JPH08171909A - Manufacture of hydrogen storage alloy electrode containing a'b'o3 compound - Google Patents

Manufacture of hydrogen storage alloy electrode containing a'b'o3 compound

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JPH08171909A
JPH08171909A JP6334090A JP33409094A JPH08171909A JP H08171909 A JPH08171909 A JP H08171909A JP 6334090 A JP6334090 A JP 6334090A JP 33409094 A JP33409094 A JP 33409094A JP H08171909 A JPH08171909 A JP H08171909A
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JP
Japan
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weight
hydrogen storage
parts
storage alloy
electrode
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JP6334090A
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Japanese (ja)
Inventor
Masatoshi Ishii
政利 石井
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

PURPOSE: To provide the manufacture of a hydrogen storing alloy electrode containing a A'B'O3 compound, which is used as the negative electrode of an alkali battery, has a long charging/discharging cyclic life, and can efficiently remove oxygen generated by a positive electrode. CONSTITUTION: Slurry is prepared, which contains 100 parts of hydrogen storing alloy by weight formed out of only an AB5 phase, 0.5 to 5 parts of provskite type conductive oxide by weight represented by A'B'O3 , and 0.1 to 5 parts of binder by weight. Slurry thus obtained is coated on the surface of a conductive support body, then dried, and bonded with pressure thereafter, or a sheet is formed out of the aforesaid slurry, the sheet thus obtained is bonded with pressure on the surface of the conductive support body thereafter, and then dried, or after a hydrogen storing alloy electrode containing no A' B'O3 has been formed, slurry containing A'B'O3 compounds and binder is coated over the surface of the aforesaid electrode, and then dried. In this case, in the aforesaid formulas, A represents Mm, B represents at least one kind of chemical selected out of Al, Co, Mn and Ni, A' represents at least one kind of chemical selected out of Mm, Ca and Sr, and B' represents Co or Mn.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はアルカリ電池の負極とし
て使用される水素吸蔵合金電極の製造方法に関し、特
に、過充電時に正極から発生する酸素ガスを効率良く水
に変換することのできる、充放電サイクル寿命の長い水
素吸蔵合金電極の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a hydrogen storage alloy electrode used as a negative electrode of an alkaline battery, and more particularly, to a charging device capable of efficiently converting oxygen gas generated from the positive electrode during overcharge into water. The present invention relates to a method for manufacturing a hydrogen storage alloy electrode having a long discharge cycle life.

【0002】[0002]

【従来技術】水素を吸蔵したり、放出することのできる
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改良されている。
2. Description of the Related Art Since the discovery of hydrogen storage alloys capable of storing and releasing hydrogen, their applications have been expanded to heat pumps and batteries, as well as simple means for storing hydrogen. In particular, alkaline storage batteries using a hydrogen storage alloy as a negative electrode have almost reached the practical range, and the hydrogen storage alloys used have been improved one after another.

【0003】即ち、当初に検討されたLaNi5 合金は
(特開昭51−13934号公報参照)、水素吸蔵量が
大きいという利点がある一方、La金属が高価である
上、水素を吸蔵したり放出することの繰り返しによって
微粉化し易く、更に、アルカリ溶液や酸溶液によって腐
蝕され易いという欠点があった。このため、上記水素吸
蔵合金をアルカリ蓄電池の電極として使用すると、初期
には電気容量が高いが、充放電サイクルを50回程度繰
り返すと、電気容量が半分以下となり、長期間に亘って
使用することができないという欠点があった。
That is, the LaNi 5 alloy initially studied (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-13934) has the advantage of having a large hydrogen storage capacity, while the La metal is expensive and also stores hydrogen. It has a drawback that it is easily pulverized by repeated discharge and is easily corroded by an alkaline solution or an acid solution. Therefore, when the above hydrogen storage alloy is used as an electrode of an alkaline storage battery, the electric capacity is high in the initial stage, but when the charge / discharge cycle is repeated about 50 times, the electric capacity becomes half or less, and it is necessary to use it for a long period of time. There was a drawback that you couldn't.

【0004】かかる欠点は、Laの一部を、Ce、P
r、Ndその他の希土類元素に置換することによって、
及び/又はNiの一部をCo、Al、Mn等の金属で置
換することによって改良された(例えば、特開昭53−
4918号公報、同54−64014号公報、同60−
250558号公報、同61−91862号公報、同6
1−233969号公報参照)。
The drawback is that a part of La is replaced by Ce, P
By substituting r, Nd and other rare earth elements,
And / or by substituting a part of Ni with a metal such as Co, Al or Mn (see, for example, JP-A-53-53).
No. 4918, No. 54-64014, No. 60-
250558, 61-91862, and 6
No. 1-233969).

【0005】これらの合金は、LaNi5 合金と比べる
と水素吸蔵量が若干減少するものの、アルカリ溶液や酸
溶液に対する腐食性及びアルカリ蓄電池の充放電のサイ
クル寿命が改善される。しかしながら、上記の合金は、
工業的観点から言えば充放電サイクル寿命が未だ短いた
め、十分な実用的価値があるとは言い難い。
Although these alloys have a slightly reduced hydrogen storage capacity as compared with the LaNi 5 alloy, they are corrosive to alkaline solutions and acid solutions and the cycle life of charging / discharging of alkaline storage batteries is improved. However, the above alloys
From an industrial point of view, since the charge / discharge cycle life is still short, it is hard to say that it has sufficient practical value.

【0006】かかる欠点は、AB5 相以外の金属間化合
物相を含まない水素吸蔵合金によって改善することがで
きる(特願平5−257846号)が、未だ、充放電サ
イクルが十分であるといえるものではなかった。但し、
ここで、AはLa又は少なくともLaを含む2種以上の
希土類元素の混合物であり、Bは、Al、Co、Cr、
Fe、Mn、Ni、Ti、V、Zn及びZrから選ばれ
る少なくとも1種の元素である。即ち、実際の使用にお
いては過充電が行われることが多く、この場合には正極
から発生する酸素ガスのために電池内圧が上昇し、電池
としての機能が失われたり、合金の酸化が進行して負極
が劣化する。
This drawback can be improved by using a hydrogen storage alloy containing no intermetallic compound phase other than the AB 5 phase (Japanese Patent Application No. 5-257846), but it can be said that the charge / discharge cycle is still sufficient. It wasn't something. However,
Here, A is La or a mixture of two or more rare earth elements containing at least La, and B is Al, Co, Cr,
It is at least one element selected from Fe, Mn, Ni, Ti, V, Zn and Zr. That is, in actual use, overcharge is often performed, and in this case, the oxygen gas generated from the positive electrode increases the internal pressure of the battery, which causes the battery to lose its function and oxidize the alloy. The negative electrode deteriorates.

【0007】そこで、かかる欠点を改善するために、負
極である水素吸蔵合金電極の表面に炭素粉末層を形成さ
せたり(特開昭63−195960号公報)、導電性を
有する繊維状の酸素ガス消費層を形成する(特開平5−
335014号公報)ことが提案されている。しかしな
がら、前者の場合には、充放電サイクルが繰り返される
うちに、表面に塗着された炭素粉末層ごと負極に割れが
生じるという欠点があった。これに対し、後者の場合に
は上記のような欠点はないが、十分な性能を得るために
は、前記導電性を有する繊維表面に、更に、パラジウム
等の触媒を担持させる必要があり、煩雑である上製造コ
ストが高くなるという欠点があった。
Therefore, in order to improve such a defect, a carbon powder layer is formed on the surface of a hydrogen storage alloy electrode which is a negative electrode (Japanese Patent Laid-Open No. 63-195960), or a fibrous oxygen gas having conductivity. Forming a consumer layer
No. 335,014) is proposed. However, in the former case, there is a drawback that the negative electrode is cracked together with the carbon powder layer applied to the surface while the charge / discharge cycle is repeated. On the other hand, in the latter case, there is no drawback as described above, but in order to obtain sufficient performance, it is necessary to further carry a catalyst such as palladium on the surface of the electrically conductive fiber, which is complicated. In addition, there is a drawback that the manufacturing cost becomes high.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者等
は、更に簡便に、上記の過充電に基づく不都合を改善す
るために鋭意検討した結果、水素吸蔵合金電極の表面付
近の水素吸蔵合金は、酸化されているために水素を吸蔵
し難く、従って、水素と酸素を反応させて正極から発生
する酸素を消費する機能に乏しいこと、及び、かかる欠
点は、少なくとも水素吸蔵合金の表面に、導電性を有す
ると共に酸素分子を原子状酸素に分解する触媒活性のあ
る、ペロブスカイト型のA’B’O3 酸化物を存在させ
ることにより改善することができることを見いだし、本
発明に到達した。
Therefore, as a result of further studies by the present inventors, in order to more simply and conveniently improve the above-mentioned inconvenience due to overcharging, the hydrogen storage alloy near the surface of the hydrogen storage alloy electrode was found to be , It is difficult to store hydrogen because it is oxidized, and therefore, the function of consuming oxygen generated from the positive electrode by reacting hydrogen with oxygen is poor, and such a drawback is that at least the surface of the hydrogen storage alloy has a conductive property. It has been found that the presence of a perovskite-type A′B′O 3 oxide, which has a property and which has a catalytic activity of decomposing oxygen molecules into atomic oxygen, can be improved, and has reached the present invention.

【0009】従って本発明の第1の目的は、アルカリ電
池の負極として使用される、充放電サイクル寿命の長い
水素吸蔵合金電極の製造方法を提供することにある。本
発明の第2の目的は、正極で発生する酸素を効率よく消
失させることのできる、アルカリ電池の負極用水素吸蔵
合金電極の製造方法を提供することにある。
Therefore, a first object of the present invention is to provide a method for producing a hydrogen storage alloy electrode having a long charge / discharge cycle life, which is used as a negative electrode of an alkaline battery. A second object of the present invention is to provide a method for producing a hydrogen storage alloy electrode for a negative electrode of an alkaline battery, which can efficiently eliminate oxygen generated in the positive electrode.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の上記の諸目的
は、AB5 相のみからなる水素吸蔵合金100重量部、
A’B’O3 で表されるペロブスカイト型導電性酸化物
0.5〜5重量部、及び、バインダー0.1〜5重量部
を含有するスラリーを調製した後、得られたスラリーを
導電性支持体表面に塗設し、乾燥した後圧着するか、前
記スラリーをシート状に成型した後、該シートを導電性
支持体表面に圧着して乾燥し、若しくは、AB5 相のみ
からなる水素吸蔵合金100重量部及びバインダー0.
1〜5重量部を含有する層を導電性支持体表面に設けて
なる水素吸蔵合金電極表面に、A’B’O3 で表される
ペロブスカイト型導電性酸化物0.5〜5重量部及びバ
インダー0.5〜5重量部を含有するスラリーを、A’
B’O3 が、水素吸蔵合金電極表面の20〜80%を被
覆するように塗設した後、乾燥することを特徴とする、
A’B’O3 化合物を有する水素吸蔵合金電極の製造方
法によって達成された。但し、上式中、AはMm、Bは
Al、Co、Mn及びNiから選択される少なくとも1
種であり、A’はMm、Ca及びSrから選択される少
なくとも1種、B’はCo又はMnである。
The above-mentioned various objects of the present invention are as follows: 100 parts by weight of a hydrogen storage alloy containing only the AB 5 phase;
After preparing a slurry containing 0.5 to 5 parts by weight of a perovskite-type conductive oxide represented by A'B'O 3 and 0.1 to 5 parts by weight of a binder, the obtained slurry is made conductive. It is applied on the surface of the support and dried and then pressure-bonded, or the slurry is molded into a sheet and then the sheet is pressure-bonded to the surface of the conductive support and dried, or hydrogen absorption consisting of only the AB 5 phase is carried out. 100 parts by weight of alloy and 0.
0.5 to 5 parts by weight of a perovskite type conductive oxide represented by A′B′O 3 is formed on the surface of the hydrogen storage alloy electrode having a layer containing 1 to 5 parts by weight on the surface of the conductive support. A slurry containing 0.5 to 5 parts by weight of a binder was added to A '.
B′O 3 is applied so as to cover 20 to 80% of the surface of the hydrogen storage alloy electrode, and then dried.
It was achieved by a method of manufacturing a hydrogen storage alloy electrode having an A′B′O 3 compound. However, in the above formula, A is Mm and B is at least 1 selected from Al, Co, Mn and Ni.
A'is at least one selected from Mm, Ca and Sr, and B'is Co or Mn.

【0011】尚、Mmは、CaCu5 型結晶構造を有す
るLaNi5 合金のLaの一部をCe、Pr、Ndその
他の希土類元素に置換した金属であり、ミッシュメタル
と呼ばれる希土類元素の混合物である。Mmは、例え
ば、Ce45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。本発明で
使用するAB5 相のみからなる水素吸蔵合金は、後述す
る如く、AB 5 相以外の金属間化合物相を含まない水素
吸蔵合金である。
Mm is CaCuFiveHas a type crystal structure
LaNiFiveCe, Pr, Nd and some of La of the alloy
Misch metal, which is a metal substituted with other rare earth elements
It is a mixture of rare earth elements. Mm is like
For example, Ce 45% by weight, La 30% by weight, Nd 5% by weight,
And 20% by weight of other rare earth elements. In the present invention
AB to useFiveA hydrogen storage alloy consisting of only phases will be described later.
As you can see, AB FiveHydrogen containing no intermetallic compound phases other than phases
It is an occlusion alloy.

【0012】本発明で使用するA’B’O3 で表される
ペロブスカイト型導電性酸化物は、導電性を有すると共
に、酸素分子を酸素原子に分解する際の触媒として作用
するものである。A’B’O3 の具体例としては、Mm
CoO3 、MmMnO3 等が挙げられるが、特に、A’
はMm1-y (Ca,Sr)y であることが好ましい。但
し、yは0≦y≦0.5のモル比である。
The perovskite type conductive oxide represented by A'B'O 3 used in the present invention has conductivity and acts as a catalyst when decomposing oxygen molecules into oxygen atoms. Specific examples of A'B'O 3 include Mm
CoO 3 , MmMnO 3 and the like can be mentioned, but especially A ′
Is preferably Mm 1-y (Ca, Sr) y . However, y is a molar ratio of 0 ≦ y ≦ 0.5.

【0013】本発明の製造方法で使用するAB5 相のみ
からなる水素吸蔵合金は、電池用電極として使用した場
合にアルカリや酸溶液によって腐食するのを防止し、サ
イクル寿命を長くする観点から、化学量論式でAx
5.0 で表される合金(xは0.95≦x≦1.00の範
囲の有理数)であって、その合金組織においてAB5
以外の金属間化合物相が含まれないものである。
The hydrogen storage alloy consisting of only the AB 5 phase used in the manufacturing method of the present invention prevents corrosion by an alkali or acid solution when used as a battery electrode and prolongs the cycle life. A x B in stoichiometry
It is an alloy represented by 5.0 (x is a rational number in the range of 0.95 ≤ x ≤ 1.00), and its alloy structure does not include an intermetallic compound phase other than the AB 5 phase.

【0014】このような配合組成を有する合金を製造す
るに際しては、上記した金属元素をこの配合組成となる
ように秤量・混合すると共に、製造された水素吸蔵合金
中に炭素が30〜500ppmの範囲となるように、炭
素を添加する必要がある。このように炭素を少量添加す
ることによって、A2 7 相、AB2 相などの他の金属
間化合物の析出を抑制し、AB5 相のみを析出させるこ
とができる。
When producing an alloy having such a composition, the above-mentioned metal elements are weighed and mixed so as to have this composition, and the produced hydrogen storage alloy contains carbon in the range of 30 to 500 ppm. Therefore, it is necessary to add carbon. By adding a small amount of carbon in this way, precipitation of other intermetallic compounds such as A 2 B 7 phase and AB 2 phase can be suppressed, and only the AB 5 phase can be precipitated.

【0015】即ち、合金は、溶解した後冷却して固体化
する際には、一般に融点の高い順に固化するが、本発明
の水素貯蔵合金を製造する場合には、AB5 相、A2
7 相、AB2 相、AB3 相、AB相、A3 B相の順に固
化する。従って、合金組織としては、まずAB5 相が結
晶粒子を形成し、この結晶粒界に他の金属間化合物が存
在することになるが、添加した炭素がAB5 相の固化に
際して粒界に析出し、A2 7 相、AB2 相等その他の
金属間化合物の析出を抑える。
That is, when the alloy is melted and then cooled to be solidified, the alloy is generally solidified in the descending order of the melting points. However, in the case of producing the hydrogen storage alloy of the present invention, the AB 5 phase and the A 2 B phase are used.
The 7th phase, the AB 2 phase, the AB 3 phase, the AB phase, and the A 3 B phase are solidified in this order. Therefore, as for the alloy structure, first, the AB 5 phase forms crystal grains, and other intermetallic compounds are present in the crystal grain boundaries, but the added carbon precipitates in the grain boundaries during solidification of the AB 5 phase. However, the precipitation of other intermetallic compounds such as A 2 B 7 phase and AB 2 phase is suppressed.

【0016】AB5 相の結晶粒子は、溶解して均一とな
った前記微量の炭素を含有する溶解金属を4〜100℃
/秒の冷却速度で冷却することによって得られる。冷却
方法としては、例えば、水冷した鋳型に鋳造する方法を
挙げることができる。このような合金組織は、著しく微
細な金属間化合物の結晶粒子を形成する。言い換えれ
ば、得られる粒子が微細なため粒子相互間の隙間が小さ
くなり、その結果として粒界を小さくすることができる
ので、アルカリ溶液や酸溶液に対する耐食性が高い。上
記の水素吸蔵合金は、混合・攪拌等を容易にする観点か
ら、粉末状のものを使用することが好ましい。使用する
水素吸蔵合金粉末の平均粒子径は適宜決定されるが、通
常、20〜100μmである。
The crystal grains of the AB 5 phase are formed by melting the molten metal containing a minute amount of the above-mentioned carbon, which becomes uniform, at 4 to 100 ° C.
It is obtained by cooling at a cooling rate of / sec. Examples of the cooling method include a method of casting in a water-cooled mold. Such an alloy structure forms extremely fine crystal grains of an intermetallic compound. In other words, since the obtained particles are fine, the gaps between the particles are small, and as a result, the grain boundaries can be made small, so that the corrosion resistance to an alkali solution or an acid solution is high. From the viewpoint of facilitating mixing, stirring, etc., it is preferable to use the above hydrogen storage alloy in powder form. The average particle size of the hydrogen storage alloy powder used is appropriately determined, but is usually 20 to 100 μm.

【0017】A’B’O3 で表されるペロブスカイト型
導電性酸化物(導電性酸化物という)は、A’B’O3
を構成し得る塩の水溶液を混合し、得られた沈殿物を焼
成することによって得ることができる。上記の塩として
は、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸コバル
ト、炭酸マンガン等を挙げることができる。得られた導
電性酸化物は、水素吸蔵合金電極中に均一に分散させる
ために、粉砕し、微粉末状として使用することが好まし
い。好ましい導電性酸化物粉末の平均粒子径は、通常、
0.5〜10μmである。バインダーとしては、ポリビ
ニアルコール、メチルセルロール等、結着性を有する公
知の水溶性樹脂を適宜使用することができる。
A perovskite type conductive oxide represented by A'B'O 3 (referred to as a conductive oxide) is A'B'O 3.
It can be obtained by mixing an aqueous solution of a salt capable of constituting the above and calcining the obtained precipitate. Examples of the salt include calcium carbonate, strontium carbonate, cobalt carbonate, manganese carbonate and the like. The obtained conductive oxide is preferably pulverized and used in the form of fine powder in order to uniformly disperse it in the hydrogen storage alloy electrode. The average particle diameter of the preferred conductive oxide powder is usually
It is 0.5 to 10 μm. As the binder, a known water-soluble resin having a binding property such as polyvinyl alcohol and methyl cellulose can be appropriately used.

【0018】A’B’O3 を水素吸蔵合金と共に使用す
る際のスラリーの調製に際しては、A’B’O3 で表さ
れるペロブスカイト型導電性酸化物を、AB5 相のみか
らなる水素吸蔵合金100重量部に対して0.5〜5重
量部使用するが、特に1〜3重量部使用することが好ま
しい。0.5重量部以下では酸素を効率よく消失させる
ことのできる電極を製造することができず、5重量部以
上では不経済となるのみならず、水素吸蔵合金の水素吸
蔵能を低下させ、電極性能が低下する。バインダーは、
電極を製造する際の成形性を良好とする観点から、AB
5 相のみからなる水素吸蔵合金100重量部に対して、
0.1〜5重量部使用するが、特に0.5〜1.5重量
部使用することが好ましい。0.1重量部以下では電極
の製造適性が低下し、5重量部以上では水素吸蔵合金が
絶縁膜で覆われることとなるので水素吸蔵能が低下し、
得られる電極性能が低下する。
In the preparation of the slurry when A'B'O 3 is used together with the hydrogen storage alloy, the perovskite type conductive oxide represented by A'B'O 3 is stored in the hydrogen storage alloy containing only the AB 5 phase. It is used in an amount of 0.5 to 5 parts by weight, preferably 1 to 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the alloy. If it is 0.5 parts by weight or less, an electrode capable of efficiently eliminating oxygen cannot be manufactured, and if it is 5 parts by weight or more, not only becomes uneconomical, but also reduces the hydrogen storage capacity of the hydrogen storage alloy, and Performance decreases. The binder is
From the viewpoint of improving moldability when manufacturing the electrode, AB
For 100 parts by weight of hydrogen storage alloy consisting of only 5 phases,
It is used in an amount of 0.1 to 5 parts by weight, preferably 0.5 to 1.5 parts by weight. If it is less than 0.1 parts by weight, the manufacturability of the electrode will be reduced, and if it is more than 5 parts by weight, the hydrogen storage alloy will be covered with the insulating film, so the hydrogen storage capacity will be reduced.
The obtained electrode performance deteriorates.

【0019】本発明の第1の製造方法においては、AB
5 相のみからなる水素吸蔵合金100重量部、A’B’
3 で表されるペロブスカイト型導電性酸化物2重量
部、及び、バインダー0.82重量部を含有するスラリ
ーを調製した後、得られたスラリーを導電性支持体表面
に塗設し、乾燥した後圧着することによってA’B’O
3 化合物を有する水素吸蔵合金電極を製造する。
In the first manufacturing method of the present invention, AB
100 parts by weight of hydrogen storage alloy consisting of only 5 phases, A'B '
After preparing a slurry containing 2 parts by weight of a perovskite type conductive oxide represented by O 3 and 0.82 parts by weight of a binder, the obtained slurry was applied on the surface of the conductive support and dried. A'B'O by post pressure bonding
A hydrogen storage alloy electrode having 3 compounds is manufactured.

【0020】本発明の第2の製造方法においては、上記
スラリーをシート状に成型し、次いで該シートを導電性
支持体表面に圧着し、乾燥することによってA’B’O
3 化合物を有する水素吸蔵合金電極を製造する。スラリ
ーをシート状に成型するに際しては、加圧成型法等の公
知の成型法を使用することができる。成型するシートの
厚さは、製造する電極の種類に応じて適宜決定すればよ
い。また、シートを導電性支持体表面に圧着する手段と
しては、公知の圧力接着方法等を用いることができる。
In the second production method of the present invention, the above slurry is formed into a sheet, and then the sheet is pressure-bonded to the surface of the conductive support and dried to form A'B'O.
A hydrogen storage alloy electrode having 3 compounds is manufactured. When molding the slurry into a sheet shape, a known molding method such as a pressure molding method can be used. The thickness of the sheet to be molded may be appropriately determined according to the type of electrode to be manufactured. Further, as a means for pressing the sheet onto the surface of the conductive support, a known pressure bonding method or the like can be used.

【0021】本発明の第3の製造方法においては、例え
ば、AB5 相のみからなる水素吸蔵合金100重量部及
びバインダー0.75重量部を含有するスラリーを導電
性支持体表面に塗設し、乾燥した後圧着するか、又は、
前記スラリーをシート状に成型し、次いで該シートを導
電性支持体表面に圧着し、乾燥してなる、前記水素吸蔵
合金及びバインダーを含有する層を設けてなる水素吸蔵
合金電極表面に、例えば、A’B’O3 で表されるペロ
ブスカイト型導電性酸化物2重量部及びバインダー0.
06重量部を含有するスラリーを塗設した後、乾燥する
ことによってA’B’O3 化合物を有する水素吸蔵合金
電極を製造する。この場合、A’B’O3 が、水素吸蔵
合金電極表面の20〜80%を被覆するように上記スラ
リーを塗設することが好ましい。20%以下では、製造
された電極をアルカリ電池用電極として用いた場合に、
電池内圧を低下させることができない。80%以上で
は、電極性能が低下する。
In the third production method of the present invention, for example, a slurry containing 100 parts by weight of a hydrogen storage alloy consisting only of AB 5 phase and 0.75 parts by weight of a binder is coated on the surface of the conductive support, Crimp after drying, or
The slurry is molded into a sheet shape, and then the sheet is pressure-bonded to the surface of the conductive support and dried, and the hydrogen storage alloy electrode surface provided with the layer containing the hydrogen storage alloy and the binder, for example, 2 parts by weight of a perovskite type conductive oxide represented by A'B'O 3 and a binder of 0.
A hydrogen storage alloy electrode having an A′B′O 3 compound is manufactured by applying a slurry containing 06 parts by weight and then drying. In this case, it is preferable to coat the slurry so that A′B′O 3 covers 20 to 80% of the surface of the hydrogen storage alloy electrode. Below 20%, when the manufactured electrode is used as an alkaline battery electrode,
The internal pressure of the battery cannot be reduced. If it is 80% or more, the electrode performance deteriorates.

【0022】本発明の製造方法に使用する導電性支持体
(集電体)としては、アルカリ電池に使用される公知の
導電性支持体を使用することができるが、電池容器に納
めることを容易とする観点から、繊維状のものを使用す
ることが好ましい。繊維状の導電性支持体としては、例
えば、Niの繊維状支持体等を挙げることができる。本
発明の製造方法において、スラリーを導電性支持体又は
水素吸蔵合金電極表面に塗設し、乾燥した後圧着するに
際しては、公知の塗設、乾燥及び圧着手段を使用するこ
とができる。
As the conductive support (current collector) used in the production method of the present invention, a known conductive support used in alkaline batteries can be used, but it is easy to put it in a battery container. From this viewpoint, it is preferable to use a fibrous material. Examples of the fibrous conductive support include Ni fibrous support. In the production method of the present invention, when the slurry is applied on the surface of the conductive support or the hydrogen storage alloy electrode, dried and then pressure-bonded, known coating, drying and pressure-bonding means can be used.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明のA’B’O3 化合物を有する水
素吸蔵合金電極の製造方法は、A’B’O3 で表される
導電性酸化物と水素吸蔵合金を特定の割合で混合したス
ラリーを導電性支持体表面に塗設・乾燥・圧着するか、
前記スラリーをシート状に成型した後、該シートを導電
性支持体表面に圧着して乾燥することにより、若しく
は、水素吸蔵合金電極の表面にA’B’O3 で表される
導電性酸化物を含有するスラリーを塗設・乾燥するのみ
で製造することができるので、極めて簡易である。
The method for producing a hydrogen storage alloy electrode having an A'B'O 3 compound according to the present invention comprises mixing a conductive oxide represented by A'B'O 3 and a hydrogen storage alloy in a specific ratio. Coating the slurry on the surface of the conductive support, drying it, or pressing it, or
After molding the slurry into a sheet shape, the sheet is pressed onto the surface of the conductive support and dried, or the conductive oxide represented by A′B′O 3 is formed on the surface of the hydrogen storage alloy electrode. Since it can be produced only by coating and drying a slurry containing a, it is extremely simple.

【0024】本発明の製造方法によって得られ水素吸蔵
合金電極は、AB5 相以外の金属間化合物相を含まない
水素吸蔵合金を使用しているので耐腐食性が高い上、酸
素分子を分解する触媒活性のあるA’B’O3 で表され
る酸化物を有し、酸素ガスを効率良く消失させることが
できるので、特にアルカリ蓄電池用の負電極用として好
適である。
Since the hydrogen storage alloy electrode obtained by the manufacturing method of the present invention uses a hydrogen storage alloy containing no intermetallic compound phase other than the AB 5 phase, it has high corrosion resistance and decomposes oxygen molecules. Since it has an oxide represented by A′B′O 3 having catalytic activity and can efficiently eliminate oxygen gas, it is particularly suitable for a negative electrode for alkaline storage batteries.

【0025】[0025]

【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。 実施例1〜4 La(純度99%以上)、Ce(純度99%以上)、P
r(純度99%以上)、Nd(純度99%以上)、Ni
(純度99%以上)、Co(純度99%以下)、Al
(純度99%以上)及びMnからなる各金属元素を、表
1に示すような配合組成になるように秤量して混合し
た。得れた混合物に対して炭素を50ppmとなるよう
に添加した。次いで、この混合物を高周波溶解法でアル
ゴン雰囲気下で溶解し、水冷した鋳型に鋳造して、表1
に示すような組成を有する水素吸蔵合金(実施例1〜
4)を製造した。
The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. Examples 1 to 4 La (purity 99% or higher), Ce (purity 99% or higher), P
r (purity 99% or higher), Nd (purity 99% or higher), Ni
(Purity of 99% or more), Co (Purity of 99% or less), Al
Each metal element consisting of (purity of 99% or more) and Mn was weighed and mixed so as to have a composition as shown in Table 1. Carbon was added to the obtained mixture so as to be 50 ppm. Then, this mixture was melted by a high frequency melting method under an argon atmosphere and cast in a water-cooled mold.
A hydrogen storage alloy having a composition as shown in (Examples 1 to 1
4) was produced.

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】尚、水冷した鋳型に鋳造する際に、鋳造厚
みを5〜20mmとすることによって冷却速度を制御し
た。得られた合金のX線回析を行ったところ、AB5
のみのピークが見られたことから、該合金がAB5 相の
みからなる水素吸蔵合金であることが確認された。得ら
れた合金を平均粒径が30μmの大きさに粉砕して、粉
末とした。実施例1で使用したMmの酸化物、炭酸カル
シウム、炭酸ストロンチウム、炭酸コバルト及び炭酸マ
ンガンをMm0.8 Ca0.1 Sr0.1 Co0.5 Mn0.5
3の化学量論比となるように混合した後、900℃で焼
成し、粉砕して平均粒子径が4μmのA’B’O3 で表
される導電性酸化物粉末を得た。
When casting in a water-cooled mold, the cooling rate was controlled by setting the casting thickness to 5 to 20 mm. When the obtained alloy was subjected to X-ray diffraction, a peak of only the AB 5 phase was observed, and it was confirmed that the alloy was a hydrogen storage alloy consisting of only the AB 5 phase. The obtained alloy was pulverized into powder having an average particle size of 30 μm. The Mm oxide, calcium carbonate, strontium carbonate, cobalt carbonate and manganese carbonate used in Example 1 were replaced with Mm 0.8 Ca 0.1 Sr 0.1 Co 0.5 Mn 0.5 O.
After mixing so as to have a stoichiometric ratio of 3 , the mixture was baked at 900 ° C. and pulverized to obtain a conductive oxide powder represented by A′B′O 3 having an average particle diameter of 4 μm.

【0028】得られた水素吸蔵合金粉末15gに対し、
導電性酸化物粉末0.3g、及びポリビニルアルコール
3重量%の水溶液を4.1gの割合で混合して、スラリ
ー状にした。得られたスラリーを、繊維状Ni支持体に
塗着して乾燥した後、厚さ0.5〜1.0mmのシート
状に加圧成形し、次いでリード線を取り付けて4種類の
シート状の負電極を作製した。
With respect to 15 g of the obtained hydrogen storage alloy powder,
0.3 g of the conductive oxide powder and an aqueous solution of 3% by weight of polyvinyl alcohol were mixed at a ratio of 4.1 g to form a slurry. The obtained slurry is applied to a fibrous Ni support and dried, and then pressure-molded into a sheet having a thickness of 0.5 to 1.0 mm, and then a lead wire is attached to form four types of sheet. A negative electrode was made.

【0029】尚、正電極としては、多孔質のNi焼結体
にNi(OH)2 を含浸させ、これを化成処理してNi
OOH電極を作製し、その影響がないようにした。こう
して作製したシート状の各負電極及び正電極を、ポリオ
レフィン製の不織布で作製したセパレーターを介して巻
き取り、円筒状の容器に充填すると共に、電解液として
6モル/リットルのKOH水溶液を注入した後、封缶し
て公称容量2,400ミリアンペア・時の密閉型ニッケ
ル水素二次電池(アルカリ蓄電池)を4種類作製した。
As the positive electrode, a porous Ni sintered body was impregnated with Ni (OH) 2 , and this was subjected to chemical conversion treatment to obtain Ni.
An OOH electrode was prepared so that it would not be affected. Each of the sheet-shaped negative electrodes and positive electrodes thus produced was wound around a separator made of a polyolefin non-woven fabric, filled in a cylindrical container, and a 6 mol / liter KOH aqueous solution was injected as an electrolytic solution. After that, the cans were sealed and four types of sealed nickel-hydrogen secondary batteries (alkaline storage batteries) having a nominal capacity of 2,400 milliamperes / hour were manufactured.

【0030】得られた各電池を、720mAの電流で5
時間充電した後、480mAの電流で電池電圧が1.0
Vになるまで放電するという充放電を繰り返し、初期容
量の60%になるまでのサイクル数を測定し、20℃に
おける充放電サイクル寿命を調べた。また、充放電サイ
クルを10回行った後の電池内圧を測定した。これらの
結果は表2に示した通りである。
Each of the obtained batteries was subjected to 5 at a current of 720 mA.
After charging for an hour, the battery voltage is 1.0 at a current of 480mA.
The charge and discharge of discharging to V was repeated, the number of cycles until 60% of the initial capacity was measured, and the charge and discharge cycle life at 20 ° C. was examined. In addition, the internal pressure of the battery was measured after 10 charge / discharge cycles. The results are shown in Table 2.

【0031】[0031]

【表2】 [Table 2]

【0032】実施例5〜8.実施例1〜4で使用した水
素吸蔵合金電極に代えて、下記の水素吸蔵合金電極を使
用した他は、実施例1〜4と全く同様にして、アルカリ
蓄電池4種類(実施例5〜8)を作製し、実施例1〜4
と全く同様にして充放電サイクル寿命及び電池内圧を測
定した。結果は表2に示した通りである。
Examples 5-8. Four types of alkaline storage batteries (Examples 5 to 8) were performed in exactly the same manner as in Examples 1 to 4 except that the following hydrogen storage alloy electrodes were used instead of the hydrogen storage alloy electrodes used in Examples 1 to 4. Example 1 to 4
The charge / discharge cycle life and the battery internal pressure were measured in exactly the same manner as. The results are shown in Table 2.

【0033】水素吸蔵合金電極の調製 実施例1〜4で使用した水素吸蔵合金粉末15gにポリ
ビニルアルコール3重量%の水溶液を3.8gの割合で
混合したスラリーを繊維状Ni支持体に塗着して乾燥・
圧着した電極表面に、実施例1で使用した導電性酸化物
0.3gにポリビニルアルコール3重量%の水溶液を
0.3gの割合で混合したスラリーを塗着して乾燥し、
A’B’O3 化合物を有する水素吸蔵合金電極を4種類
得た。
Preparation of Hydrogen Storage Alloy Electrode A fibrous Ni support was coated with a slurry prepared by mixing 15 g of the hydrogen storage alloy powder used in Examples 1 to 4 with an aqueous solution of 3% by weight of polyvinyl alcohol at a ratio of 3.8 g. And dry
A slurry obtained by mixing 0.3 g of the conductive oxide used in Example 1 with an aqueous solution of 3% by weight of polyvinyl alcohol in a proportion of 0.3 g was applied to the pressure-bonded electrode surface and dried,
Four types of hydrogen storage alloy electrodes having A′B′O 3 compound were obtained.

【0034】比較例1〜4.実施例1〜4で用いたA’
B’O3 で表される導電性酸化物粉末を使用しなかった
他は、実施例1〜4と全く同様にして、アルカリ蓄電池
4種類(比較例1〜4)を作製し、充放電サイクル寿命
及び電池内圧を測定した。結果は表2に示した通りであ
る。
Comparative Examples 1-4. A ′ used in Examples 1 to 4
Four types of alkaline storage batteries (Comparative Examples 1 to 4) were prepared in the same manner as in Examples 1 to 4 except that the conductive oxide powder represented by B′O 3 was not used, and the charge / discharge cycle was performed. The life and the battery internal pressure were measured. The results are shown in Table 2.

【0035】比較例5.実施例5の電極で使用した導電
性酸化物0.1gに代えて炭素繊維0.1gを使用した
他は、実施例5と全く同様にしてアルカリ蓄電池を作製
し、充放電サイクル寿命及び電池内圧を測定した。結果
は表2に示した通りである。
Comparative Example 5. An alkaline storage battery was prepared in exactly the same manner as in Example 5, except that 0.1 g of carbon fiber was used instead of 0.1 g of the conductive oxide used in the electrode of Example 5, and the charge / discharge cycle life and battery internal pressure were changed. Was measured. The results are shown in Table 2.

【0036】表2に示すように、実施例の場合には、比
較例の場合に比し、充放電サイクル寿命が長く、電池内
圧も低いことが判る。この結果は、実施例で使用した負
電極によって、電池の寿命が改善されたことを示すもの
である。
As shown in Table 2, it is understood that in the case of the embodiment, the charge / discharge cycle life is long and the internal pressure of the battery is low as compared with the case of the comparative example. The results show that the negative electrode used in the examples improved the battery life.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】AB5 相のみからなる水素吸蔵合金100
重量部、A’B’O3 で表されるペロブスカイト型導電
性酸化物0.5〜5重量部、及び、バインダー0.1〜
5重量部を含有するスラリーを調製した後、得られたス
ラリーを導電性支持体表面に塗設し、乾燥した後圧着す
ることを特徴とする、A’B’O3 化合物を有する水素
吸蔵合金電極の製造方法;但し、上式中、AはMm;B
はAl、Co、Mn及びNiから選択される少なくとも
1種であり;A’はMm、Ca及びSrから選択される
少なくとも1種;B’はCo又はMnである。
1. A hydrogen storage alloy 100 consisting of only the AB 5 phase.
Parts by weight, 0.5 to 5 parts by weight of a perovskite type conductive oxide represented by A'B'O 3 , and a binder of 0.1 to 5 parts by weight.
A hydrogen storage alloy having an A′B′O 3 compound, characterized in that after preparing a slurry containing 5 parts by weight, the obtained slurry is applied on the surface of a conductive support, dried and then pressure-bonded. Manufacturing method of electrode; provided that in the above formula, A is Mm; B
Is at least one selected from Al, Co, Mn and Ni; A ′ is at least one selected from Mm, Ca and Sr; B ′ is Co or Mn.
【請求項2】AB5 相のみからなる水素吸蔵合金100
重量部、A’B’O3 で表されるペロブスカイト型導電
性酸化物0.5〜5重量部、及び、バインダー0.1〜
5重量部を含有するスラリーを調製した後、得られたス
ラリーをシート状に成型し、次いで該シートを導電性支
持体表面に圧着し、乾燥することを特徴とする、A’
B’O3 化合物を有する水素吸蔵合金電極の製造方法;
但し、上式中、AはMm;BはAl、Co、Mn及びN
iから選択される少なくとも1種であり;A’はMm、
Ca及びSrから選択される少なくとも1種;B’はC
o又はMnである。
2. A hydrogen storage alloy 100 consisting of only the AB 5 phase.
Parts by weight, 0.5 to 5 parts by weight of a perovskite type conductive oxide represented by A'B'O 3 , and a binder of 0.1 to 5 parts by weight.
After preparing a slurry containing 5 parts by weight, the obtained slurry is formed into a sheet, and then the sheet is pressure-bonded to the surface of the conductive support and dried.
Method for producing hydrogen storage alloy electrode having B′O 3 compound;
However, in the above formula, A is Mm; B is Al, Co, Mn and N
at least one selected from i; A ′ is Mm,
At least one selected from Ca and Sr; B'is C
o or Mn.
【請求項3】AB5 相のみからなる水素吸蔵合金100
重量部及びバインダー0.1〜5重量部を含有する層を
導電性支持体表面に設けてなる水素吸蔵合金電極表面
に、A’B’O3 で表されるペロブスカイト型導電性酸
化物0.5〜5重量部及びバインダー0.5〜5重量部
を含有するスラリーを、A’B’O3 が、水素吸蔵合金
電極表面の20〜80%を被覆するように塗設した後、
乾燥することを特徴とする、A’B’O3 化合物を有す
る水素吸蔵合金電極の製造方法;但し、上式中、AはM
m;BはAl、Co、Mn及びNiから選択される少な
くとも1種であり;A’はMm、Ca及びSrから選択
される少なくとも1種;B’はCo又はMnである。
3. A hydrogen storage alloy 100 consisting of only the AB 5 phase.
The hydrogen-absorbing alloy electrode surface formed by providing a layer containing 0.1 to 5 parts by weight parts by weight and the binder a conductive support surface, a perovskite-type conductive oxide represented by A'B'O 3 0. After applying a slurry containing 5 to 5 parts by weight of a binder and 0.5 to 5 parts by weight of a binder so that A'B'O 3 covers 20 to 80% of the surface of the hydrogen storage alloy electrode,
A method for producing a hydrogen storage alloy electrode having an A′B′O 3 compound, characterized by drying; wherein A is M
m; B is at least one selected from Al, Co, Mn and Ni; A ′ is at least one selected from Mm, Ca and Sr; B ′ is Co or Mn.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100416098B1 (en) * 2001-12-18 2004-01-24 삼성에스디아이 주식회사 Cathode electrode, manufacturing method thereof, and lithium sulfur battery using the same
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