ
ータ４を介して巻回して、金属製の円筒形の缶５に挿入
した。次に、その中に電解液を加え、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８をスポット溶接
によりつなぎ、クリンプして単３サイズの水素電池の組
み立てを完了した。
末とし、これにポリテトラフルオロエチレンを添加、混
練してシート化し、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
ルに酸化物よりなる電極を用意し、前記負極2とセパレ
ータ４を介して巻回して、金属製の円筒形の缶５に挿入
した。次に、その中に電解液を加え、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８をスポット溶接
によりつなぎ、クリンプして単３サイズの水素電池の組
み立てを完了した。
電池内に注入した電解液として8NKOH1にNa-CMC（第１
工業薬品（株）セロゲンWSA）およびPVA（日本合成化学
工業製、商品名ゴーセノール GLO5）を単独で0.1g,1g,
10g,20gを各々添加したものを用いた。さらに、Na-CMC
とPVAを等量ずつ混合し、0.1g,1g,10g,20gを各々8NKOH1
に添加し用いた。
工業薬品（株）セロゲンWSA）およびPVA（日本合成化学
工業製、商品名ゴーセノール GLO5）を単独で0.1g,1g,
10g,20gを各々添加したものを用いた。さらに、Na-CMC
とPVAを等量ずつ混合し、0.1g,1g,10g,20gを各々8NKOH1
に添加し用いた。
また、Na-CMC及びPVAを添加しない電解液を用いて、上
述の実施例と同様にして水素電池を作製した。
述の実施例と同様にして水素電池を作製した。
以上のように作製した電池の自己放電特性を測定した結
果を第１表に示す。
果を第１表に示す。
自己放電率は、電池を数回充放電した後に充電状態で、
25℃で静置し、２週間後に放電を行い、その放電量と貯
蔵をしない時に得られる放電量とを比較することにより
求めた。
25℃で静置し、２週間後に放電を行い、その放電量と貯
蔵をしない時に得られる放電量とを比較することにより
求めた。
以上の結果より明らかなように、本発明の実施例では貯
蔵時における容量の低下が改善された。
蔵時における容量の低下が改善された。
以上詳述したように、本発明によれば貯蔵時における容
量低下を低減させた水素電池を提供することができる。
量低下を低減させた水素電池を提供することができる。
第１図は本発明の一実施例の断面図である。 １……集電体2 ……負極 ３……正極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 優治 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１ 株式会 社東芝総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−225354（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−151337（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】水素吸蔵合金を負極の主構成材料とする水
素電池において、電解液がカルボキシメチルセルロース
系の重合体及び／又はポリビニルアルコール系の重合体
を含有することを特徴とする水素電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61064130A JPH0754715B2 (ja) | 1986-03-24 | 1986-03-24 | 水素電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61064130A JPH0754715B2 (ja) | 1986-03-24 | 1986-03-24 | 水素電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62249367A JPS62249367A (ja) | 1987-10-30 |
| JPH0754715B2 true JPH0754715B2 (ja) | 1995-06-07 |
Family
ID=13249182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61064130A Expired - Lifetime JPH0754715B2 (ja) | 1986-03-24 | 1986-03-24 | 水素電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0754715B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107204482A (zh) * | 2016-03-17 | 2017-09-26 | 株式会社东芝 | 电池、电池包和车辆 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3998446B2 (ja) | 2001-10-04 | 2007-10-24 | 松下電器産業株式会社 | アルカリ蓄電池 |
| US20070141462A1 (en) * | 2005-12-21 | 2007-06-21 | General Electric Company | Method and apparatus for reducing water loss |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52151337U (ja) * | 1976-05-13 | 1977-11-16 | ||
| JPS60225354A (ja) * | 1984-04-23 | 1985-11-09 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | アルカリ蓄電池用陽極板の製造法 |
-
1986
- 1986-03-24 JP JP61064130A patent/JPH0754715B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107204482A (zh) * | 2016-03-17 | 2017-09-26 | 株式会社东芝 | 电池、电池包和车辆 |
| CN107204482B (zh) * | 2016-03-17 | 2020-05-08 | 株式会社东芝 | 电池、电池包和车辆 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62249367A (ja) | 1987-10-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |