JPH08287908A - 水素吸蔵合金電極 - Google Patents
水素吸蔵合金電極Info
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- JPH08287908A JPH08287908A JP7092440A JP9244095A JPH08287908A JP H08287908 A JPH08287908 A JP H08287908A JP 7092440 A JP7092440 A JP 7092440A JP 9244095 A JP9244095 A JP 9244095A JP H08287908 A JPH08287908 A JP H08287908A
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- storage alloy
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- hydrogen
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- 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)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、アルカリ蓄電池に使用したときに、
充電を充分に行うことができ、広い温度域で充分な放電
容量を得ることができ、しかも蓄電池の密閉化を容易に
行うことができ、さらに高温においても充分なサイクル
寿命を持つような水素吸蔵合金電極を提供することを目
的とする。 【構成】Ｌａ、Ｎｉ、Ａｌ、およびＣｏを主成分とする
水素吸蔵合金を活物質とする電極であって、前記水素吸
蔵合金がＰｄを含むことを特徴とする。特に、前記水素
吸蔵合金がＬａＮｉ4.0-x Ａｌ0.4-y Ｃｏ0.6-z Ｐｄ
x+y+z （０＜ｘ≦０．３、０＜ｙ≦０．３、０＜ｚ≦
０．３、０＜ｘ＋ｙ＋ｚ≦０．３）の組成を有する。
充電を充分に行うことができ、広い温度域で充分な放電
容量を得ることができ、しかも蓄電池の密閉化を容易に
行うことができ、さらに高温においても充分なサイクル
寿命を持つような水素吸蔵合金電極を提供することを目
的とする。 【構成】Ｌａ、Ｎｉ、Ａｌ、およびＣｏを主成分とする
水素吸蔵合金を活物質とする電極であって、前記水素吸
蔵合金がＰｄを含むことを特徴とする。特に、前記水素
吸蔵合金がＬａＮｉ4.0-x Ａｌ0.4-y Ｃｏ0.6-z Ｐｄ
x+y+z （０＜ｘ≦０．３、０＜ｙ≦０．３、０＜ｚ≦
０．３、０＜ｘ＋ｙ＋ｚ≦０．３）の組成を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルカリ蓄電池の負極
に使用される水素吸蔵合金電極に関する。
に使用される水素吸蔵合金電極に関する。
【０００２】
【従来の技術】水素吸蔵合金を負極材料として用いたア
ルカリ蓄電池としては乾電池型のものが公知である。こ
の乾電池型のアルカリ蓄電池は、使用温度域が０〜４０
℃と狭いため、主に室内用の蓄電池として使用される。
ルカリ蓄電池としては乾電池型のものが公知である。こ
の乾電池型のアルカリ蓄電池は、使用温度域が０〜４０
℃と狭いため、主に室内用の蓄電池として使用される。
【０００３】近年、アルカリ蓄電池を大型化して電気自
動車に搭載する試みがなされている。この場合、アルカ
リ蓄電池は、屋外での使用となるので、より広い温度域
で使用できることが望まれている。したがって、水素吸
蔵合金電極にも、広い温度域で使用できることが要求さ
れる。また、アルカリ蓄電池を電気自動車に搭載する場
合、安全性、利便性を考慮して密閉型にすることが望ま
しい。この場合、アルカリ蓄電池には、内圧の上昇を抑
制するために、低い水素平衡圧を有することが要求され
る。また、過充電時に水素ガス、酸素ガスが発生し、内
圧が上昇することを防ぐために、発生した酸素ガス、水
素ガスを反応させて水に戻すための触媒機能が必要とな
る。
動車に搭載する試みがなされている。この場合、アルカ
リ蓄電池は、屋外での使用となるので、より広い温度域
で使用できることが望まれている。したがって、水素吸
蔵合金電極にも、広い温度域で使用できることが要求さ
れる。また、アルカリ蓄電池を電気自動車に搭載する場
合、安全性、利便性を考慮して密閉型にすることが望ま
しい。この場合、アルカリ蓄電池には、内圧の上昇を抑
制するために、低い水素平衡圧を有することが要求され
る。また、過充電時に水素ガス、酸素ガスが発生し、内
圧が上昇することを防ぐために、発生した酸素ガス、水
素ガスを反応させて水に戻すための触媒機能が必要とな
る。
【０００４】従来、広い温度域において使用できる水素
吸蔵合金電極としては、特開昭６０−２１２９５８号公
報において、ＬａＮｉ5 およびＣａＮｉ5 からなる多層
構造体を用いた電極が開示されている。この水素吸蔵合
金電極は、使用可能温度域が異なる水素吸蔵合金を併用
することにより、−３０〜４０℃の温度域で使用を可能
にしたものである。
吸蔵合金電極としては、特開昭６０−２１２９５８号公
報において、ＬａＮｉ5 およびＣａＮｉ5 からなる多層
構造体を用いた電極が開示されている。この水素吸蔵合
金電極は、使用可能温度域が異なる水素吸蔵合金を併用
することにより、−３０〜４０℃の温度域で使用を可能
にしたものである。
【０００５】また、特公昭５８−３９２１７号公報にお
いて、Ｍｍ（ミッシュメタル）を用いた水素吸蔵合金を
活物質とした水素吸蔵合金電極が開示されている。この
水素吸蔵合金電極は、長寿命化を実現するものである。
さらに、特開昭６２−２１６１６５号公報において、Ｐ
ｄを用いた水素吸蔵合金を活物質とした水素吸蔵合金電
極が開示されている。この水素吸蔵合金電極は、高容量
化、長寿命化を実現するものである。
いて、Ｍｍ（ミッシュメタル）を用いた水素吸蔵合金を
活物質とした水素吸蔵合金電極が開示されている。この
水素吸蔵合金電極は、長寿命化を実現するものである。
さらに、特開昭６２−２１６１６５号公報において、Ｐ
ｄを用いた水素吸蔵合金を活物質とした水素吸蔵合金電
極が開示されている。この水素吸蔵合金電極は、高容量
化、長寿命化を実現するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、多層構
造体を用いた水素吸蔵合金電極は、ＣａＮｉ5 のように
各元素の融点が大きく異なる合金を用いているので、こ
のような合金を溶解して作製する場合、低融点側の元素
が蒸気化してしまい組成比が変わり作製が困難となる。
また、複数種類の水素吸蔵合金を取り扱うので製造工程
も複雑となる。さらに、ＬａＮｉ5 からなる電極を用い
た蓄電池は、４０℃程度の高温におけるサイクル寿命が
短いので、使用に問題がある。
造体を用いた水素吸蔵合金電極は、ＣａＮｉ5 のように
各元素の融点が大きく異なる合金を用いているので、こ
のような合金を溶解して作製する場合、低融点側の元素
が蒸気化してしまい組成比が変わり作製が困難となる。
また、複数種類の水素吸蔵合金を取り扱うので製造工程
も複雑となる。さらに、ＬａＮｉ5 からなる電極を用い
た蓄電池は、４０℃程度の高温におけるサイクル寿命が
短いので、使用に問題がある。
【０００７】一方、Ｍｍを含む水素吸蔵合金を用いる水
素吸蔵合金電極においては、Ｍｍを含む水素吸蔵合金の
プラトー圧、すなわち図６に示す水素解離比と圧力との
関係を示すグラフにおけるプラトー領域３０における圧
力が、ＭｍＮｉ4.0 Ａｌ0.4Ｃｏ0.6 の場合で２〜３ａ
ｔｍと比較的高いために、蓄電池の内圧を高くしない限
り、金属水素化物が形成される前に水素が発生してしま
うので、蓄電池の密閉化を図ることができず、また、充
電が充分に行うことができない。また、Ｍｍを含む水素
吸蔵合金は、電池内圧が常圧の場合でも自己放電が大き
く、電極として使用することができない。
素吸蔵合金電極においては、Ｍｍを含む水素吸蔵合金の
プラトー圧、すなわち図６に示す水素解離比と圧力との
関係を示すグラフにおけるプラトー領域３０における圧
力が、ＭｍＮｉ4.0 Ａｌ0.4Ｃｏ0.6 の場合で２〜３ａ
ｔｍと比較的高いために、蓄電池の内圧を高くしない限
り、金属水素化物が形成される前に水素が発生してしま
うので、蓄電池の密閉化を図ることができず、また、充
電が充分に行うことができない。また、Ｍｍを含む水素
吸蔵合金は、電池内圧が常圧の場合でも自己放電が大き
く、電極として使用することができない。
【０００８】また、特開昭６２−２１６１６５号公報に
おいては、Ｐｄを含む水素吸蔵合金を用いる水素吸蔵合
金電極により、高容量化および長寿命化が実現されるこ
とが記載されているが、現在のアルカリ蓄電池の問題で
ある４０℃程度の高温における長寿命化については何ら
言及していない。特に、特開昭６２−２１６１６５号公
報においては、Ｍｎを含む水素吸蔵合金を用いた水素吸
蔵合金電極が記載されているが、Ｍｎは電解液中で溶出
し、また合金の微粉化を促進するために、水素吸蔵合金
電極の高温時における寿命を短くすると考えられる。
おいては、Ｐｄを含む水素吸蔵合金を用いる水素吸蔵合
金電極により、高容量化および長寿命化が実現されるこ
とが記載されているが、現在のアルカリ蓄電池の問題で
ある４０℃程度の高温における長寿命化については何ら
言及していない。特に、特開昭６２−２１６１６５号公
報においては、Ｍｎを含む水素吸蔵合金を用いた水素吸
蔵合金電極が記載されているが、Ｍｎは電解液中で溶出
し、また合金の微粉化を促進するために、水素吸蔵合金
電極の高温時における寿命を短くすると考えられる。
【０００９】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、アルカリ蓄電池に使用したときに、充電を充分に
行うことができ、広い温度域で充分な放電容量を得るこ
とができ、しかも蓄電池の密閉化を容易に行うことがで
き、さらに高温においても充分なサイクル寿命を持つよ
うな水素吸蔵合金電極を提供することを目的とする。
あり、アルカリ蓄電池に使用したときに、充電を充分に
行うことができ、広い温度域で充分な放電容量を得るこ
とができ、しかも蓄電池の密閉化を容易に行うことがで
き、さらに高温においても充分なサイクル寿命を持つよ
うな水素吸蔵合金電極を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ｌａ、Ｎｉ、
Ａｌ、およびＣｏを主成分とする水素吸蔵合金を活物質
とする電極であって、前記水素吸蔵合金がＰｄを含むこ
とを特徴とする水素吸蔵合金電極を提供する。特に、本
発明は、前記水素吸蔵合金がＬａＮｉ4.0-x Ａｌ0.4-y
Ｃｏ0.6-z Ｐｄx+y+z （０＜ｘ≦０．３、０＜ｙ≦０．
３、０＜ｚ≦０．３、０＜ｘ＋ｙ＋ｚ≦０．３）の組成
を有することが好ましい。
Ａｌ、およびＣｏを主成分とする水素吸蔵合金を活物質
とする電極であって、前記水素吸蔵合金がＰｄを含むこ
とを特徴とする水素吸蔵合金電極を提供する。特に、本
発明は、前記水素吸蔵合金がＬａＮｉ4.0-x Ａｌ0.4-y
Ｃｏ0.6-z Ｐｄx+y+z （０＜ｘ≦０．３、０＜ｙ≦０．
３、０＜ｚ≦０．３、０＜ｘ＋ｙ＋ｚ≦０．３）の組成
を有することが好ましい。
【００１１】ここで、本発明において、ＬａＮｉ4.0-x
Ａｌ0.4-y Ｃｏ0.6-z Ｐｄx+y+z におけるｘは０＜ｘ≦
０．３、ｙは０＜ｙ≦０．３、ｚは０＜ｚ≦０．３の範
囲に設定する必要がある。これは、置換サイトに拘ら
ず、ｘ＋ｙ＋ｚが０＜ｘ＋ｙ＋ｚ≦０．３の範囲を超え
ると、広い温度域において充分な放電容量を得ることが
できなくなり、また、水素平衡圧が高くなり、電池の密
閉化が困難になるからである。したがって、この範囲内
の組成を有する水素吸蔵合金をアルカリ蓄電池に用いる
ことにより、広い温度域において充分な放電容量を得る
ことができ、蓄電池内圧が低く、４０℃程度の高温にお
いてもサイクル寿命を長くすることができる。
Ａｌ0.4-y Ｃｏ0.6-z Ｐｄx+y+z におけるｘは０＜ｘ≦
０．３、ｙは０＜ｙ≦０．３、ｚは０＜ｚ≦０．３の範
囲に設定する必要がある。これは、置換サイトに拘ら
ず、ｘ＋ｙ＋ｚが０＜ｘ＋ｙ＋ｚ≦０．３の範囲を超え
ると、広い温度域において充分な放電容量を得ることが
できなくなり、また、水素平衡圧が高くなり、電池の密
閉化が困難になるからである。したがって、この範囲内
の組成を有する水素吸蔵合金をアルカリ蓄電池に用いる
ことにより、広い温度域において充分な放電容量を得る
ことができ、蓄電池内圧が低く、４０℃程度の高温にお
いてもサイクル寿命を長くすることができる。
【００１２】
【作用】本発明の水素吸蔵合金電極は、Ｌａ、Ｎｉ、Ａ
ｌ、Ｃｏ、およびＰｄを主成分とする水素吸蔵合金を活
物質とすることを特徴としている。特に、ＬａＮｉ
4.0-x Ａｌ0.4-y Ｃｏ0.6-z Ｐｄx+y+z において０＜ｘ
≦０．３、０＜ｙ≦０．３、０＜ｚ≦０．３、０＜ｘ＋
ｙ＋ｚ≦０．３であることを特徴としている。
ｌ、Ｃｏ、およびＰｄを主成分とする水素吸蔵合金を活
物質とすることを特徴としている。特に、ＬａＮｉ
4.0-x Ａｌ0.4-y Ｃｏ0.6-z Ｐｄx+y+z において０＜ｘ
≦０．３、０＜ｙ≦０．３、０＜ｚ≦０．３、０＜ｘ＋
ｙ＋ｚ≦０．３であることを特徴としている。
【００１３】本発明の水素吸蔵合金電極に使用される水
素吸蔵合金は、基本的には、ＣａＣｕ5 型構造を有し、
ＣａサイトにＬａが用いられ、ＣｕサイトにＮｉ，Ａ
ｌ，Ｃｏ，およびＰｄが用いられたものである。この水
素吸蔵合金において、Ａｌはプラトー圧を低下させる効
果があり、蓄電池内で使用する場合に内圧を高くしなく
ても充分な充電を行うことができる。この効果は、４０
℃程度の高温でも充分に発揮され、高温でも水素のプラ
トー圧を低下させることができる。
素吸蔵合金は、基本的には、ＣａＣｕ5 型構造を有し、
ＣａサイトにＬａが用いられ、ＣｕサイトにＮｉ，Ａ
ｌ，Ｃｏ，およびＰｄが用いられたものである。この水
素吸蔵合金において、Ａｌはプラトー圧を低下させる効
果があり、蓄電池内で使用する場合に内圧を高くしなく
ても充分な充電を行うことができる。この効果は、４０
℃程度の高温でも充分に発揮され、高温でも水素のプラ
トー圧を低下させることができる。
【００１４】また、この水素吸蔵合金において、Ｃｏは
過電圧を低下させる効果があり、低温での放電容量の低
下を防止することができる。また、Ｃｏは水素吸蔵時の
体積膨張を抑制する効果があるため、充電を繰り返した
場合の水素吸蔵合金の微粉化を防止し、水素吸蔵合金の
寿命を延ばす効果がある。さらに、Ｃｏには、酸素ガス
が水素ガスによって還元されるときに触媒として作用す
る効果があり、過充電時に発生したＯ2 ガスを減少さ
せ、密閉型電池の充電末期内圧を低下させる効果があ
る。
過電圧を低下させる効果があり、低温での放電容量の低
下を防止することができる。また、Ｃｏは水素吸蔵時の
体積膨張を抑制する効果があるため、充電を繰り返した
場合の水素吸蔵合金の微粉化を防止し、水素吸蔵合金の
寿命を延ばす効果がある。さらに、Ｃｏには、酸素ガス
が水素ガスによって還元されるときに触媒として作用す
る効果があり、過充電時に発生したＯ2 ガスを減少さ
せ、密閉型電池の充電末期内圧を低下させる効果があ
る。
【００１５】この水素吸蔵合金において、Ｐｄは合金中
の粒子の接触抵抗を減少させ、Ｌａの水酸化物の生成を
抑制することができるので、水素吸蔵合金電極の寿命を
延ばす効果がある。
の粒子の接触抵抗を減少させ、Ｌａの水酸化物の生成を
抑制することができるので、水素吸蔵合金電極の寿命を
延ばす効果がある。
【００１６】ＬａＮｉ5 にＡｌ，Ｃｏ，およびＰｄを添
加する場合、ＬａＮｉ5 中に過剰に添加すると放電容量
の低下を招くので、これらの添加量を最適化する必要が
ある。すなわち、ＬａＮｉ4.0-x Ａｌ0.4-y Ｃｏ0.6-z
Ｐｄx+y+z （０＜ｘ≦０．３、０＜ｙ≦０．３、０＜ｚ
≦０．３、０＜ｘ＋ｙ＋ｚ≦０．３）を満足するように
組成を設定する必要がある。このように組成を設定する
ことにより、蓄電池内圧を低く抑え、高い放電容量を維
持でき、広い使用温度範囲で使用可能であり、しかも４
０℃程度の高温においても長寿命である水素吸蔵合金電
極を得ることができる。この水素吸蔵合金電極は、電気
自動車等に搭載されるアルカリ蓄電池に使用することが
できる。
加する場合、ＬａＮｉ5 中に過剰に添加すると放電容量
の低下を招くので、これらの添加量を最適化する必要が
ある。すなわち、ＬａＮｉ4.0-x Ａｌ0.4-y Ｃｏ0.6-z
Ｐｄx+y+z （０＜ｘ≦０．３、０＜ｙ≦０．３、０＜ｚ
≦０．３、０＜ｘ＋ｙ＋ｚ≦０．３）を満足するように
組成を設定する必要がある。このように組成を設定する
ことにより、蓄電池内圧を低く抑え、高い放電容量を維
持でき、広い使用温度範囲で使用可能であり、しかも４
０℃程度の高温においても長寿命である水素吸蔵合金電
極を得ることができる。この水素吸蔵合金電極は、電気
自動車等に搭載されるアルカリ蓄電池に使用することが
できる。
【００１７】ここで、本発明の水素吸蔵合金において、
ＣａサイトにＬａを用い、ＣｕサイトにＮｉ，Ａｌ，Ｃ
ｏ，およびＰｄを用いたのは以下の理由による。Ｃａサ
イトにＴｉやＺｒが添加されていると、水素吸蔵合金の
表面に安定な金属酸化物の被膜が形成される。このた
め、水素吸蔵合金電極の過電圧が増加して低温での放電
特性が著しく低下させる。また、プラトー圧が上昇して
水素吸蔵量が著しく低下する。
ＣａサイトにＬａを用い、ＣｕサイトにＮｉ，Ａｌ，Ｃ
ｏ，およびＰｄを用いたのは以下の理由による。Ｃａサ
イトにＴｉやＺｒが添加されていると、水素吸蔵合金の
表面に安定な金属酸化物の被膜が形成される。このた
め、水素吸蔵合金電極の過電圧が増加して低温での放電
特性が著しく低下させる。また、プラトー圧が上昇して
水素吸蔵量が著しく低下する。
【００１８】ＣｕサイトにＭｎが添加されていると、充
放電の繰り返しにより水素吸蔵合金が微粉化してしま
い、水素吸蔵合金が電極から脱落し、充放電サイクルの
寿命が短くなり、また、Ｍｎ自体が電解液に溶出してし
まう。このため、充放電サイクルの寿命が短くなる。
放電の繰り返しにより水素吸蔵合金が微粉化してしま
い、水素吸蔵合金が電極から脱落し、充放電サイクルの
寿命が短くなり、また、Ｍｎ自体が電解液に溶出してし
まう。このため、充放電サイクルの寿命が短くなる。
【００１９】ＣｕサイトにＦｅが添加されていると、水
素吸蔵量が大幅に低下する。ＣｕサイトにＳｎが添加さ
れていると、プラトー圧は低下するが、その分水素化物
が安定化してしまい、水素吸蔵電極の放電容量が低下す
る。
素吸蔵量が大幅に低下する。ＣｕサイトにＳｎが添加さ
れていると、プラトー圧は低下するが、その分水素化物
が安定化してしまい、水素吸蔵電極の放電容量が低下す
る。
【００２０】ＣｕサイトにＳｉが添加されていると、水
素吸蔵合金の表面に安定な金属酸化物の被膜が形成され
る。このため、水素吸蔵合金電極の過電圧が増加して低
温での放電特性が著しく低下させる。また、水素吸蔵合
金の水素吸蔵量も低下する。
素吸蔵合金の表面に安定な金属酸化物の被膜が形成され
る。このため、水素吸蔵合金電極の過電圧が増加して低
温での放電特性が著しく低下させる。また、水素吸蔵合
金の水素吸蔵量も低下する。
【００２１】ＣｕサイトにＺｎが添加されていると、例
えばＮｉのような他の元素との沸点の差が非常に大きい
ので、溶解法による作製が困難となる。すなわち、水素
吸蔵合金の組成を正確に調整することができなくなる。
えばＮｉのような他の元素との沸点の差が非常に大きい
ので、溶解法による作製が困難となる。すなわち、水素
吸蔵合金の組成を正確に調整することができなくなる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する。 （実施例１）まず、ＬａＮｉ4.0 Ａｌ0.4 Ｃｏ0.5 Ｐｄ
0.1 の組成を有する水素吸蔵合金をアーク溶解で作製し
た。この水素吸蔵合金をアルゴンガス雰囲気中において
粉砕して１００メッシュ以下の合金粉末を作製した。次
いで、この合金粉末に結着剤としてテフロン粒子を合金
粉末に対して５重量％混合し、充分に混練して混練物を
得た。この混練物を７．５t/cm2 の圧力にて室温で成形
して外径１３mmのペレットを作製した。次いで、このペ
レットを寸法２０mm×２０mm、１００メッシュのＮｉ集
電体に室温で圧着して水素吸蔵合金電極を作製した。な
お、この電極に含まれる水素吸蔵合金の重量は２００mg
であった。
0.1 の組成を有する水素吸蔵合金をアーク溶解で作製し
た。この水素吸蔵合金をアルゴンガス雰囲気中において
粉砕して１００メッシュ以下の合金粉末を作製した。次
いで、この合金粉末に結着剤としてテフロン粒子を合金
粉末に対して５重量％混合し、充分に混練して混練物を
得た。この混練物を７．５t/cm2 の圧力にて室温で成形
して外径１３mmのペレットを作製した。次いで、このペ
レットを寸法２０mm×２０mm、１００メッシュのＮｉ集
電体に室温で圧着して水素吸蔵合金電極を作製した。な
お、この電極に含まれる水素吸蔵合金の重量は２００mg
であった。
【００２３】ここで、ＬａＮｉ4.0 Ａｌ0.4 Ｃｏ0.5 Ｐ
ｄ0.1 の組成を有する水素吸蔵合金の水素解離比と圧力
との関係を調べた。なお、各圧力における水素解離比
は、ジーベルツ型装置により測定した。その結果を図１
のグラフに示す。図１より温度が６０℃であってもプラ
トー圧、すなわちグラフのプラトー領域１０の圧力が低
いことが分かる。この結果は、図２に示すように、Ｐｄ
を添加しないＬａＮｉ4.0 Ａｌ0.4 Ｃｏ0.6 の組成を有
する水素吸蔵合金の水素解離比と圧力との関係における
プラトー領域２０と同程度である。
ｄ0.1 の組成を有する水素吸蔵合金の水素解離比と圧力
との関係を調べた。なお、各圧力における水素解離比
は、ジーベルツ型装置により測定した。その結果を図１
のグラフに示す。図１より温度が６０℃であってもプラ
トー圧、すなわちグラフのプラトー領域１０の圧力が低
いことが分かる。この結果は、図２に示すように、Ｐｄ
を添加しないＬａＮｉ4.0 Ａｌ0.4 Ｃｏ0.6 の組成を有
する水素吸蔵合金の水素解離比と圧力との関係における
プラトー領域２０と同程度である。
【００２４】次に、負極である水素吸蔵合金電極上にポ
リプロピレンからなるセパレータを介して容量が６００
mAh の正極であるニッケル酸化物電極を巻き付け、これ
を内径１００mm、高さ１００mmの開放型アクリル容器に
挿入し、さらにこの容器内に電解液として５Ｎ−ＫＯＨ
を注入し封止して蓄電池を作製した。この蓄電池として
の容量は、負極規制で約５０mAh であった。
リプロピレンからなるセパレータを介して容量が６００
mAh の正極であるニッケル酸化物電極を巻き付け、これ
を内径１００mm、高さ１００mmの開放型アクリル容器に
挿入し、さらにこの容器内に電解液として５Ｎ−ＫＯＨ
を注入し封止して蓄電池を作製した。この蓄電池として
の容量は、負極規制で約５０mAh であった。
【００２５】このようにして作製した電池を用いて、こ
の水素吸蔵合金電極の各温度における放電容量を調べ
た。その結果を図３のグラフに示す。また、２０℃およ
び４０℃におけるサイクル試験（寿命試験）を行った。
その結果をそれぞれ図４および図５のグラフに示す。な
お、放電容量は、電池充放電装置を用いて、電極合金１
ｇ当たり１００mAの電流密度で３時間充電を行い、充電
後３０分間静置した後、同じ電流密度で電池電圧が１Ｖ
になるまで放電を行うことにより測定した。放電容量測
定における環境温度は、充電時、放電時、休止時を含め
た全試験期間において常時試験温度（２０℃または４０
℃）としている。 （実施例２〜５）水素吸蔵合金として、ＬａＮｉ4.0 Ａ
ｌ0.35Ｃｏ0.55Ｐｄ0.1 （実施例２）、ＬａＮｉ4.0 Ａ
ｌ0.37Ｃｏ0.58Ｐｄ0.05（実施例３）、ＬａＮｉ3.9 Ａ
ｌ0.4 Ｃｏ0.6 Ｐｄ0.1 （実施例４）、およびＬａＮｉ
3.95Ａｌ0.4 Ｃｏ0.6 Ｐｄ0.05（実施例５）の組成を有
する水素吸蔵合金をそれぞれ用いること以外は実施例１
と同様にして水素吸蔵合金電極を作製した。この水素吸
蔵合金電極の２０℃および４０℃におけるサイクル試験
（寿命試験）を行った。その結果をそれぞれ図４および
図５のグラフに併記する。また、実施例２，３，および
５の水素吸蔵合金電極については、各温度における放電
容量を実施例１と同様にして調べた。その結果を図３の
グラフに併記する。 （比較例）水素吸蔵合金として、ＬａＮｉ4.0 Ａｌ0.4
Ｃｏ0.6 （比較例）の組成を有する水素吸蔵合金をそれ
ぞれ用いること以外は実施例１と同様にして水素吸蔵合
金電極を作製した。
の水素吸蔵合金電極の各温度における放電容量を調べ
た。その結果を図３のグラフに示す。また、２０℃およ
び４０℃におけるサイクル試験（寿命試験）を行った。
その結果をそれぞれ図４および図５のグラフに示す。な
お、放電容量は、電池充放電装置を用いて、電極合金１
ｇ当たり１００mAの電流密度で３時間充電を行い、充電
後３０分間静置した後、同じ電流密度で電池電圧が１Ｖ
になるまで放電を行うことにより測定した。放電容量測
定における環境温度は、充電時、放電時、休止時を含め
た全試験期間において常時試験温度（２０℃または４０
℃）としている。 （実施例２〜５）水素吸蔵合金として、ＬａＮｉ4.0 Ａ
ｌ0.35Ｃｏ0.55Ｐｄ0.1 （実施例２）、ＬａＮｉ4.0 Ａ
ｌ0.37Ｃｏ0.58Ｐｄ0.05（実施例３）、ＬａＮｉ3.9 Ａ
ｌ0.4 Ｃｏ0.6 Ｐｄ0.1 （実施例４）、およびＬａＮｉ
3.95Ａｌ0.4 Ｃｏ0.6 Ｐｄ0.05（実施例５）の組成を有
する水素吸蔵合金をそれぞれ用いること以外は実施例１
と同様にして水素吸蔵合金電極を作製した。この水素吸
蔵合金電極の２０℃および４０℃におけるサイクル試験
（寿命試験）を行った。その結果をそれぞれ図４および
図５のグラフに併記する。また、実施例２，３，および
５の水素吸蔵合金電極については、各温度における放電
容量を実施例１と同様にして調べた。その結果を図３の
グラフに併記する。 （比較例）水素吸蔵合金として、ＬａＮｉ4.0 Ａｌ0.4
Ｃｏ0.6 （比較例）の組成を有する水素吸蔵合金をそれ
ぞれ用いること以外は実施例１と同様にして水素吸蔵合
金電極を作製した。
【００２６】この水素吸蔵合金電極の２０℃および４０
℃におけるサイクル試験（寿命試験）を行った。その結
果をそれぞれ図４および図５のグラフに併記する。ま
た、この水素吸蔵合金電極の各温度における放電容量を
実施例１と同様にして調べた。その結果を図３のグラフ
に併記する。
℃におけるサイクル試験（寿命試験）を行った。その結
果をそれぞれ図４および図５のグラフに併記する。ま
た、この水素吸蔵合金電極の各温度における放電容量を
実施例１と同様にして調べた。その結果を図３のグラフ
に併記する。
【００２７】図３から明らかなように、本発明の水素吸
蔵合金電極（実施例１〜５）は、Ｐｄを添加しないＬａ
Ｎｉ4.0 Ａｌ0.4 Ｃｏ0.6 を用いた場合と同様に、−２
０℃〜６０℃の広い温度域で充分な放電容量（２００mA
h/g 以上）を得ることができた。
蔵合金電極（実施例１〜５）は、Ｐｄを添加しないＬａ
Ｎｉ4.0 Ａｌ0.4 Ｃｏ0.6 を用いた場合と同様に、−２
０℃〜６０℃の広い温度域で充分な放電容量（２００mA
h/g 以上）を得ることができた。
【００２８】また、図４から明らかなように、本発明の
水素吸蔵合金電極（実施例１〜５）は、２０℃において
３００サイクル終了後も充分な放電容量（２００mAh/g
以上）を示した。これに対して、Ｐｄを含まない水素吸
蔵合金を用いた水素吸蔵合金電極（比較例）は、３００
サイクル終了後で放電容量が低下した。
水素吸蔵合金電極（実施例１〜５）は、２０℃において
３００サイクル終了後も充分な放電容量（２００mAh/g
以上）を示した。これに対して、Ｐｄを含まない水素吸
蔵合金を用いた水素吸蔵合金電極（比較例）は、３００
サイクル終了後で放電容量が低下した。
【００２９】また、図５から明らかなように、本発明の
水素吸蔵合金電極（実施例１〜５）は、４０℃という過
酷な環境下において、１００％の充放電を繰り返してい
るにも拘らず、３００サイクル終了後も充分な放電容量
（１６０mAh/g 以上）を示した。これに対して、Ｐｄを
含まない水素吸蔵合金を用いた水素吸蔵合金電極（比較
例）は、３００サイクル終了後で本発明の水素吸蔵合金
電極の７割程度に放電容量が低下した。
水素吸蔵合金電極（実施例１〜５）は、４０℃という過
酷な環境下において、１００％の充放電を繰り返してい
るにも拘らず、３００サイクル終了後も充分な放電容量
（１６０mAh/g 以上）を示した。これに対して、Ｐｄを
含まない水素吸蔵合金を用いた水素吸蔵合金電極（比較
例）は、３００サイクル終了後で本発明の水素吸蔵合金
電極の７割程度に放電容量が低下した。
【００３０】また、本発明の水素吸蔵合金電極は、密閉
型蓄電池において内圧が低いことが確認された。このた
め、過充電時の内圧上昇を防止することができ、電池の
密閉化および密閉化に伴う電槽の強化を最低限に抑えて
電池を軽量化することが可能となった。
型蓄電池において内圧が低いことが確認された。このた
め、過充電時の内圧上昇を防止することができ、電池の
密閉化および密閉化に伴う電槽の強化を最低限に抑えて
電池を軽量化することが可能となった。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように本発明の水素吸蔵合
金電極は、Ｌａ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｏ、およびＰｄを主成
分とする水素吸蔵合金を活物質としている。特に、Ｌａ
Ｎｉ4.0-x Ａｌ0.4-y Ｃｏ0.6-z Ｐｄx+y+z において０
＜ｘ≦０．３、０＜ｙ≦０．３、０＜ｚ≦０．３、０＜
ｘ＋ｙ＋ｚ≦０．３であることを特徴としている。
金電極は、Ｌａ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｏ、およびＰｄを主成
分とする水素吸蔵合金を活物質としている。特に、Ｌａ
Ｎｉ4.0-x Ａｌ0.4-y Ｃｏ0.6-z Ｐｄx+y+z において０
＜ｘ≦０．３、０＜ｙ≦０．３、０＜ｚ≦０．３、０＜
ｘ＋ｙ＋ｚ≦０．３であることを特徴としている。
【００３２】このため、水素吸蔵合金電極をアルカリ蓄
電池に使用することにより、充電を充分に行うことがで
き、広い温度域で充分な放電容量を得ることができ、蓄
電池の密閉化を容易に行うことができ、しかも高温にお
いても長寿命であるアルカリ蓄電池を実現することがで
きる。
電池に使用することにより、充電を充分に行うことがで
き、広い温度域で充分な放電容量を得ることができ、蓄
電池の密閉化を容易に行うことができ、しかも高温にお
いても長寿命であるアルカリ蓄電池を実現することがで
きる。
【図１】本発明の水素吸蔵合金電極に使用される水素吸
蔵合金の６０℃における圧力と原子比との関係を示すグ
ラフ。
蔵合金の６０℃における圧力と原子比との関係を示すグ
ラフ。
【図２】ＬａＮｉ4.0 Ａｌ0.4 Ｃｏ0.6 の組成を有する
水素吸蔵合金の６０℃における圧力と原子比との関係を
示すグラフ。
水素吸蔵合金の６０℃における圧力と原子比との関係を
示すグラフ。
【図３】種々の組成の水素吸蔵合金についての放電容量
と温度との関係を示すグラフ。
と温度との関係を示すグラフ。
【図４】種々の組成の水素吸蔵合金についての２０℃に
おける放電容量とサイクル寿命との関係を示すグラフ。
おける放電容量とサイクル寿命との関係を示すグラフ。
【図５】種々の組成の水素吸蔵合金についての４０℃に
おける放電容量とサイクル寿命との関係を示すグラフ。
おける放電容量とサイクル寿命との関係を示すグラフ。
【図６】３０℃におけるＭｍを含む水素吸蔵合金（Ｍｍ
Ｎｉ4.0 Ａｌ0.4 Ｃｏ0.6 ）について圧力と原子比との
関係を示すグラフ。
Ｎｉ4.0 Ａｌ0.4 Ｃｏ0.6 ）について圧力と原子比との
関係を示すグラフ。
１０，２０…プラトー領域。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 脇屋 吉衛 宮城県仙台市青葉区中山七丁目２番１号 東北電力株式会社応用技術研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｌａ、Ｎｉ、Ａｌ、およびＣｏを主成分
とする水素吸蔵合金を活物質とする電極であって、前記
水素吸蔵合金がＰｄを含むことを特徴とする水素吸蔵合
金電極。 - 【請求項２】 前記水素吸蔵合金がＬａＮｉ4.0-x Ａｌ
0.4-y Ｃｏ0.6-z Ｐｄx+y+z （０＜ｘ≦０．３、０＜ｙ
≦０．３、０＜ｚ≦０．３、０＜ｘ＋ｙ＋ｚ≦０．３）
の組成を有する請求項１記載の水素吸蔵合金電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7092440A JPH08287908A (ja) | 1995-04-18 | 1995-04-18 | 水素吸蔵合金電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7092440A JPH08287908A (ja) | 1995-04-18 | 1995-04-18 | 水素吸蔵合金電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08287908A true JPH08287908A (ja) | 1996-11-01 |
Family
ID=14054489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7092440A Pending JPH08287908A (ja) | 1995-04-18 | 1995-04-18 | 水素吸蔵合金電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08287908A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11307088A (ja) * | 1998-04-16 | 1999-11-05 | Agency Of Ind Science & Technol | アルカリ二次電池負極およびアルカリ二次電池 |
-
1995
- 1995-04-18 JP JP7092440A patent/JPH08287908A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11307088A (ja) * | 1998-04-16 | 1999-11-05 | Agency Of Ind Science & Technol | アルカリ二次電池負極およびアルカリ二次電池 |
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