JPS5944748B2 - チクデンチ - Google Patents
チクデンチInfo
- Publication number
- JPS5944748B2 JPS5944748B2 JP50150304A JP15030475A JPS5944748B2 JP S5944748 B2 JPS5944748 B2 JP S5944748B2 JP 50150304 A JP50150304 A JP 50150304A JP 15030475 A JP15030475 A JP 15030475A JP S5944748 B2 JPS5944748 B2 JP S5944748B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- hydrogen
- discharge capacity
- capacity density
- timn
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- 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
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は酸素と陰極に貯蔵されている水素との電気化学
的反応により電気エネルギーを発生する蓄電池に関し、
特にその陰極の改良に関する。
的反応により電気エネルギーを発生する蓄電池に関し、
特にその陰極の改良に関する。
従来、鉛一酸化鉛、ニッケル−カドミウム等の蓄電池が
知られているが、これらの蓄電池は酸化物電極を持つた
めに、重量または容積の単位当りのエネルギー貯蔵容量
が比較的低い。そこで上記エネルギー貯蔵容量の向上を
図るために、陰極として、水素を吸蔵する電極が提案さ
れている。例えば、特公昭４９−２５１３５号にはＴｉ
Ｎｉ系合金からなる陰極が提案されている。しかし、従
来のこの種陰極は放電容量密度がまだ＋、分とは云えな
い。またＴｉＮｉ系合金を水素化するのに高温・高圧を
必要とする。従つて、放電容量密度が大きく製造条件が
比較的容易な材料が望まれていた。そこで、もつと安価
に製造でき、容易に水素を吸蔵でき、しかも水素吸蔵能
の大きな材料であるＴｉＭｎ系合金が提案されている。
しかしＴｉＭｎ系合金は電気化学的には殆んど不活性で
あり、わずカルか水素を吸蔵しない欠点を持つている。
本発明の目的は、このＴｉＭｎ系合金に第３元素として
、ＴｉＭｎ合金中のＭｎと全率固溶体を作る金属を添加
することにより、電気化学的に、水素を容易に吸蔵・放
出することができ、かつ放出時にアルカリ性電解液中で
水素の電気化学的酸化を促進させて水にする水素吸蔵電
極を提供することである。即ち、本発明による水素吸蔵
電極は、単体材料のうち、比較的安価で且つ水素吸蔵の
大きいＴｉＭｎに、Ｍｎと全率固溶体をつくる金属例え
ば、Ｃｏ、Ｃｕ、、Ｚｒ、Ｖ、、Ｆｅ、、Ｎｉ、、Ｃｒ
、、Ｍｏなどを適当量添加して合金化したものであり、
その化学組成はＭｎと全率固溶、体をつくる金属が５〜
４５重量％占め残部が実質的にＴｉＭｎ合金から成つて
いる。第１図は各合金組成における水素吸蔵量を示しこ
の場合は常温で、比較的高圧力の水素ガス雰囲気中で吸
蔵させた水素量である。
知られているが、これらの蓄電池は酸化物電極を持つた
めに、重量または容積の単位当りのエネルギー貯蔵容量
が比較的低い。そこで上記エネルギー貯蔵容量の向上を
図るために、陰極として、水素を吸蔵する電極が提案さ
れている。例えば、特公昭４９−２５１３５号にはＴｉ
Ｎｉ系合金からなる陰極が提案されている。しかし、従
来のこの種陰極は放電容量密度がまだ＋、分とは云えな
い。またＴｉＮｉ系合金を水素化するのに高温・高圧を
必要とする。従つて、放電容量密度が大きく製造条件が
比較的容易な材料が望まれていた。そこで、もつと安価
に製造でき、容易に水素を吸蔵でき、しかも水素吸蔵能
の大きな材料であるＴｉＭｎ系合金が提案されている。
しかしＴｉＭｎ系合金は電気化学的には殆んど不活性で
あり、わずカルか水素を吸蔵しない欠点を持つている。
本発明の目的は、このＴｉＭｎ系合金に第３元素として
、ＴｉＭｎ合金中のＭｎと全率固溶体を作る金属を添加
することにより、電気化学的に、水素を容易に吸蔵・放
出することができ、かつ放出時にアルカリ性電解液中で
水素の電気化学的酸化を促進させて水にする水素吸蔵電
極を提供することである。即ち、本発明による水素吸蔵
電極は、単体材料のうち、比較的安価で且つ水素吸蔵の
大きいＴｉＭｎに、Ｍｎと全率固溶体をつくる金属例え
ば、Ｃｏ、Ｃｕ、、Ｚｒ、Ｖ、、Ｆｅ、、Ｎｉ、、Ｃｒ
、、Ｍｏなどを適当量添加して合金化したものであり、
その化学組成はＭｎと全率固溶、体をつくる金属が５〜
４５重量％占め残部が実質的にＴｉＭｎ合金から成つて
いる。第１図は各合金組成における水素吸蔵量を示しこ
の場合は常温で、比較的高圧力の水素ガス雰囲気中で吸
蔵させた水素量である。
第２図は各合金組成における放電容量密度を示す。まず
、ＴｉＭｎ合金単独の水素吸蔵量２７ＯＣＣ／ｙである
が、そこに第３元素として、Ｃｏ、、Ｃｕ、、Ｆｅ、、
Ｎｉ）Ｃｒを添加して行くと、水素吸蔵能は逆に低下す
る。第３元素の添加によるガス状水素の吸蔵能の向上は
認められないが、第２図の各合金組成における放電容量
密度の関係から明らかな様に、第３元素の添加により電
気化学的に水素を吸蔵・放出し、その水素が電気化学的
酸化・還元反応に関与している事がわかつた。即ち、Ｔ
ｉＭｎ合金単独では電気化学的に殆んど水素を吸蔵放出
しないが、Ｍｎと全率固溶体を作る金属を添加する事に
より水素の吸蔵・放出を容易にし、放電容量密度Ａｈ／
、が増加し、ある範囲で最大値を示し、また徐々に低下
する。この第３元素としては、特に吸熱形水素吸収金属
が望ましい。これらの金属はＴｉＭｎ合金中のＭｎと全
率固溶体を作るからである。このような第３元素として
は、ＣＯ，．Ｃｕ、Ｆｅ，．Ｎｉ，．Ｃｒ，．ＭＯ，．
Ｚｒ等が上げられる。この中でもＣＯ．Ｃｕが比較的放
電容量密度が大きく、Ｆｅ．Ｎｉも最大０．２Ａｈ／７
以上を示す。Ｃｒはあまり大きくない。アルカリ蓄電池
用陰極としての放電容量密度は、少なくとも０．３Ａｈ
／７以上でないと、実用電池としての特徴がない。
、ＴｉＭｎ合金単独の水素吸蔵量２７ＯＣＣ／ｙである
が、そこに第３元素として、Ｃｏ、、Ｃｕ、、Ｆｅ、、
Ｎｉ）Ｃｒを添加して行くと、水素吸蔵能は逆に低下す
る。第３元素の添加によるガス状水素の吸蔵能の向上は
認められないが、第２図の各合金組成における放電容量
密度の関係から明らかな様に、第３元素の添加により電
気化学的に水素を吸蔵・放出し、その水素が電気化学的
酸化・還元反応に関与している事がわかつた。即ち、Ｔ
ｉＭｎ合金単独では電気化学的に殆んど水素を吸蔵放出
しないが、Ｍｎと全率固溶体を作る金属を添加する事に
より水素の吸蔵・放出を容易にし、放電容量密度Ａｈ／
、が増加し、ある範囲で最大値を示し、また徐々に低下
する。この第３元素としては、特に吸熱形水素吸収金属
が望ましい。これらの金属はＴｉＭｎ合金中のＭｎと全
率固溶体を作るからである。このような第３元素として
は、ＣＯ，．Ｃｕ、Ｆｅ，．Ｎｉ，．Ｃｒ，．ＭＯ，．
Ｚｒ等が上げられる。この中でもＣＯ．Ｃｕが比較的放
電容量密度が大きく、Ｆｅ．Ｎｉも最大０．２Ａｈ／７
以上を示す。Ｃｒはあまり大きくない。アルカリ蓄電池
用陰極としての放電容量密度は、少なくとも０．３Ａｈ
／７以上でないと、実用電池としての特徴がない。
ＴｉＭｎｌ−ＸＭｘ（Ｍは第３元素）合金においては、
Ｘの値が０．０８〜０．８まで、即ち５〜４５重量％の
間が有効な合金組成範囲であり、上記条件を十分に満す
ことができる。ただＣｒを添加した場合は、放電容量密
度が０．２Ａｈ／７以下であまり実用的ではないと考え
られる。なお、一般には合金中に少量の不可避な不純物
を含んでいることがあるが、これは問題にならない。以
下、具体例を似つて本発明を更に詳細に説明する。
Ｘの値が０．０８〜０．８まで、即ち５〜４５重量％の
間が有効な合金組成範囲であり、上記条件を十分に満す
ことができる。ただＣｒを添加した場合は、放電容量密
度が０．２Ａｈ／７以下であまり実用的ではないと考え
られる。なお、一般には合金中に少量の不可避な不純物
を含んでいることがあるが、これは問題にならない。以
下、具体例を似つて本発明を更に詳細に説明する。
実施例
市販のチタン、マンガン、及び銅、コバルト、鉄、ニツ
ケル、クロームの高純度の金属を使用し、第１〜２図に
示す合金組成になる様に秤量混合し、アーク溶解炉中に
入れて１０−４〜−５Ｔ０ｒｒまで真空吸引し、その後
にＡｒガスを流し、ついで加熱溶解させた。
ケル、クロームの高純度の金属を使用し、第１〜２図に
示す合金組成になる様に秤量混合し、アーク溶解炉中に
入れて１０−４〜−５Ｔ０ｒｒまで真空吸引し、その後
にＡｒガスを流し、ついで加熱溶解させた。
試料は数回反転させ、合金組成の均質化を図つた。こう
して得たボタン状の試料をアルゴン気流中のドライボツ
クス中で粉砕し、耐圧反応容器に充てんした後、前記耐
圧反応容器内から内部のガスを吸引除去し（１０−４〜
−５Ｔ０ｒｒまで真空）、次いで水素ボンベより高純度
ガスを反応容器内に送入して５〜２０ｋ９／Ｃｒｉの一
定圧力に保持し、水素吸蔵温度で一定体積中の圧力変化
により水素吸蔵量を測定した。その結果は第１図に示す
通りである。次にこの水素化した粉末状の合金から完全
に水素を抜き取る。そしてこの合金粉末を篩分けし、数
μ〜１０数μまでの粉末粒子に熱分解性物質（例えば、
硫酸ソーダー、リン酸ソーダー、ポリビニルアルコール
等）を数％〜数１０％加え集電用ニッケルネットを埋設
した状態にして圧縮成型し、真空中で８００〜８５０℃
の温度で数時間焼結した後、固着剤を除去して多孔性の
合金を製作した。この多孔性合金成型体を電極にし、放
電容量密度を測定した。その測定は放電電流と時間、及
び試料電極の重量より、Ａｈ／７を算出した。
して得たボタン状の試料をアルゴン気流中のドライボツ
クス中で粉砕し、耐圧反応容器に充てんした後、前記耐
圧反応容器内から内部のガスを吸引除去し（１０−４〜
−５Ｔ０ｒｒまで真空）、次いで水素ボンベより高純度
ガスを反応容器内に送入して５〜２０ｋ９／Ｃｒｉの一
定圧力に保持し、水素吸蔵温度で一定体積中の圧力変化
により水素吸蔵量を測定した。その結果は第１図に示す
通りである。次にこの水素化した粉末状の合金から完全
に水素を抜き取る。そしてこの合金粉末を篩分けし、数
μ〜１０数μまでの粉末粒子に熱分解性物質（例えば、
硫酸ソーダー、リン酸ソーダー、ポリビニルアルコール
等）を数％〜数１０％加え集電用ニッケルネットを埋設
した状態にして圧縮成型し、真空中で８００〜８５０℃
の温度で数時間焼結した後、固着剤を除去して多孔性の
合金を製作した。この多孔性合金成型体を電極にし、放
電容量密度を測定した。その測定は放電電流と時間、及
び試料電極の重量より、Ａｈ／７を算出した。
なお、ＴｉＭｎｌ−ＸＭｘ（Ｍは第３元素）を水素化し
て粉末化する事なく機械的に粉砕し、数μ〜数１０μに
篩分けして試料にする事も出来る。
て粉末化する事なく機械的に粉砕し、数μ〜数１０μに
篩分けして試料にする事も出来る。
この場合は合金粉末を固着剤と混合し、圧縮成型、真空
焼結して、多孔体を製作する。またこの場合は初期活性
として、焼結後の冷却する時に水素』−囲気中ですべて
水素を吸蔵させる。また強度が弱いようであれば、再度
粉砕して、固着剤を添加してつくる事も出来る。電極体
の補強とリード線はニツケルネツトを内部に挿入する事
により行つた。この様にして製作された電極を陰極に用
い、酸化ニツケル電極を陽極に用い、それぞれアルカリ
電解質中に浸漬して構成した電池を第３図に示す。図に
おいて、１は陰極、２は陽極、３はアルカリ電解液、４
はセパレータ、５は電槽である。この電池を充放電した
結果、次のようなことがわかつた。すなわち第２図でわ
かる様に、合金ＴｉＭｎ単独の場合は放電容量密度が非
常に小さいが、第３元素（ＣＯ．Ｃｕ，．Ｆｅ，．Ｎｉ
，．Ｃｒ，．ＭＯｌＺｒ等）の添加量の増加により放電
容量密度は増加する。ＣＯの場合はＴｉＭｎＯ．８ＣＯ
Ｏ．２の合金組成において０．４５Ａｈ／ｙまで上昇す
る。Ｃｕでは、ＴｉＭｎＯ．７ＣｕＯ．３の合金組成に
おいて０．４０Ａｈ／７まで上昇する。Ｎｉ．Ｆｅの場
合は０．３５Ａｈ／７、０．３０Ａｈ／７までそれぞれ
上昇する。４５重量％以上の合金組成になると、放電容
量密度は小さくなる。
焼結して、多孔体を製作する。またこの場合は初期活性
として、焼結後の冷却する時に水素』−囲気中ですべて
水素を吸蔵させる。また強度が弱いようであれば、再度
粉砕して、固着剤を添加してつくる事も出来る。電極体
の補強とリード線はニツケルネツトを内部に挿入する事
により行つた。この様にして製作された電極を陰極に用
い、酸化ニツケル電極を陽極に用い、それぞれアルカリ
電解質中に浸漬して構成した電池を第３図に示す。図に
おいて、１は陰極、２は陽極、３はアルカリ電解液、４
はセパレータ、５は電槽である。この電池を充放電した
結果、次のようなことがわかつた。すなわち第２図でわ
かる様に、合金ＴｉＭｎ単独の場合は放電容量密度が非
常に小さいが、第３元素（ＣＯ．Ｃｕ，．Ｆｅ，．Ｎｉ
，．Ｃｒ，．ＭＯｌＺｒ等）の添加量の増加により放電
容量密度は増加する。ＣＯの場合はＴｉＭｎＯ．８ＣＯ
Ｏ．２の合金組成において０．４５Ａｈ／ｙまで上昇す
る。Ｃｕでは、ＴｉＭｎＯ．７ＣｕＯ．３の合金組成に
おいて０．４０Ａｈ／７まで上昇する。Ｎｉ．Ｆｅの場
合は０．３５Ａｈ／７、０．３０Ａｈ／７までそれぞれ
上昇する。４５重量％以上の合金組成になると、放電容
量密度は小さくなる。
この様に、放電容量密度０．３Ａｈ／７〜０．４５Ａｈ
／７は蓄電池の電極に使用するに極めて有利である。ま
た合金材料も比較的安価であり、水素吸蔵速度も早く、
容易に水素化が可能である。この様に本発明によれば、
高い可逆容量について実用上重要な効果が得られる。
／７は蓄電池の電極に使用するに極めて有利である。ま
た合金材料も比較的安価であり、水素吸蔵速度も早く、
容易に水素化が可能である。この様に本発明によれば、
高い可逆容量について実用上重要な効果が得られる。
Ｎｉ添加の場合は特に５〜３０重量％が望ましい。Ｆｅ
添加の場合は特に１０重量％附近が望ましい。
添加の場合は特に１０重量％附近が望ましい。
第１図は各合金組成における水素吸蔵量を示す図、第２
図は各合金組成における放電容量密度を示す図、第３図
は本発明の一実施例における蓄電池の略図である。 １・・・・・・陰極、２・・・・・・陽極、３・・・・
・・電解液。
図は各合金組成における放電容量密度を示す図、第３図
は本発明の一実施例における蓄電池の略図である。 １・・・・・・陰極、２・・・・・・陽極、３・・・・
・・電解液。
Claims (1)
- １ 電気化学的に水素を吸蔵・放出する合金からなる陰
極と、正極と、アルカリ電解液とを備え、前記合金がＴ
ｉＭｎ合金にそのＭｎと全率固溶体をつくる金属を含有
させた合金であることを特徴とする蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50150304A JPS5944748B2 (ja) | 1975-12-16 | 1975-12-16 | チクデンチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50150304A JPS5944748B2 (ja) | 1975-12-16 | 1975-12-16 | チクデンチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5273342A JPS5273342A (en) | 1977-06-20 |
| JPS5944748B2 true JPS5944748B2 (ja) | 1984-10-31 |
Family
ID=15494069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50150304A Expired JPS5944748B2 (ja) | 1975-12-16 | 1975-12-16 | チクデンチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5944748B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63175140U (ja) * | 1986-12-03 | 1988-11-14 | ||
| JPH02421Y2 (ja) * | 1985-04-16 | 1990-01-08 | ||
| JPH0627636Y2 (ja) * | 1987-04-28 | 1994-07-27 | 日東電工株式会社 | 両面粘着テ−プ |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5738568A (en) * | 1980-08-20 | 1982-03-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Air-tight alkali storage battery |
| JPS57148883A (en) * | 1981-03-10 | 1982-09-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Sealed alkaline cell |
| JPS59181460A (ja) * | 1983-03-31 | 1984-10-15 | Res Dev Corp Of Japan | 金属水素化物電極 |
| JPS60241652A (ja) * | 1984-05-16 | 1985-11-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 金属水素化物を用いた電気化学用電極 |
| JPH061695B2 (ja) * | 1985-06-17 | 1994-01-05 | 三洋電機株式会社 | 水素吸蔵電極 |
| JPH0648623B2 (ja) * | 1985-10-16 | 1994-06-22 | 三洋電機株式会社 | 水素吸蔵電極 |
-
1975
- 1975-12-16 JP JP50150304A patent/JPS5944748B2/ja not_active Expired
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02421Y2 (ja) * | 1985-04-16 | 1990-01-08 | ||
| JPS63175140U (ja) * | 1986-12-03 | 1988-11-14 | ||
| JPH0627636Y2 (ja) * | 1987-04-28 | 1994-07-27 | 日東電工株式会社 | 両面粘着テ−プ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5273342A (en) | 1977-06-20 |
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