JPH11273673A - アルカリ二次電池 - Google Patents
アルカリ二次電池Info
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- JPH11273673A JPH11273673A JP10076921A JP7692198A JPH11273673A JP H11273673 A JPH11273673 A JP H11273673A JP 10076921 A JP10076921 A JP 10076921A JP 7692198 A JP7692198 A JP 7692198A JP H11273673 A JPH11273673 A JP H11273673A
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- Japan
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- negative electrode
- storage alloy
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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
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＡＢ2 タイプの水素吸蔵合金を有する負極を
備え、初期活性、サイクル特性の優れたアルカリ二次電
池を提供する。 【解決手段】 Ｚｒ，Ｔｉ，Ｎｉおよび少なくともＭ
ｎ，ＶをＮｉの置換元素として含む組成を有し、かつ６
５℃、３０重量％濃度の水酸化カリウム溶液に３０分間
浸漬した時のジルコニウムの溶出量が前記組成物中のジ
ルコニウムに対して０．７〜２．５重量％である水素吸
蔵合金を含む負極を具備したことを特徴とする。
備え、初期活性、サイクル特性の優れたアルカリ二次電
池を提供する。 【解決手段】 Ｚｒ，Ｔｉ，Ｎｉおよび少なくともＭ
ｎ，ＶをＮｉの置換元素として含む組成を有し、かつ６
５℃、３０重量％濃度の水酸化カリウム溶液に３０分間
浸漬した時のジルコニウムの溶出量が前記組成物中のジ
ルコニウムに対して０．７〜２．５重量％である水素吸
蔵合金を含む負極を具備したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ二次電池
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、水素を吸蔵・放出する水素吸蔵合
金を含む負極を備えたアルカリ二次電池が、注目されれ
ている。この二次電池は、高エネルギー密度を有するた
めに容積効率が高く、かつ安全作動が可能で、しかも特
性的にも高い信頼性を有する。
金を含む負極を備えたアルカリ二次電池が、注目されれ
ている。この二次電池は、高エネルギー密度を有するた
めに容積効率が高く、かつ安全作動が可能で、しかも特
性的にも高い信頼性を有する。
【０００３】水素吸蔵合金は、これを負極としてアルカ
リ電解液中で電気分解を行なうと、発生した水素を負極
の水素吸蔵合金で吸蔵する。逆に、ニッケル極などの適
切な正極を対極して放電すると、吸蔵した水素ガスを放
出すると共に、この水素ガスが酸化されて元の水に戻
る。このように水素吸蔵合金は、二次電池の負極材料と
して利用され、その組成についても種々研究されてい
る。
リ電解液中で電気分解を行なうと、発生した水素を負極
の水素吸蔵合金で吸蔵する。逆に、ニッケル極などの適
切な正極を対極して放電すると、吸蔵した水素ガスを放
出すると共に、この水素ガスが酸化されて元の水に戻
る。このように水素吸蔵合金は、二次電池の負極材料と
して利用され、その組成についても種々研究されてい
る。
【０００４】水素吸蔵合金としては、ＡＢ5 タイプのＬ
ａＮｉ5 が従来より多用されている。また、Ｌａ、Ｃ
ｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍなどのランタン系元素の混合物で
あるミッシュメタル（Ｍｍ）とＮｉとの合金であるＭｍ
Ｎｉ5 も広く使用されている。ＭｍＮｉ5 は、希土類元
素である高価なＬａのみを用いるＬａＮｉ5 に比べて安
価である。しかしながら、近年、二次電池の高容量化の
要求がさらに高まり、これらの合金系では限界に近付い
ているため、さらに高容量の水素吸蔵合金が要望されて
いる。
ａＮｉ5 が従来より多用されている。また、Ｌａ、Ｃ
ｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍなどのランタン系元素の混合物で
あるミッシュメタル（Ｍｍ）とＮｉとの合金であるＭｍ
Ｎｉ5 も広く使用されている。ＭｍＮｉ5 は、希土類元
素である高価なＬａのみを用いるＬａＮｉ5 に比べて安
価である。しかしながら、近年、二次電池の高容量化の
要求がさらに高まり、これらの合金系では限界に近付い
ているため、さらに高容量の水素吸蔵合金が要望されて
いる。
【０００５】これに対し、ＡＢ2 タイプのラーベス相合
金は水素吸蔵能が高く、高容量の二次電池の負極材料と
して有望視されている。
金は水素吸蔵能が高く、高容量の二次電池の負極材料と
して有望視されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＡＢ2
タイプの水素吸蔵合金を有する負極を備えたアルカリ二
次電池は初期活性、サイクル特性が劣るという問題があ
った。
タイプの水素吸蔵合金を有する負極を備えたアルカリ二
次電池は初期活性、サイクル特性が劣るという問題があ
った。
【０００７】本発明は、ＡＢ2 タイプの水素吸蔵合金を
有する負極を備え、初期活性、サイクル特性の優れたア
ルカリ二次電池を提供しようとするものである。
有する負極を備え、初期活性、サイクル特性の優れたア
ルカリ二次電池を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係わるアルカリ
二次電池は、Ｚｒ，Ｔｉ，Ｎｉおよび少なくともＭｎ，
ＶをＮｉの置換元素として含む組成を有し、かつ６５
℃、３０重量％濃度の水酸化カリウム溶液に３０分間浸
漬した時のジルコニウムの溶出量が前記組成物中のジル
コニウムに対して０．７〜２．５重量％である水素吸蔵
合金を含む負極を具備したことを特徴とするものであ
る。
二次電池は、Ｚｒ，Ｔｉ，Ｎｉおよび少なくともＭｎ，
ＶをＮｉの置換元素として含む組成を有し、かつ６５
℃、３０重量％濃度の水酸化カリウム溶液に３０分間浸
漬した時のジルコニウムの溶出量が前記組成物中のジル
コニウムに対して０．７〜２．５重量％である水素吸蔵
合金を含む負極を具備したことを特徴とするものであ
る。
【０００９】前記水素吸蔵合金は、下記一般式で表わさ
れる組成を有することが好ましい。このような水素吸蔵
合金を有する負極を備えたアルカリ二次電池は、より一
層優れた初期活性、サイクル特性を有する。
れる組成を有することが好ましい。このような水素吸蔵
合金を有する負極を備えたアルカリ二次電池は、より一
層優れた初期活性、サイクル特性を有する。
【００１０】 （Ｚｒ1-u Ｔｉu ）Ｎｉv-w-x-y Ｍｎw Ｖx Ｍy ただし、式中のＭはＣｏ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｍ
ｎおよびＺｎから選ばれる少なくとも１つの元素、ｕ，
ｖ，ｗ，ｘ，ｙはそれぞれ０．０５≦ｕ≦０．５，１．
８≦ｖ≦２．５，０．３≦ｗ≦０．８，０．２≦ｘ≦
０．７，０≦ｙ≦０．５を示す。
ｎおよびＺｎから選ばれる少なくとも１つの元素、ｕ，
ｖ，ｗ，ｘ，ｙはそれぞれ０．０５≦ｕ≦０．５，１．
８≦ｖ≦２．５，０．３≦ｗ≦０．８，０．２≦ｘ≦
０．７，０≦ｙ≦０．５を示す。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わるアルカリ二
次電池（円筒形ニッケル水素二次電池）を図１を参照し
て説明する。
次電池（円筒形ニッケル水素二次電池）を図１を参照し
て説明する。
【００１２】有底円筒状の容器１内には、正極２とセパ
レータ３と負極４とを積層してスパイラル状に捲回する
ことにより作製された電極群５が収納されている。前記
負極４は、前記電極群５の最外周に配置されて前記容器
１と電気的に接触している。アルカリ電解液は、前記容
器１内に収容されている。中央に孔６を有する円形の第
１の封口板７は、前記容器１の上部開口部に配置されて
いる。リング状の絶縁性ガスケット８は、前記封口板７
の周縁と前記容器１の上部開口部内面の間に配置され、
前記上部開口部を内側に縮径するカシメ加工により前記
容器１に前記封口板７を前記ガスケット８を介して気密
に固定している。正極リード９は、一端が前記正極２に
接続、他端が前記封口板７の下面に接続されている。帽
子形状をなす正極端子１０は、前記封口板７上に前記孔
６を覆うように取り付けられている。ゴム製の安全弁１
１は、前記封口板７と前記正極端子１０で囲まれた空間
内に前記孔６を塞ぐように配置されている。中央に穴を
有する絶縁材料からなる円形の押え板１２は、前記正極
端子１０上に前記正極端子１０の突起部がその押え板１
２の前記穴から突出されるように配置されている。外装
チューブ１３は、前記押え板１２の周縁、前記容器１の
側面及び前記容器１の底部周縁を被覆している。
レータ３と負極４とを積層してスパイラル状に捲回する
ことにより作製された電極群５が収納されている。前記
負極４は、前記電極群５の最外周に配置されて前記容器
１と電気的に接触している。アルカリ電解液は、前記容
器１内に収容されている。中央に孔６を有する円形の第
１の封口板７は、前記容器１の上部開口部に配置されて
いる。リング状の絶縁性ガスケット８は、前記封口板７
の周縁と前記容器１の上部開口部内面の間に配置され、
前記上部開口部を内側に縮径するカシメ加工により前記
容器１に前記封口板７を前記ガスケット８を介して気密
に固定している。正極リード９は、一端が前記正極２に
接続、他端が前記封口板７の下面に接続されている。帽
子形状をなす正極端子１０は、前記封口板７上に前記孔
６を覆うように取り付けられている。ゴム製の安全弁１
１は、前記封口板７と前記正極端子１０で囲まれた空間
内に前記孔６を塞ぐように配置されている。中央に穴を
有する絶縁材料からなる円形の押え板１２は、前記正極
端子１０上に前記正極端子１０の突起部がその押え板１
２の前記穴から突出されるように配置されている。外装
チューブ１３は、前記押え板１２の周縁、前記容器１の
側面及び前記容器１の底部周縁を被覆している。
【００１３】次に、前記正極２、負極４、セパレータ３
および電解液について説明する。
および電解液について説明する。
【００１４】１）正極２ この正極２は、活物質であるニッケル化合物を含有す
る。
る。
【００１５】前記ニッケル化合物としては、例えば水酸
化ニッケル、亜鉛およびコバルトが共沈された水酸化ニ
ッケルまたはニッケル酸化物等を挙げることができる。
特に、亜鉛およびコバルトが共沈された水酸化ニッケル
が好ましい。
化ニッケル、亜鉛およびコバルトが共沈された水酸化ニ
ッケルまたはニッケル酸化物等を挙げることができる。
特に、亜鉛およびコバルトが共沈された水酸化ニッケル
が好ましい。
【００１６】前記正極（ペースト式正極）は、例えば活
物質であるニッケル化合物と導電材と結着剤を水と共に
混練してペーストを調製し、このペーストを導電性芯体
に充填し、乾燥し、必要に応じて加圧成形を施すことに
より作製される。
物質であるニッケル化合物と導電材と結着剤を水と共に
混練してペーストを調製し、このペーストを導電性芯体
に充填し、乾燥し、必要に応じて加圧成形を施すことに
より作製される。
【００１７】前記導電材料としては、例えばコバルト化
合物および金属コバルトから選ばれる少なくとも１種以
上のものが用いられる。前記コバルト化合物としては、
例えば水酸化コバルト［Ｃｏ（ＯＨ）2 ］、一酸化コバ
ルト（ＣｏＯ）等を挙げることができる。特に、水酸化
コバルト、一酸化コバルトもしくはこれらの混合物を導
電材料ととて用いることが好ましい。
合物および金属コバルトから選ばれる少なくとも１種以
上のものが用いられる。前記コバルト化合物としては、
例えば水酸化コバルト［Ｃｏ（ＯＨ）2 ］、一酸化コバ
ルト（ＣｏＯ）等を挙げることができる。特に、水酸化
コバルト、一酸化コバルトもしくはこれらの混合物を導
電材料ととて用いることが好ましい。
【００１８】前記結着剤としては、例えばポリテトラフ
ルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン等の疎
水性ポリマ；カルボキシメチルセルロース、メチルセル
ロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等のセル
ロース系材料；ポリアクリル酸ナトリウム等のアクリル
酸エステル；ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキ
シド等の親水性ポリマ；ラテックス等のゴム系ポリマを
を挙げることができる。
ルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン等の疎
水性ポリマ；カルボキシメチルセルロース、メチルセル
ロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等のセル
ロース系材料；ポリアクリル酸ナトリウム等のアクリル
酸エステル；ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキ
シド等の親水性ポリマ；ラテックス等のゴム系ポリマを
を挙げることができる。
【００１９】前記導電性芯体としては、例えばニッケ
ル、ステンレスまたはニッケルメッキが施された金属か
ら形成された網状、スポンジ状、繊維状、もしくはフェ
ルト状の金属多孔体等を挙げることができる。
ル、ステンレスまたはニッケルメッキが施された金属か
ら形成された網状、スポンジ状、繊維状、もしくはフェ
ルト状の金属多孔体等を挙げることができる。
【００２０】２）負極４ この負極４は、Ｚｒ，Ｔｉ，Ｎｉおよび少なくともＭ
ｎ，ＶをＮｉの置換元素として含む組成を有し、かつ６
５℃、３０重量％濃度の水酸化カリウム溶液に３０分間
浸漬した時のジルコニウム（Ｚｒ）の溶出量が前記組成
物中のジルコニウムに対して０．７〜２．５重量％であ
る水素吸蔵合金を含有する。
ｎ，ＶをＮｉの置換元素として含む組成を有し、かつ６
５℃、３０重量％濃度の水酸化カリウム溶液に３０分間
浸漬した時のジルコニウム（Ｚｒ）の溶出量が前記組成
物中のジルコニウムに対して０．７〜２．５重量％であ
る水素吸蔵合金を含有する。
【００２１】前記水素吸蔵合金は、例えば一般式（Ｚｒ
1-u Ｔｉu ）Ｎｉv-w-x-y Ｍｎw Ｖx Ｍy （ただし、式
中のＭはＣｏ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｃｕ，ＭｎおよびＺ
ｎから選ばれる少なくとも１つの元素、ｕ，ｖ，ｗ，
ｘ，ｙはそれぞれ０．０５≦ｕ≦０．５，１．８≦ｖ≦
２．５，０．３≦ｗ≦０．８，０．２≦ｘ≦０．７，０
≦ｙ≦０．５を示す。）表わされる組成のものが好まし
い。
1-u Ｔｉu ）Ｎｉv-w-x-y Ｍｎw Ｖx Ｍy （ただし、式
中のＭはＣｏ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｃｕ，ＭｎおよびＺ
ｎから選ばれる少なくとも１つの元素、ｕ，ｖ，ｗ，
ｘ，ｙはそれぞれ０．０５≦ｕ≦０．５，１．８≦ｖ≦
２．５，０．３≦ｗ≦０．８，０．２≦ｘ≦０．７，０
≦ｙ≦０．５を示す。）表わされる組成のものが好まし
い。
【００２２】前記水素吸蔵合金のジルコニウム（Ｚｒ）
の溶出量を規定したのは、その溶出量を０．７重量％未
満にすると、合金組成の濃度むらが少なく、均質性に優
れているために充放電サイクル寿命の向上化が望めるも
のの、水素吸蔵合金表面の活性が乏しいために充放電サ
イクル初期の放電容量が低下する恐れがある。一方、バ
ナジウム（Ｖ）の溶出量が１０重量％を越えると合金組
成の濃度むら多く、均質性が低下するため、充放電サイ
クル初期の放電容量が高くなるものの、充放電サイクル
寿命が短くなる恐れがある。より好ましいジルコニウム
（Ｚｒ）の溶出量は１．０〜２．２重量％である。
の溶出量を規定したのは、その溶出量を０．７重量％未
満にすると、合金組成の濃度むらが少なく、均質性に優
れているために充放電サイクル寿命の向上化が望めるも
のの、水素吸蔵合金表面の活性が乏しいために充放電サ
イクル初期の放電容量が低下する恐れがある。一方、バ
ナジウム（Ｖ）の溶出量が１０重量％を越えると合金組
成の濃度むら多く、均質性が低下するため、充放電サイ
クル初期の放電容量が高くなるものの、充放電サイクル
寿命が短くなる恐れがある。より好ましいジルコニウム
（Ｚｒ）の溶出量は１．０〜２．２重量％である。
【００２３】前記負極（例えばペースト式負極）は、前
記水素吸蔵合金粉末と結着剤と導電性材料とを含む負極
ペーストを導電性芯体に担持させた構造を有する。
記水素吸蔵合金粉末と結着剤と導電性材料とを含む負極
ペーストを導電性芯体に担持させた構造を有する。
【００２４】前記結着剤としては、前記正極２で用いた
のと同様なものを挙げることができる。この結着剤は、
前記水素吸蔵合金粉末１００重量部に対して０．５〜６
重量部配合することが好ましい。
のと同様なものを挙げることができる。この結着剤は、
前記水素吸蔵合金粉末１００重量部に対して０．５〜６
重量部配合することが好ましい。
【００２５】前記導電性材料としては、例えばアセチレ
ンブラック、ケッチェンブラック（ライオンアグゾ社製
商品名）、ファーネスブラックのようなカーボンブラッ
ク、または黒鉛等を用いることができる。この導電材料
は、前記水素吸蔵合金粉末１００重量部に対して５重量
部以下配合することが好ましい。
ンブラック、ケッチェンブラック（ライオンアグゾ社製
商品名）、ファーネスブラックのようなカーボンブラッ
ク、または黒鉛等を用いることができる。この導電材料
は、前記水素吸蔵合金粉末１００重量部に対して５重量
部以下配合することが好ましい。
【００２６】前記導電性芯体としては、パンチドメタ
ル、エキスパンデッドメタル、穿孔剛板、金網などの二
次元構造や、発泡メタル、網城焼結金属繊維などの三次
元構造のものを挙げることができる。
ル、エキスパンデッドメタル、穿孔剛板、金網などの二
次元構造や、発泡メタル、網城焼結金属繊維などの三次
元構造のものを挙げることができる。
【００２７】３）セパレータ３ このセパレータ３は、例えばポリエチレン繊維製不織
布、エチレン−ビニルアルコール共重合体繊維製不織
布、ポリプロピレン繊維製不織布などのオレフィン系繊
維製不織布、またはポリプロピレン繊維製不織布のよう
なオレフィン系繊維製不織布に親水性官能基を付与した
もの、ナイロン６，６のようなポリアミド繊維製不織布
を挙げることができる。前記オレフィン系繊維製不織布
に親水性官能基を付与するには、例えばコロナ放電処
理、スルホン化処理、グラフト共重合、または界面活性
剤や親水性樹脂の塗布等を採用することができる。
布、エチレン−ビニルアルコール共重合体繊維製不織
布、ポリプロピレン繊維製不織布などのオレフィン系繊
維製不織布、またはポリプロピレン繊維製不織布のよう
なオレフィン系繊維製不織布に親水性官能基を付与した
もの、ナイロン６，６のようなポリアミド繊維製不織布
を挙げることができる。前記オレフィン系繊維製不織布
に親水性官能基を付与するには、例えばコロナ放電処
理、スルホン化処理、グラフト共重合、または界面活性
剤や親水性樹脂の塗布等を採用することができる。
【００２８】４）アルカリ電解液 このアルカリ電解液としては、例えば水酸化ナトリウム
（ＮａＯＨ）と水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）の混合液、
水酸化カリウム（ＫＯＨ）とＬｉＯＨの混合液、ＫＯＨ
とＬｉＯＨとＮａＯＨの混合液等を用いることができ
る。
（ＮａＯＨ）と水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）の混合液、
水酸化カリウム（ＫＯＨ）とＬｉＯＨの混合液、ＫＯＨ
とＬｉＯＨとＮａＯＨの混合液等を用いることができ
る。
【００２９】以上説明した本発明に係わるアルカリ二次
電池は、Ｚｒ，Ｔｉ，Ｎｉおよび少なくともＭｎ，Ｖを
Ｎｉの置換元素として含む組成を有し、かつ６５℃、３
０重量％濃度の水酸化カリウム溶液に３０分間浸漬した
時のジルコニウムの溶出量が前記組成物中のジルコニウ
ムに対して０．７〜２．５重量％である水素吸蔵合金を
含む負極を具備する。前記水素吸蔵合金は、合金組成の
濃度むらが少なく、均質性に優れ、しかも表面の活性が
高いために、この水素吸蔵合金を含む負極を備えた二次
電池は、優れた初期活性、サイクル特性を有する。
電池は、Ｚｒ，Ｔｉ，Ｎｉおよび少なくともＭｎ，Ｖを
Ｎｉの置換元素として含む組成を有し、かつ６５℃、３
０重量％濃度の水酸化カリウム溶液に３０分間浸漬した
時のジルコニウムの溶出量が前記組成物中のジルコニウ
ムに対して０．７〜２．５重量％である水素吸蔵合金を
含む負極を具備する。前記水素吸蔵合金は、合金組成の
濃度むらが少なく、均質性に優れ、しかも表面の活性が
高いために、この水素吸蔵合金を含む負極を備えた二次
電池は、優れた初期活性、サイクル特性を有する。
【００３０】特に、一般式（Ｚｒ1-u Ｔｉu ）Ｎｉ
v-w-x-y Ｍｎw Ｖx Ｍy で表される組成の水素吸蔵合金
を有する負極を備えた二次電池は初期活性が優れている
と共に、より一層優れたサイクル特性を有する。
v-w-x-y Ｍｎw Ｖx Ｍy で表される組成の水素吸蔵合金
を有する負極を備えた二次電池は初期活性が優れている
と共に、より一層優れたサイクル特性を有する。
【００３１】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照
して詳細に説明する。
して詳細に説明する。
【００３２】（実施例１〜１０、比較例１〜４） ＜ペースト式負極の作製＞Ｚｒ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ｍｎ，
Ｖ，ＣｏおよびＣｒの各元素を高周波溶解することによ
って下記表１に示す組成を有する水素吸蔵合金のインゴ
ットを作製した。
Ｖ，ＣｏおよびＣｒの各元素を高周波溶解することによ
って下記表１に示す組成を有する水素吸蔵合金のインゴ
ットを作製した。
【００３３】得られた各水素吸蔵合金について、合金中
のジルコニウム（Ｚｒ）量に対するのジルコニウムム
（Ｚｒ）の溶出量を次のような方法により測定した。ま
ず、合金試料１０ｇを６５℃、３０重量％濃度の水酸化
カリウム溶液１００ｍＬに３０分間浸漬した。つづい
て、溶液を濾過し、濾液に塩酸を添加して酸性にした
後、水で１００倍に希釈した。このようにして得られた
溶液をＩＣＰ発光分光法により定量し、水素吸蔵合金中
のＺｒ量に対するＺｒの溶出量を求めた。その結果を下
記表１に併記する。
のジルコニウム（Ｚｒ）量に対するのジルコニウムム
（Ｚｒ）の溶出量を次のような方法により測定した。ま
ず、合金試料１０ｇを６５℃、３０重量％濃度の水酸化
カリウム溶液１００ｍＬに３０分間浸漬した。つづい
て、溶液を濾過し、濾液に塩酸を添加して酸性にした
後、水で１００倍に希釈した。このようにして得られた
溶液をＩＣＰ発光分光法により定量し、水素吸蔵合金中
のＺｒ量に対するＺｒの溶出量を求めた。その結果を下
記表１に併記する。
【００３４】
【表１】
【００３５】次いで、前記各インゴットを１０５０℃の
Ａｒガス雰囲気中で１２時間熱処理した後、機械的に粉
砕して水素吸蔵合金粉末を得た。得られた各水素吸蔵合
金粉末１００重量部に結着剤としてポリテトラフルオロ
エチレン１重量部、ポリアクリル酸ナトリウム０．２重
量部およびカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）０．
２重量部をそれぞれ添加した。さらに、導電性粉末とし
てのカーボンブラック１重量部を水５０重量部と共に添
加した後、混練することによりペーストをそれぞれ調製
した。つづいて前記各ペーストをパンチドメタルに塗布
し、乾燥、プレス、裁断することにより１４種のペース
ト式負極を作製した。
Ａｒガス雰囲気中で１２時間熱処理した後、機械的に粉
砕して水素吸蔵合金粉末を得た。得られた各水素吸蔵合
金粉末１００重量部に結着剤としてポリテトラフルオロ
エチレン１重量部、ポリアクリル酸ナトリウム０．２重
量部およびカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）０．
２重量部をそれぞれ添加した。さらに、導電性粉末とし
てのカーボンブラック１重量部を水５０重量部と共に添
加した後、混練することによりペーストをそれぞれ調製
した。つづいて前記各ペーストをパンチドメタルに塗布
し、乾燥、プレス、裁断することにより１４種のペース
ト式負極を作製した。
【００３６】＜ペースト式正極の作製＞水酸化ニッケル
粉末９０重量部および一酸化コバルト粉末１０重量部か
らなる混合粉体に、ポリテトラフルオロエチレン１重量
部およびカルボキシメチルセルロース０．２重量部を添
加し、これらに純水を６０重量部添加して混練すること
によりペーストを調製した。つづいて、このペーストを
ニッケルメッキ繊維基板内に充填し、乾燥した後、ロー
ラプレスを行って圧延することによりペースト式正極を
作製した。
粉末９０重量部および一酸化コバルト粉末１０重量部か
らなる混合粉体に、ポリテトラフルオロエチレン１重量
部およびカルボキシメチルセルロース０．２重量部を添
加し、これらに純水を６０重量部添加して混練すること
によりペーストを調製した。つづいて、このペーストを
ニッケルメッキ繊維基板内に充填し、乾燥した後、ロー
ラプレスを行って圧延することによりペースト式正極を
作製した。
【００３７】次いで、前記負極と前記正極との間にポリ
プロピレン繊維製不織布を介装し、渦巻状に捲回して６
種の電極群を作製した。このような各電極群を有底円筒
状容器に収納した後、８Ｎの水酸化カリウムからなる電
解液を前記容器内に注入し、封口等を行うことにより前
述した図１に示す構造を有する４／５Ａサイズの円筒形
ニッケル水素二次電池を組み立てた。
プロピレン繊維製不織布を介装し、渦巻状に捲回して６
種の電極群を作製した。このような各電極群を有底円筒
状容器に収納した後、８Ｎの水酸化カリウムからなる電
解液を前記容器内に注入し、封口等を行うことにより前
述した図１に示す構造を有する４／５Ａサイズの円筒形
ニッケル水素二次電池を組み立てた。
【００３８】得られた実施例１〜１０および比較例１〜
４の二次電池を１０個取り出し、これら電池について２
０℃、０．５Ｃで１４０％まで充電し、０．２Ｃで終止
電圧１Ｖまで放電した。この充放電を繰り返して電池容
量が初期容量の１／２になるまでに要したサイクル数を
測定し、平均サイクル数を求めた。その結果を下記表２
に初回放電効率と共に１０個当たりの平均値として示
す。
４の二次電池を１０個取り出し、これら電池について２
０℃、０．５Ｃで１４０％まで充電し、０．２Ｃで終止
電圧１Ｖまで放電した。この充放電を繰り返して電池容
量が初期容量の１／２になるまでに要したサイクル数を
測定し、平均サイクル数を求めた。その結果を下記表２
に初回放電効率と共に１０個当たりの平均値として示
す。
【００３９】
【表２】
【００４０】前記表２から明らかなようにＺｒの溶出量
が０．７〜２．５重量％の水素吸蔵合金を含む負極を備
えた実施例１〜１０のアルカリ二次電池は、初回放電効
率が良好で、かつ充放電サイクル寿命が長いことがわか
る。
が０．７〜２．５重量％の水素吸蔵合金を含む負極を備
えた実施例１〜１０のアルカリ二次電池は、初回放電効
率が良好で、かつ充放電サイクル寿命が長いことがわか
る。
【００４１】これに対し、Ｚｒの溶出量が０．７重量％
未満の水素吸蔵合金を含む負極を備えた比較例１，２の
アルカリ二次電池は、充放電サイクル寿命が実施例１〜
１０の二次電池と同様に長いものの、初回放電率が著し
く低くなることがわかる。一方、Ｚｒの溶出量が２．５
重量％を越える水素吸蔵合金を含む負極を備えた比較例
３．４のアルカリ二次電池は、初回放電率が良好である
ものの、充放電サイクル寿命が極めて短くなることがわ
かる。
未満の水素吸蔵合金を含む負極を備えた比較例１，２の
アルカリ二次電池は、充放電サイクル寿命が実施例１〜
１０の二次電池と同様に長いものの、初回放電率が著し
く低くなることがわかる。一方、Ｚｒの溶出量が２．５
重量％を越える水素吸蔵合金を含む負極を備えた比較例
３．４のアルカリ二次電池は、初回放電率が良好である
ものの、充放電サイクル寿命が極めて短くなることがわ
かる。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ａ
Ｂ2 タイプの水素吸蔵合金を有する負極を備え、初期活
性、サイクル特性の優れたアルカリ二次電池を提供する
ことができる。
Ｂ2 タイプの水素吸蔵合金を有する負極を備え、初期活
性、サイクル特性の優れたアルカリ二次電池を提供する
ことができる。
【図１】本発明に係わるアルカリ二次電池の一例である
ニッケル水素二次電池の斜視図。
ニッケル水素二次電池の斜視図。
１…容器、 ２…正極、 ３…セパレータ、 ４…負極、 ５…電極群、 ７…封口板。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｚｒ，Ｔｉ，Ｎｉおよび少なくともＭ
ｎ，ＶをＮｉの置換元素として含む組成を有し、かつ６
５℃、３０重量％濃度の水酸化カリウム溶液に３０分間
浸漬した時のジルコニウムの溶出量が前記組成物中のジ
ルコニウムに対して０．７〜２．５重量％である水素吸
蔵合金を含む負極を具備したことを特徴とするアルカリ
二次電池。 - 【請求項２】 前記水素吸蔵合金は、下記一般式で表わ
される組成を有することを特徴とする請求項１記載のア
ルカリ二次電池． （Ｚｒ1-u Ｔｉu ）Ｎｉv-w-x-y Ｍｎw Ｖx Ｍy ただし、式中のＭはＣｏ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｍ
ｎおよびＺｎから選ばれる少なくとも１つの元素、ｕ，
ｖ，ｗ，ｘ，ｙはそれぞれ０．０５≦ｕ≦０．５，１．
８≦ｖ≦２．５，０．３≦ｗ≦０．８，０．２≦ｘ≦
０．７，０≦ｙ≦０．５を示す。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10076921A JPH11273673A (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | アルカリ二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10076921A JPH11273673A (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | アルカリ二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11273673A true JPH11273673A (ja) | 1999-10-08 |
Family
ID=13619181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10076921A Pending JPH11273673A (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | アルカリ二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11273673A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016011450A (ja) * | 2014-06-30 | 2016-01-21 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | ヒステリシスが小さく耐久性に優れた新規水素吸蔵合金 |
-
1998
- 1998-03-25 JP JP10076921A patent/JPH11273673A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016011450A (ja) * | 2014-06-30 | 2016-01-21 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | ヒステリシスが小さく耐久性に優れた新規水素吸蔵合金 |
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