JPH0888002A - 水素吸蔵合金電極及びその製造方法 - Google Patents

水素吸蔵合金電極及びその製造方法

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JPH0888002A
JPH0888002A JP6247273A JP24727394A JPH0888002A JP H0888002 A JPH0888002 A JP H0888002A JP 6247273 A JP6247273 A JP 6247273A JP 24727394 A JP24727394 A JP 24727394A JP H0888002 A JPH0888002 A JP H0888002A
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hydrogen storage
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xanthan gum
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Ikuo Fukui
育生 福井
Yukihiro Kuribayashi
幸弘 栗林
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 軽量で容量低下現象のない、高性能のアルカ
リ蓄電池用水素吸蔵合金電極を提供する。 【構成】 導電性支持体表面に、水素吸蔵合金粉末が結
着剤によって担持されてなる電極であって、前記結着剤
の主成分がキサンタンガムであると共に、全結着剤の量
が、水素吸蔵合金の0.1〜2.0重量%であることを
特徴とする、水素吸蔵合金電極。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は水素吸蔵合金を用いた電
極に関し、特に、アルカリ蓄電池用負電極として好適な
水素吸蔵合金電極及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】周知の如く、蓄電池としては、従来から
ニッケル−カドミウム電池及び鉛電池が使用されてい
る。しかしながら、近年、蓄電池の用途が増大し、ま
た、環境保全の観点から電気自動車の実用化が望まれる
なかで、より軽量で高容量なエネルギー密度の高い蓄電
池の開発が切望されている。
【0003】かかる背景において、水素吸蔵合金の水素
の吸蔵及び放出能を利用した水素吸蔵合金電極を負極と
し、水酸化ニッケルを正極とする金属水素アルカリ蓄電
池が注目を集めている。しかしながら、上記の金属−水
素アルカリ蓄電池においては、充放電を繰り返すことに
より、負極の水素吸蔵合金が微粉化して電極から脱落す
るために、容量低下が長期的に継続し、ついには使用に
耐えなくなるという欠点があった。
【0004】上記の長期に渡る容量低下の現象の程度
は、水素吸蔵合金を担持する導電性支持体(集電体)の
種類に依存し、繊維ニッケルや発泡ニッケルのような三
次元集電体を使用する場合に比較し、パンチングメタル
のような二次元集電体を用いた場合の方が顕著である。
しかしながら、二次元集電体は、三次元集電体よりも安
価である上、電極の製造効率が良いという利点がある。
【0005】そこで、ポリテトラフルオロエチレンやポ
リエチレンオキサイド等の複数の結着剤を用いて水素吸
蔵合金ペーストを調製し、これをパンチングメタル等の
二次元集電体に塗工し、加熱圧着して水素吸蔵合金を前
記集電体に強固に担持させてなる電極が提案された(特
開昭61−66366号公報)。しかしながら、この場
合に使用される結着剤の量は、上記公報の実質例に記載
されているように水素吸蔵合金に対して6重量%と多量
であるために、水素吸蔵合金の表面が結着剤により絶縁
被覆されるらしく、電池及び電極の容量を十分に大きく
することができないという欠点がある。
【0006】また、上記の如く結着剤としてポリテトラ
フルオロエチレンを用いる場合には、特開平2−112
158号公報に例示される如く、通常、予め、水素吸蔵
合金と結着剤からなるシート状のペースト混練り物を調
製し、これをパンチングメタルの両面から圧着して電極
が作製される。従って、インク状のペーストを調製し、
これを、浸漬等の方法によってパンチングメタル等に塗
布して電極を作製するというような、簡便な電極の製造
方法は知られていない。
【0007】本発明者等は、上記の欠点を解決すべく鋭
意検討した結果、結着剤としてキサンタンガムを用いた
場合には、それらを極く少量使用するだけで、水素吸蔵
合金をインク状のペーストとすることができること、及
び、このペーストをパンチングメタルに塗布・乾燥する
だけで高性能の水素吸蔵合金電極を得ることができるこ
とを見い出し、本発明に到達した。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の第1
の目的は、軽量で容量低下現象のない、高性能のアルカ
リ蓄電池用水素吸蔵合金電極を提供することにある。本
発明の第2の目的は、軽量で高性能なアルカリ蓄電池用
水素吸蔵合金電極の、簡易な製造方法を提供することに
ある。更に本発明の第3の目的は、極少量の結着剤でパ
ンチングメタルに水素吸蔵合金を強固に担持せしめる方
法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の上記の諸目的
は、導電性支持体表面に、水素吸蔵合金粉末が結着剤に
よって担持されてなる電極であって、前記結着剤の主成
分がキサンタンガムであると共に、全結着剤の量が、水
素吸蔵合金の0.1〜2.0重量%であることを特徴と
する、水素吸蔵合金電極及びその製造方法によって達成
された。
【0010】本発明で使用する水素吸蔵合金は公知のも
のの中から適宜選択して使用することができるが、特
に、量産性や、価格的な面から、ミッシュメタル(M
m)を主原料とするものが好ましく、特に、ランタンリ
ッチミッシュメタルを主原料とするものが好ましい。ミ
ッシュメタルは希土類元素の混合物であり、例えば、C
e45重量%、La30重量%、Nd5重量%及びその
他の希土類元素20重量%からなるが、特にLaが40
重量%以上のものがランタンリッチミッシュメタルと称
される。
【0011】本発明で結着剤として使用するキサンタン
ガムは、微生物キサントモナスキャンペストリスの醗酵
により生産される水溶性の多糖類である。本発明で使用
するキサンタンガムには特に制限はないが、電池の電気
化学的反応を阻害しないという観点から、醗酵培地由来
の不純物が少ない高精製品であることが好ましい。尚、
キサンタンガム溶液は高いチキソトロピー性を有するの
で、その溶液中に水素吸蔵合金を均一に分散させること
ができるのみならず、調製したペーストを集電体に、例
えば浸漬塗布法等によって塗布したときの液ダレが少い
上、その後の形状変化が少ないという特徴がある。
【0012】キサンタンガムは通常水溶液として使用す
るが、塗布性を調節したり、後記する如く許容される範
囲で他の結着剤を使用する場合には、塗布性を悪化させ
ない範囲で適宜有機溶媒を添加しても良い。即ち、本発
明においては、通常、キサンタンガムを水素吸蔵合金に
対して0.1〜2.0重量%となるように溶解した水溶
液中に水素吸蔵合金粉末を分散したスラリーを、浸漬塗
布等の方法によって、集電体上に塗布・乾燥するが、結
着剤が前記の特性を有するために、乾燥中における形状
変化が抑制される。
【0013】結着剤としてのキサンタンガムの添加量が
水素吸蔵合金の0.1重量%より少ないと結着性が不十
分となり、電池及び電極の容量低下をもたらす。一方、
2.0重量%より多くなると電極の導電率が低下する
上、結着剤が水素吸蔵合金表面を被覆して水素吸蔵能力
を低下させるので、電池及び電極の容量を十分に大きく
することがでない。
【0014】本発明においては、結着剤の使用量を上記
の範囲とした場合に、塗布性及び結着性が良好となる限
り、他の結着剤を併用しても良い。これが、「結着剤の
主成分がキサンタンガムである」の意味である。但し、
上述する理由から結着剤の総量は水素吸蔵合金に対して
0.1〜2.0重量%の範囲にする必要がある。他の結
着剤としてはヒドロキシプロピルメチルセルロース等の
ヒドロキシアルキルアルキルセルロースメチルセルロー
ス等のアルキルセルロース、カルボキシメチルセルロー
ス、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリル酸塩等から
選ばれる1種以上が併用可能であるが、この場合、結着
性能は、キサンタンガムのみで十分であるので、併用す
る結着剤としては、ポリテトラフルオロエチレンのよう
な撥水性のものを用いることが好ましい。このような撥
水性材料を併用することにより、過充電時に正極で発生
する酸素ガスが負極で消費されるときの消費効率を改善
することができる。
【0015】本発明の水素吸蔵合金電極の製造方法にお
いては、先ず、1〜5重量%の結着剤の水溶液を調製
し、水素吸蔵合金に対する結着剤の量が、前記した0.
1〜2.0重量%となるように水素吸蔵合金粉末を加
え、更に分散媒(通常は水である)を加えて所望の粘度
のインク状ペーストを調製する。この際、必要に応じて
カーボンブラック等の導電材やその他の種々の添加剤を
加えても良い。次いで、このペーストをパンチングメタ
ル等の集電体に塗布・乾燥し、更に加圧する。
【0016】集電体へのペーストの塗布は、ブレード塗
布、ローラー塗布、浸漬塗布等、公知の手段によって適
宜行うことができる。集電体の種類にかかわらず、塗布
したペーストを乾燥した後、1〜500t/cm2 で加
圧することが好ましい。最後にリード線を付着させるこ
とによって電極が得られる。このようにして得られた電
極は、特にアルカリ蓄電池用の負電極として好適であ
る。
【0017】
【発明の効果】本発明の水素吸蔵合金電極は、使用され
ている結着剤の量が水素吸蔵合金の使用量に対して十分
に少量であるので、軽量であるにもかかわらず高性能で
ある。本発明の水素吸蔵合金電極の製造方法は、インク
状のペーストを導電性支持体表面に塗布・乾燥すれば良
いので極めて簡便である。また結着剤として、極めて結
着性に優れたキサンタンガムを用いるので、パンチング
メタルのような二次元支持体に対しても十分強固に水素
吸蔵合金を担持させることができる。
【0018】
【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例によって更
に説明するが、本発明はこれによって限定されるもので
はない。尚、添加量を示す「部」は他に特別の記載がな
い限り「重量部」を表す。
【0019】実施例1.LaリッチMm1.00に対
し、Ni,Co,Mn,Alが原子比で各々3.75,
0.75,0.20及び0.30の組成を有すると共に
平均粒径が20〜50μmの水素吸蔵合金粉末に、水素
吸蔵合金に対してキサンタンガムが0.5重量%となる
ように、キサンタンガム(ケルトロール T:ケルコ社
の商品名)の3重量%水溶液と適当量の水を加え、混練
りして、36,000cpの粘度を有するスラリーを得
た。
【0020】集電体としてニッケルメッキを施したパン
チングメタルを用い、得られたスラリーに集電体を浸漬
した後引き上げて、集電体表面に水素吸蔵合金を含むス
ラリーを塗工し、100℃で乾燥し、100t/cm2
で加圧して負極電極を得た。正極として焼結式ニッケル
極を使用し、これら正、負極の間に不織物からなるセパ
レータを捲回することにより渦巻電極体を得た。次い
で、この渦巻電極体を電池外装缶に挿入し、6Nの水酸
化カリウム水溶液を電解液として注液した後、封入し
て、公称容量1200mAの密閉製ニッケル−水素アル
カリ蓄電池を作製した。
【0021】実施例2.水素吸蔵合金に対するキサンタ
ンガムの添加量を0.3重量%とした他は、実施例1と
同様にして電池を作製した。 実施例3.水素吸蔵合金に対するキサンタンガムの添加
量を2.0重量%とした他は、実施例1と同様にして電
池を作製した。
【0022】実施例4.水素吸蔵合金に対し、キサンタ
ンガムの添加量を0.1重量%とし、更に水素吸蔵合金
に対し1.0重量%となるようにポリテトラフルオロエ
チレン分散液を併用した他は、実施例1と同様にして電
池を作製した。
【0023】比較例1.水素吸蔵合金に対するキサンタ
ンガムの添加量を0.05重量%とした他は、実施例1
と同様にして電池を作製した。 比較例2.水素吸蔵合金に対するキサンタンガムの添加
量を3.0重量%とした他は、実施例1と同様にして電
池を作製した。
【0024】比較例3.水素吸蔵合金に対し、キサンタ
ンガムの添加量を1.0重量%とし、更に水素吸蔵合金
に対し2.0重量%となるようにポリテトラフルオロエ
チレン分散液を併用した他は、実施例1と同様にして電
池を作製した。
【0025】実施例及び比較例で作製した電池を、それ
ぞれ0.3C率の電流で5時間充電した後、0.2C率
の電流で放電し、電池電圧が1.0Vになった時点で放
電を中止し、再度充電するというサイクル条件で、充放
電サイクル試験を行った結果を図1に示す。図中の電池
容量は、実施例1で得られた電池の初期容量を100%
としたものである。
【0026】図1から、本発明の方法で得られた電池が
特に、サイクル特性に優れることが実証された。また、
本発明の方法によれば、キサンタンガム以外の結着剤を
添加した場合でも、電極が絶縁物で被覆されて起こる導
電率の低下及び/又はこれに伴う容量低下を抑制するこ
とができるので、高容量及びサイクル特性に優れる水素
吸蔵電極が得られることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例及び比較例で得られた電池について充放
電サイクル試験を行ったときの、電池容量のサイクル依
存性を示す図である。
【符号の説明】
●、▲、■、及び◇は、それぞれ、実施例1〜4で鰓得
た電池についてのグラフであり、○、△及び□は、それ
ぞれ、比較例1〜3で得られた電池についてのグラフで
ある。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導電性支持体表面に、水素吸蔵合金粉末
    が結着剤によって担持されてなる電極であって、前記結
    着剤の主成分がキサンタンガムであると共に、全結着剤
    の量が、水素吸蔵合金の0.1〜2.0重量%であるこ
    とを特徴とする、水素吸蔵合金電極。
  2. 【請求項2】 少くとも、水素吸蔵合金100重量部と
    キサンタンガム0.1〜2.0重量部とを分散媒に分散
    したスラリーを、導電性支持体上に塗布・乾燥すること
    を特徴とする水素吸蔵合金電極の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7129000B2 (en) * 2000-01-20 2006-10-31 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Battery and method for generating an electric power
WO2011130837A1 (en) * 2010-04-23 2011-10-27 National Research Council Of Canada Use of xanthan gum as an anode binder

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7129000B2 (en) * 2000-01-20 2006-10-31 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Battery and method for generating an electric power
WO2011130837A1 (en) * 2010-04-23 2011-10-27 National Research Council Of Canada Use of xanthan gum as an anode binder

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