JPS58163189A - 金属酸化物・水素電池 - Google Patents
金属酸化物・水素電池Info
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- JPS58163189A JPS58163189A JP57044502A JP4450282A JPS58163189A JP S58163189 A JPS58163189 A JP S58163189A JP 57044502 A JP57044502 A JP 57044502A JP 4450282 A JP4450282 A JP 4450282A JP S58163189 A JPS58163189 A JP S58163189A
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- Japan
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- metal
- battery
- separator
- absorbing metal
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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
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、金属酸化物を正極活物質とし、水素を負極活
物質とするいわゆる充放電可能な金属酸化物・水素電池
に関する。
物質とするいわゆる充放電可能な金属酸化物・水素電池
に関する。
金属酸化物を正極活物質とし、水素を負極活物質とする
混成電池には、例えばニッケル・水素（Ｎ ｉ ＯＯＨ
°Ｈ２）電池、銀・水素（ＡｇＯ−Ｈ２）電池などがあ
る。これらの電池は寿命が長く、出力電流も匝めて大き
く、かつ基本的には軽量なので、一部の特殊用途ではあ
るが、従来のニッケル・カドミウム（ＮｉＯＯｔ（・Ｃ
ｄ）蓄電池にかわって使用されはじめている。しかしこ
れらの電池では、水素を活物質としているため、電池容
器を完全密閉する必要があり、しかも電池の放電特性を
良好にするために高圧の水素を使用するので容器は耐圧
性（〜５０ｋｇ／ｄ）のものてなっている。このため電
池容器はかなり重くなり、これらを複数接続して組電池
を構成する場合には、電池の容量に比較し、極めて大き
な容積と重量を占めることになる。いわば高性能ではあ
るが重くて危険な電池となっていた。
混成電池には、例えばニッケル・水素（Ｎ ｉ ＯＯＨ
°Ｈ２）電池、銀・水素（ＡｇＯ−Ｈ２）電池などがあ
る。これらの電池は寿命が長く、出力電流も匝めて大き
く、かつ基本的には軽量なので、一部の特殊用途ではあ
るが、従来のニッケル・カドミウム（ＮｉＯＯｔ（・Ｃ
ｄ）蓄電池にかわって使用されはじめている。しかしこ
れらの電池では、水素を活物質としているため、電池容
器を完全密閉する必要があり、しかも電池の放電特性を
良好にするために高圧の水素を使用するので容器は耐圧
性（〜５０ｋｇ／ｄ）のものてなっている。このため電
池容器はかなり重くなり、これらを複数接続して組電池
を構成する場合には、電池の容量に比較し、極めて大き
な容積と重量を占めることになる。いわば高性能ではあ
るが重くて危険な電池となっていた。
これをさけるために、最近では水素吸蔵金属がとの電池
に使用されるようになってきた。すなわち、水素をこの
水紫吸蔵金・看に保持させ、電池の放電時（必要な水素
をこれからとり出して供給し、逆に充戒待て発生する水
素をこれに再び保持させるものである。このような方法
によって、成池内の水素圧力をほぼ一定のしかもかなり
低い値、例えば１０〜５ｋＬｉ／Ｃｄ８”ｌ（この値は
使用する水素吸蔵金属の種類、組成等により変化する）
以下にすることが可能となった。このため、電池容器の
重さや、電池としての安全性の問題も大巾に改善された
。
に使用されるようになってきた。すなわち、水素をこの
水紫吸蔵金・看に保持させ、電池の放電時（必要な水素
をこれからとり出して供給し、逆に充戒待て発生する水
素をこれに再び保持させるものである。このような方法
によって、成池内の水素圧力をほぼ一定のしかもかなり
低い値、例えば１０〜５ｋＬｉ／Ｃｄ８”ｌ（この値は
使用する水素吸蔵金属の種類、組成等により変化する）
以下にすることが可能となった。このため、電池容器の
重さや、電池としての安全性の問題も大巾に改善された
。
しかしながら、この場合問題となるのは、水素吸蔵金属
が水（ｆ（２０）やアルカリ水溶液と接するとその機能
が著しく低下するという欠点がちった。
が水（ｆ（２０）やアルカリ水溶液と接するとその機能
が著しく低下するという欠点がちった。
すなわち、例えばＨ２Ｏに、需れた水素吸蔵金属１ｄ、
一般に水素の吸蔵・放出の速（斐がおそくなり、そして
、さらに吸蔵・放出そのものの能力が減少するのでちる
。このため従来は、電池容器とは別のｇ４知水素吸蔵金
属を収納し、この容器と電池の間を金属パイプで接げし
て、純粋な水素だけが水素吸蔵金属上に達するようにし
ていた。しかしこれでは酸油以外の別の容器が必要であ
り、取扱上でも、経済上でも不利であった。
一般に水素の吸蔵・放出の速（斐がおそくなり、そして
、さらに吸蔵・放出そのものの能力が減少するのでちる
。このため従来は、電池容器とは別のｇ４知水素吸蔵金
属を収納し、この容器と電池の間を金属パイプで接げし
て、純粋な水素だけが水素吸蔵金属上に達するようにし
ていた。しかしこれでは酸油以外の別の容器が必要であ
り、取扱上でも、経済上でも不利であった。
本発明は上述した従来の欠截を改良したもので１也池内
に５っても水素吸蔵金属体がその機１（月をそこなわず
長期間安定して使用する事のできる金属酸化物・水素電
池を陽供するものでらる。
に５っても水素吸蔵金属体がその機１（月をそこなわず
長期間安定して使用する事のできる金属酸化物・水素電
池を陽供するものでらる。
本発明は金＠酸化吻・水素ｇ池に訃いて電池容器の内啼
（（そって水素吸蔵金属体を配管し、との氷菓吸＃！今
礪本が電池内部の発１Ｊｃ要素とは気体（特に水素ガス
）だけを交換できもように、ポリテトラフルオロエチレ
ン（Ｐ’１ｒＦＬ３）で 水処理の施された分離体を介
して設けられた構造を有するものである。この分離体に
よって水素吸蔵金属本へのゼ解液の浸入を防出でき、水
素吸蔵き４の水素の吸蔵および放出の機能が十分に１頃
たれることになる。
（（そって水素吸蔵金属体を配管し、との氷菓吸＃！今
礪本が電池内部の発１Ｊｃ要素とは気体（特に水素ガス
）だけを交換できもように、ポリテトラフルオロエチレ
ン（Ｐ’１ｒＦＬ３）で 水処理の施された分離体を介
して設けられた構造を有するものである。この分離体に
よって水素吸蔵金属本へのゼ解液の浸入を防出でき、水
素吸蔵き４の水素の吸蔵および放出の機能が十分に１頃
たれることになる。
水素吸蔵金属としては、ＬａＮｉ５ ｐ Ｆｅ−Ｔ’ｉ
系合ａ１Ｔ ｉ−Ｍｎ系ｆｔ 会′ｒｓ−Ｎｌ系合金等
、常温で１〜１０ｋｌｉｔ／ｄ程度の平衡圧を有するも
のならばどれでも使用しうる。なお゛電池容器が金属ケ
ースでこれを負他端子に使う場合は、水素吸蔵金属と電
池ｄ器の間に適当な絶縁性フィルムを設けておいてもよ
い。
系合ａ１Ｔ ｉ−Ｍｎ系ｆｔ 会′ｒｓ−Ｎｌ系合金等
、常温で１〜１０ｋｌｉｔ／ｄ程度の平衡圧を有するも
のならばどれでも使用しうる。なお゛電池容器が金属ケ
ースでこれを負他端子に使う場合は、水素吸蔵金属と電
池ｄ器の間に適当な絶縁性フィルムを設けておいてもよ
い。
また分離体は気体のみを透過し、液体を透過しないもの
であればよく薄いＮｔ焼結体やＮｉ製の発泡メタル等に
ＰＴＦ ｌ’Ｂを付与したものや開口度の小さい不織布
等にＰＴＩを付与したもの等が使える。
であればよく薄いＮｔ焼結体やＮｉ製の発泡メタル等に
ＰＴＦ ｌ’Ｂを付与したものや開口度の小さい不織布
等にＰＴＩを付与したもの等が使える。
以下、実施例により本発明を説明する。
金属酸化物中水素電池としてニッケル酸化物（Ｎ ｉ
（Ｘ）Ｈ”）・水素′電池を例にとる。電池容器は直径
５ＣＩｎ、高さ１０凭の円筒状で材質は厚さＩＷのステ
ンレススチールである。この中にニッケル焼結体に活物
質（ＮｉＯＯＨ）を含むニッケル酸化物電極（正極）と
、ニッケル焼結体に白金黒を付与した水素極＜＊啄＞と
からなる電極部を入れる。なお、正極は放電状態で電池
内に挿入する。電池容量としては１０Ａｈである。
（Ｘ）Ｈ”）・水素′電池を例にとる。電池容器は直径
５ＣＩｎ、高さ１０凭の円筒状で材質は厚さＩＷのステ
ンレススチールである。この中にニッケル焼結体に活物
質（ＮｉＯＯＨ）を含むニッケル酸化物電極（正極）と
、ニッケル焼結体に白金黒を付与した水素極＜＊啄＞と
からなる電極部を入れる。なお、正極は放電状態で電池
内に挿入する。電池容量としては１０Ａｈである。
水素吸蔵金属体としては粒径が０．１朋〜０．３朋のＬ
ａＮ＋５を合計で５０ｇ使用した。水素吸蔵能力として
１２八り容量の水素を保持できる。水素吸蔵金属体は最
初水素で活性化したあと平衡圧が１気圧になる状？１１
４まで水素を放出させたものを電池に入れた。
ａＮ＋５を合計で５０ｇ使用した。水素吸蔵能力として
１２八り容量の水素を保持できる。水素吸蔵金属体は最
初水素で活性化したあと平衡圧が１気圧になる状？１１
４まで水素を放出させたものを電池に入れた。
次に分離体は次のように行なった。まず分離体の等材と
しては厚さ９．５ Ａｌｌ 、多孔度約８０ｑにのニッ
ケル焼結体を使用した。ネ水処理の方法は、１μｍ程変
０微粒子をその固形分として約３０チ程変含むＰＴＦＩ
Ｂの分散液の中に上記焼結体を約１時間浸漬し、その後
１００〜１４０°０程度で約３時間乾燥させることによ
って行なった。この処理により、前記焼結体の微細孔は
閉塞することなくその孔表面にＰＴＦ ｇが付着し、少
吐のアルカリ溶液がこの分離体の発電要素側の表面につ
いても反対１則の面まで浸入せず、しかも気体成分だけ
は通過するような機能をもった分離体が形成できる。
しては厚さ９．５ Ａｌｌ 、多孔度約８０ｑにのニッ
ケル焼結体を使用した。ネ水処理の方法は、１μｍ程変
０微粒子をその固形分として約３０チ程変含むＰＴＦＩ
Ｂの分散液の中に上記焼結体を約１時間浸漬し、その後
１００〜１４０°０程度で約３時間乾燥させることによ
って行なった。この処理により、前記焼結体の微細孔は
閉塞することなくその孔表面にＰＴＦ ｇが付着し、少
吐のアルカリ溶液がこの分離体の発電要素側の表面につ
いても反対１則の面まで浸入せず、しかも気体成分だけ
は通過するような機能をもった分離体が形成できる。
次に１上紀の水素吸蔵金属体および分離体を第１図のよ
うに１池容器内壁表面に設置する。第１図は電池容器の
部分断面示しており、■は電池容器、２は分離体、３が
水素吸蔵金属体である。４ｔ４′および５ｐ５′は分離
体２の外周部を固定するための耐アルカリ溶液性の合成
樹１旨枠体である。６は電池容器１が電極端子を兼用す
る際、水素吸蔵金属体３と４池容器１の接触を防止する
だめの絶縁性フィルムであり、必要に応じて使用する。
うに１池容器内壁表面に設置する。第１図は電池容器の
部分断面示しており、■は電池容器、２は分離体、３が
水素吸蔵金属体である。４ｔ４′および５ｐ５′は分離
体２の外周部を固定するための耐アルカリ溶液性の合成
樹１旨枠体である。６は電池容器１が電極端子を兼用す
る際、水素吸蔵金属体３と４池容器１の接触を防止する
だめの絶縁性フィルムであり、必要に応じて使用する。
水素吸Ｒ余属体３はこの図のように直接入れてもよいし
、何らかの支持体に担持させてもよい。第２図は透性内
部の一部の斜視図で、第１図の構造のものを必要な数だ
け配置する状蝮を示している。
、何らかの支持体に担持させてもよい。第２図は透性内
部の一部の斜視図で、第１図の構造のものを必要な数だ
け配置する状蝮を示している。
なを番号は第１図と同じものである。
次にこのようにして作成した電池と、比較例として上記
実施列にかいて分離体に俟水処理を施さないで作成した
電池の充電試験の結果を第３図乃至第５図に示す。充電
・放電とも０．２Ｃ（２Ａ）で行゛ない、充゛成は５時
間とし、６０分間休重し、ついで放電はＩＶまでとした
。最初に放電試験の３サイクル目の結果を示す。第３図
は充放電曲線、第４図が透性内の水素圧力でＡが実施例
、Ｂは比較例である。比較例の場合、電解液に第３図か
られかるように、充電曲線は差異がないが、放電曲線は
電圧も低く、時間も嫂か一計とれに対して実施籠 で 例は放電曲線は醒圧も高く時間も長い。また第４図でわ
かるように、比較例では完成時に水素圧がしだいに上昇
し、放電時には水素圧が低下している。これに対して実
施例は水素圧の変化は少ないことがわかる。その理由＋
ｄ、比較例では、水素吸蔵金嘱が電解液にやや濡れはじ
めたために、水素の吸蔵および放出の速度が低下したの
に対し、本発明列では、そのようなことがおこっていな
いためであると考えられる。
実施列にかいて分離体に俟水処理を施さないで作成した
電池の充電試験の結果を第３図乃至第５図に示す。充電
・放電とも０．２Ｃ（２Ａ）で行゛ない、充゛成は５時
間とし、６０分間休重し、ついで放電はＩＶまでとした
。最初に放電試験の３サイクル目の結果を示す。第３図
は充放電曲線、第４図が透性内の水素圧力でＡが実施例
、Ｂは比較例である。比較例の場合、電解液に第３図か
られかるように、充電曲線は差異がないが、放電曲線は
電圧も低く、時間も嫂か一計とれに対して実施籠 で 例は放電曲線は醒圧も高く時間も長い。また第４図でわ
かるように、比較例では完成時に水素圧がしだいに上昇
し、放電時には水素圧が低下している。これに対して実
施例は水素圧の変化は少ないことがわかる。その理由＋
ｄ、比較例では、水素吸蔵金嘱が電解液にやや濡れはじ
めたために、水素の吸蔵および放出の速度が低下したの
に対し、本発明列では、そのようなことがおこっていな
いためであると考えられる。
次に１０サイクル目の端果を第５図に示す。これは５時
間先イしたあと、そのまま充電も放電も行なわない状態
で約１５時間放置したときの透性内の内圧の変化を示す
。人が実癩例Ｂが比較例である。Ｂでは充電の最初から
圧力が高く、かつ充電の准行（Ｃしたがって圧力が上昇
し、このときは３サイクル目の場合より上昇の速度が・
末い。放置状態において、やや圧力が低下し、やΔ膚で
一定値になるが、その値はかなり高いものになっている
。
間先イしたあと、そのまま充電も放電も行なわない状態
で約１５時間放置したときの透性内の内圧の変化を示す
。人が実癩例Ｂが比較例である。Ｂでは充電の最初から
圧力が高く、かつ充電の准行（Ｃしたがって圧力が上昇
し、このときは３サイクル目の場合より上昇の速度が・
末い。放置状態において、やや圧力が低下し、やΔ膚で
一定値になるが、その値はかなり高いものになっている
。
これに対してＡは３サイクル目の結果とｔｌとんど同一
で、放置状輻では短時間に、本来のＬａＮｉ５の常温に
おける乎衡欠索圧とほぼ等しい値にもどっている。すな
わち比較例では、水素１及蔵速１Ｗの低下のみならず、
吸蔵量自体も少なくなっているが、本発明例ではそのど
ちらも低下していないことを示している。
で、放置状輻では短時間に、本来のＬａＮｉ５の常温に
おける乎衡欠索圧とほぼ等しい値にもどっている。すな
わち比較例では、水素１及蔵速１Ｗの低下のみならず、
吸蔵量自体も少なくなっているが、本発明例ではそのど
ちらも低下していないことを示している。
以上、分離体としてニッケル焼結体にＰＴＦＥでゼ水処
理したものを例に示したが、このほかに先に述べたよう
に発泡メタルも使用可能であるし、’ｒｉ０２ ｐＡ１
２０３ｔＭｇｏ等の金属酸化物の微粉末、またはニッケ
ルないしは炭素等の粉末をＰ’ｒＦ’Ｅをバインダとし
て混合、混練し、これらをシート状に形成したものもが
水性と気体透過性とを有し、分離体として使用できる事
は甘うまでもない。
理したものを例に示したが、このほかに先に述べたよう
に発泡メタルも使用可能であるし、’ｒｉ０２ ｐＡ１
２０３ｔＭｇｏ等の金属酸化物の微粉末、またはニッケ
ルないしは炭素等の粉末をＰ’ｒＦ’Ｅをバインダとし
て混合、混練し、これらをシート状に形成したものもが
水性と気体透過性とを有し、分離体として使用できる事
は甘うまでもない。
第１図は本発明に係る金属酸化物・水素゛電池の醒池容
器の部分、第２図は本発明釦係る金属酸化物幸水素透性
の１池容器の部分斜視図、第３図乃至第５図は本発明に
係る金属酸化物・水素′電池の特性例を示す曲線図。 ■・・・４池容器、２・・・分離体、３・・・水素吸蔵
金属体。 第 １ 区
器の部分、第２図は本発明釦係る金属酸化物幸水素透性
の１池容器の部分斜視図、第３図乃至第５図は本発明に
係る金属酸化物・水素′電池の特性例を示す曲線図。 ■・・・４池容器、２・・・分離体、３・・・水素吸蔵
金属体。 第 １ 区
Claims (1)
- 金属・俊化物を正極活物質とし、水素を負極活物質とし
、アルカリ水溶液を電解液とした発電要素を備えた金属
轍化物・水素電池において、水素吸蔵金属体が電池容器
の内壁に設けられ、かつ前記水素吸蔵金属体は、前記発
電要素とポリテトラフルオロエチレンで 水処理の施さ
れた気体透過性を有する分離体を介して設けられている
事を特徴とする金属酸化物・水素電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57044502A JPS58163189A (ja) | 1982-03-23 | 1982-03-23 | 金属酸化物・水素電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57044502A JPS58163189A (ja) | 1982-03-23 | 1982-03-23 | 金属酸化物・水素電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58163189A true JPS58163189A (ja) | 1983-09-27 |
| JPH0472356B2 JPH0472356B2 (ja) | 1992-11-18 |
Family
ID=12693321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57044502A Granted JPS58163189A (ja) | 1982-03-23 | 1982-03-23 | 金属酸化物・水素電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58163189A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3959018A (en) * | 1972-11-27 | 1976-05-25 | Communications Satellite Corporation | Low pressure nickel hydrogen cell |
| JPS559389A (en) * | 1978-06-29 | 1980-01-23 | Yardney Electric Corp | Hydrogen electrode* electrochemical cell and rechargeable metallhydrogen battery |
| JPS5532729A (en) * | 1978-08-25 | 1980-03-07 | Toppan Printing Co Ltd | Hydrogen storing structure having electrode part |
-
1982
- 1982-03-23 JP JP57044502A patent/JPS58163189A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3959018A (en) * | 1972-11-27 | 1976-05-25 | Communications Satellite Corporation | Low pressure nickel hydrogen cell |
| JPS559389A (en) * | 1978-06-29 | 1980-01-23 | Yardney Electric Corp | Hydrogen electrode* electrochemical cell and rechargeable metallhydrogen battery |
| JPS5532729A (en) * | 1978-08-25 | 1980-03-07 | Toppan Printing Co Ltd | Hydrogen storing structure having electrode part |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0472356B2 (ja) | 1992-11-18 |
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