JPH0821378B2 - ニツケル−水素蓄電池 - Google Patents
ニツケル−水素蓄電池Info
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- JPH0821378B2 JPH0821378B2 JP59129814A JP12981484A JPH0821378B2 JP H0821378 B2 JPH0821378 B2 JP H0821378B2 JP 59129814 A JP59129814 A JP 59129814A JP 12981484 A JP12981484 A JP 12981484A JP H0821378 B2 JPH0821378 B2 JP H0821378B2
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- JP
- Japan
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- nickel
- negative electrode
- hydrogen storage
- storage battery
- alloy
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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
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/242—Hydrogen storage electrodes
-
- 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
-
- 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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- 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、水素を可逆的に吸蔵・放出する合金からな
る電極、すなわち水素吸蔵電極を負極とし、酸化ニッケ
ル電極を正極とするニッケル−水素蓄電池に関するもの
で、特に負極の改良に関する。
る電極、すなわち水素吸蔵電極を負極とし、酸化ニッケ
ル電極を正極とするニッケル−水素蓄電池に関するもの
で、特に負極の改良に関する。
従来例の構成とその問題点 密閉形蓄電池では、一般に正極が完全に充電された状
態でも負極には未充電部分が残存するようにし、正極で
発生した酸素を負極の例えばカドミウムに吸収させるこ
とによって密閉状態を維持するようにしている。
態でも負極には未充電部分が残存するようにし、正極で
発生した酸素を負極の例えばカドミウムに吸収させるこ
とによって密閉状態を維持するようにしている。
ニッケル−水素蓄電池においては、正極で発生する酸
素ガスを負極に吸蔵されている水素と反応させ水にする
方式が採られる。この場合、酸素ガスは負極表面でイオ
ン化される必要があるが、水素吸蔵電極を構成する合金
は、一般には酸素を効率よくイオン化しにくいので、酸
素の消費反応が遅れ、電池内圧が上昇することになる。
素ガスを負極に吸蔵されている水素と反応させ水にする
方式が採られる。この場合、酸素ガスは負極表面でイオ
ン化される必要があるが、水素吸蔵電極を構成する合金
は、一般には酸素を効率よくイオン化しにくいので、酸
素の消費反応が遅れ、電池内圧が上昇することになる。
従来、上記のような不都合を解消するため、負極に触
媒を添加する提案がある（特開昭51−103424）。しか
し、触媒を用いると高価となる不利があり、また高率充
電時には20mg/g（合金）以上もの多量の触媒を必要とす
る。
媒を添加する提案がある（特開昭51−103424）。しか
し、触媒を用いると高価となる不利があり、また高率充
電時には20mg/g（合金）以上もの多量の触媒を必要とす
る。
一方、正極から発生する酸素ガスによって合金の表面
が酸化を受け、水素の吸蔵反応を遅くしたり、容量を低
下させたりするなどの問題が生じる。すなわち、正極か
ら発生する酸素を負極表面で効率よくイオン化しにくい
理由として、負極表面で合金の酸化反応が起こることが
あげられる。そして、その酸化物または酸化被膜が酸素
のイオン化を抑制するとともに、水素の吸蔵を妨げ、容
量の低下を招く。
が酸化を受け、水素の吸蔵反応を遅くしたり、容量を低
下させたりするなどの問題が生じる。すなわち、正極か
ら発生する酸素を負極表面で効率よくイオン化しにくい
理由として、負極表面で合金の酸化反応が起こることが
あげられる。そして、その酸化物または酸化被膜が酸素
のイオン化を抑制するとともに、水素の吸蔵を妨げ、容
量の低下を招く。
発明の目的 本発明は、負極合金の酸素による酸化による上記のよ
うな問題を軽減することを目的とする。
うな問題を軽減することを目的とする。
発明の構成 本発明のニッケル−水素蓄電池は、水素を可逆的に吸
蔵・放出する合金からなる負極の表面に、耐食性無機粉
末と結合剤からなる多孔性の酸化抑制層を設けたことを
特徴とする。この多孔性の酸化抑制層により、充電時に
発生した酸化ガスが直接負極合金表面へ拡散するのを抑
制し、これによって負極合金の酸化を抑制するものであ
る。すなわち、負極の水素と結合する量以上の酸素の負
極への拡散を抑制することにより、負極合金の酸化を軽
減するのである。
蔵・放出する合金からなる負極の表面に、耐食性無機粉
末と結合剤からなる多孔性の酸化抑制層を設けたことを
特徴とする。この多孔性の酸化抑制層により、充電時に
発生した酸化ガスが直接負極合金表面へ拡散するのを抑
制し、これによって負極合金の酸化を抑制するものであ
る。すなわち、負極の水素と結合する量以上の酸素の負
極への拡散を抑制することにより、負極合金の酸化を軽
減するのである。
ここで用いる無機粉末材料としては、Al2O3,SiO2,Mg
O,NiO,Ni3O4,TiO2,ZrO2,VO2などの金属酸化物、複合酸
化物、あるいはこれらの酸化物などを主とするセラミッ
クなどが用いられ、粒径は100μｍ以下が好ましい。こ
れらの耐アルカリ性の無機粉末を結合する結合剤として
は、各種の樹脂が用いられる。
O,NiO,Ni3O4,TiO2,ZrO2,VO2などの金属酸化物、複合酸
化物、あるいはこれらの酸化物などを主とするセラミッ
クなどが用いられ、粒径は100μｍ以下が好ましい。こ
れらの耐アルカリ性の無機粉末を結合する結合剤として
は、各種の樹脂が用いられる。
実施例の説明 実施例１ 純度99.5％以上の市販のチタンとニッケルとを両者の
原子比が2:1になるよう秤量した混合物をアーク溶解炉
に入れ、10-3〜10-4Torrまで真空吸引した後、アルゴン
ガスを流し、次に減圧状態でアークを飛ばして溶解させ
た。出来たボタン上合金を振動ミルなどで微粉砕した。
この合金粉末をペースト状にして発泡状ニッケル多孔体
の内部に充てんし、10-3〜10-4Torrの減圧下のもと950
℃の温度で２時間焼結し、さらに１トン/cm2の圧力で加
圧してリードを取付け電極とした。電極の大きさは40×
50mm、厚さは1.2mmである。
原子比が2:1になるよう秤量した混合物をアーク溶解炉
に入れ、10-3〜10-4Torrまで真空吸引した後、アルゴン
ガスを流し、次に減圧状態でアークを飛ばして溶解させ
た。出来たボタン上合金を振動ミルなどで微粉砕した。
この合金粉末をペースト状にして発泡状ニッケル多孔体
の内部に充てんし、10-3〜10-4Torrの減圧下のもと950
℃の温度で２時間焼結し、さらに１トン/cm2の圧力で加
圧してリードを取付け電極とした。電極の大きさは40×
50mm、厚さは1.2mmである。
上記の電極の表裏両面に、粒径約40μｍのNiO粉末と
フッ素樹脂粉末の混合物を薄く塗布し、加圧により一体
に結合した。
フッ素樹脂粉末の混合物を薄く塗布し、加圧により一体
に結合した。
こうして多孔性の酸化抑制層を設けた負極５枚と焼結
式酸化ニッケル正極６枚とをセパレータを介して重ね合
わせ、LiOHを含むか性カリ電解液とともに公称容量5Ah
の蓄電池を構成した。なお、正極律速となるように、正
極の容量は負極のそれより小さくした。
式酸化ニッケル正極６枚とをセパレータを介して重ね合
わせ、LiOHを含むか性カリ電解液とともに公称容量5Ah
の蓄電池を構成した。なお、正極律速となるように、正
極の容量は負極のそれより小さくした。
上記の電池をＡとし、比較例として上記の酸化抑制層
を設けない負極を用いた電池をＢとする。
を設けない負極を用いた電池をＢとする。
これらの電池を1Aの電流で８時間充電し、1Aで放電す
る操作を繰り返したときの放電容量の変化を図に示す。
る操作を繰り返したときの放電容量の変化を図に示す。
電池Ａは、上記のような過充電状態の繰り返しによっ
ても放電容量の低下が見られない。これに対して電池Ｂ
は、100サイクル付近から容量の低下が顕著に見られ、
正極律速から負極律則に変わっている。電池Ａの容量低
下が認められないのは、正極から発生する酸素ガスによ
る影響が少ないことによると考えられる。これに対して
電池Ｂは負極表面で部分的に酸化が進み、水素吸蔵量の
減少が起こり、これによって放電容量が減少したものと
思われる。
ても放電容量の低下が見られない。これに対して電池Ｂ
は、100サイクル付近から容量の低下が顕著に見られ、
正極律速から負極律則に変わっている。電池Ａの容量低
下が認められないのは、正極から発生する酸素ガスによ
る影響が少ないことによると考えられる。これに対して
電池Ｂは負極表面で部分的に酸化が進み、水素吸蔵量の
減少が起こり、これによって放電容量が減少したものと
思われる。
実施例では、耐食性材料として、NiO,Al2O3を用いた
が、その他SiO2,MgO,TiO2,Ni3O4,ZrO2,VO2などを用いる
ことができる。また、TiFeOX系,ZrVOX系,TiNiOX系など
の複合酸化物で、水素を吸蔵する性質をもつ材料、ある
いは炭化物，窒化物なども用いられる。これらの材料は
100μｍ以下の粒径のものとして用いるのがよい。これ
より粒径の大きいものを用いると、抑制層の酸素の透過
が容易で、抑制層としての機能を発揮しにくい。
が、その他SiO2,MgO,TiO2,Ni3O4,ZrO2,VO2などを用いる
ことができる。また、TiFeOX系,ZrVOX系,TiNiOX系など
の複合酸化物で、水素を吸蔵する性質をもつ材料、ある
いは炭化物，窒化物なども用いられる。これらの材料は
100μｍ以下の粒径のものとして用いるのがよい。これ
より粒径の大きいものを用いると、抑制層の酸素の透過
が容易で、抑制層としての機能を発揮しにくい。
発明の効果 以上のように、本発明によれば、過充電時に正極より
発生する酸素ガスによる負極合金の酸化を抑制し、サイ
クル寿命の長いニッケル−水素蓄電池が得られる。
発生する酸素ガスによる負極合金の酸化を抑制し、サイ
クル寿命の長いニッケル−水素蓄電池が得られる。
図は実施例の電池の充放電サイクルに伴う容量の変化を
示す図である。
示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蒲生 孝治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 森脇 良夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】酸化ニッケル正極と、水素を可逆的に吸蔵
・放出する合金からなる負極と、アルカリ電解液を備
え、前記負極の表面に耐食性無機粉末と結合剤からなる
多孔性の酸化抑制層を設けたニッケル−水素蓄電池。 - 【請求項２】酸化抑制層が酸化イオン触媒を担持してい
る特許請求の範囲第１項記載のニッケル−水素蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59129814A JPH0821378B2 (ja) | 1984-06-22 | 1984-06-22 | ニツケル−水素蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59129814A JPH0821378B2 (ja) | 1984-06-22 | 1984-06-22 | ニツケル−水素蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS618848A JPS618848A (ja) | 1986-01-16 |
| JPH0821378B2 true JPH0821378B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=15018878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59129814A Expired - Lifetime JPH0821378B2 (ja) | 1984-06-22 | 1984-06-22 | ニツケル−水素蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0821378B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0642376B2 (ja) * | 1985-11-01 | 1994-06-01 | 三洋電機株式会社 | 金属−水素二次電池 |
| JPH0831314B2 (ja) * | 1986-08-27 | 1996-03-27 | 松下電器産業株式会社 | 密閉型アルカリ蓄電池 |
| JPS6392820U (ja) * | 1986-12-05 | 1988-06-15 | ||
| JPH079808B2 (ja) * | 1986-12-10 | 1995-02-01 | 松下電器産業株式会社 | 密閉形アルカリ蓄電池用負極の製造法 |
| JP2529898B2 (ja) * | 1990-11-09 | 1996-09-04 | 古河電池株式会社 | 水素吸蔵合金電極 |
| CA2184377C (en) * | 1994-03-31 | 2000-12-12 | Han Wu | Improved metal hydride hydrogen storage electrodes |
| US5932372A (en) * | 1997-01-02 | 1999-08-03 | Lightyear Technologies Inc. | Composite materials, processes for manufacturing the composites, composite electrode, hydrogen occluding composite, and electrochemical cell utilizing the composite |
| EP2738841B1 (en) | 2011-07-28 | 2018-09-12 | GS Yuasa International Ltd. | Negative electrode for alkaline storage battery and alkaline storage battery |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5456143A (en) * | 1977-09-20 | 1979-05-04 | Communications Satellite Corp | Metallic oxide hydride electrode type accumulator |
| JPS58163157A (ja) * | 1982-03-23 | 1983-09-27 | Toshiba Corp | 金属酸化物・水素電池 |
-
1984
- 1984-06-22 JP JP59129814A patent/JPH0821378B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5456143A (en) * | 1977-09-20 | 1979-05-04 | Communications Satellite Corp | Metallic oxide hydride electrode type accumulator |
| JPS58163157A (ja) * | 1982-03-23 | 1983-09-27 | Toshiba Corp | 金属酸化物・水素電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS618848A (ja) | 1986-01-16 |
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