JPS60100382A - 密閉形ニツケル−水素蓄電池 - Google Patents
密閉形ニツケル−水素蓄電池Info
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- JPS60100382A JPS60100382A JP58208506A JP20850683A JPS60100382A JP S60100382 A JPS60100382 A JP S60100382A JP 58208506 A JP58208506 A JP 58208506A JP 20850683 A JP20850683 A JP 20850683A JP S60100382 A JPS60100382 A JP S60100382A
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- Japan
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- electrode
- battery
- negative electrode
- oxygen
- positive electrode
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/34—Gastight accumulators
- H01M10/345—Gastight metal hydride accumulators
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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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
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】
産業上の利用分野
本発明ｔよ密閉形アルカリ蓄電池、とくに密閉形ニッケ
ルー水素蓄電池に関するものであり、蓄電池の充電末期
に発生する酸素ガスを負極表面でイオン化させて電池内
圧の」二昇を防止しようとするものである。
ルー水素蓄電池に関するものであり、蓄電池の充電末期
に発生する酸素ガスを負極表面でイオン化させて電池内
圧の」二昇を防止しようとするものである。
従来例の構成とその問題点
一般に、密閉形蓄電池では充電終期又は過充電時に、正
極から酸素を、また負極から水素を発生する。したがっ
て、電池を完全密閉状態にしておけば充電終期には電池
内圧が上昇する。これを防止するため種々のガス消失手
段が用いられるがそのガス消失能力が圧力上昇を相殺し
得なくなると、漏液現象または安全弁が不動作の時には
電池破壊などが起こる。とくに充電電流が太きくなると
この傾向が著しい。
極から酸素を、また負極から水素を発生する。したがっ
て、電池を完全密閉状態にしておけば充電終期には電池
内圧が上昇する。これを防止するため種々のガス消失手
段が用いられるがそのガス消失能力が圧力上昇を相殺し
得なくなると、漏液現象または安全弁が不動作の時には
電池破壊などが起こる。とくに充電電流が太きくなると
この傾向が著しい。
そこで、アルカリ蓄電池の密閉化手段として次のような
方法が採られている。すなわち、一度生成した水素ガス
を吸収させることは困難であるが、酸素は負極で容易に
吸収されるので、正極が完全に充電された状態でも負極
には未充電部分が残存するようにし、正極で発生した酸
素を負極に吸収させて負極から水素を発生しないように
する方法である（一般にノイマン方式と云う）。たとえ
ば、Ｃｄ＋Ｏ→ＣｄＯ−■ Ｃｄ Ｏ＋ Ｈ２０→Ｃｄ（ＯＨ）２ −■（１） 、
（２） 、 （３）の反応が充電時に起こり、０式で
生成し／こＣｄに１．’ −、、、＋Ｅ極から発生する
酸素と反応してＣｄＯを生成する（■式）。このＣｄＯ
とＨ２Ｃが反応してＣｄ（Ｏｆ（）２を生成（０式）し
、このＣｄ（ＯＨ）２が再び０式の反応にかかわり、過
充電時に正極から発生する酸素を負極で吸収し、全体的
には電池内でガスバランスが取れている。
方法が採られている。すなわち、一度生成した水素ガス
を吸収させることは困難であるが、酸素は負極で容易に
吸収されるので、正極が完全に充電された状態でも負極
には未充電部分が残存するようにし、正極で発生した酸
素を負極に吸収させて負極から水素を発生しないように
する方法である（一般にノイマン方式と云う）。たとえ
ば、Ｃｄ＋Ｏ→ＣｄＯ−■ Ｃｄ Ｏ＋ Ｈ２０→Ｃｄ（ＯＨ）２ −■（１） 、
（２） 、 （３）の反応が充電時に起こり、０式で
生成し／こＣｄに１．’ −、、、＋Ｅ極から発生する
酸素と反応してＣｄＯを生成する（■式）。このＣｄＯ
とＨ２Ｃが反応してＣｄ（Ｏｆ（）２を生成（０式）し
、このＣｄ（ＯＨ）２が再び０式の反応にかかわり、過
充電時に正極から発生する酸素を負極で吸収し、全体的
には電池内でガスバランスが取れている。
このガス消失機構をニッケルー水素に適用した場合次の
ような問題点を発生した。すなわち、水素吸蔵電極（負
極）自体は材料によって、その触媒能力は異なるが、一
般に過充電時に正極から発生ずる酸素を効率」：＜ イ
オン化しにくい、したがって、酸素がガス状で発生し、
電池内圧を上昇させる。この問題点を解消するために電
極全体に触媒を添加する事を提案した（特開昭６ｌ−１
０３４２４）。
ような問題点を発生した。すなわち、水素吸蔵電極（負
極）自体は材料によって、その触媒能力は異なるが、一
般に過充電時に正極から発生ずる酸素を効率」：＜ イ
オン化しにくい、したがって、酸素がガス状で発生し、
電池内圧を上昇させる。この問題点を解消するために電
極全体に触媒を添加する事を提案した（特開昭６ｌ−１
０３４２４）。
しかし、全体に高価な触媒を添加する事はコスト面にお
いて大きな障害となっていた。また高率充電時には２０
ｍｙ／ｇ（合金）以上と多量の触媒を必要とするなどの
問題点がある。
いて大きな障害となっていた。また高率充電時には２０
ｍｙ／ｇ（合金）以上と多量の触媒を必要とするなどの
問題点がある。
発明の目的
本発明は上記のような欠点を除去した負極を用い、密閉
化を可能としたニッケルー水素蓄電池を提供することに
ある。
化を可能としたニッケルー水素蓄電池を提供することに
ある。
発明の構成
本発明は電解液にアルカリ水溶液を用い、セパレータを
介して酸化ニッケル極（正極）と接触する水素吸蔵電極
（負極）の表面に酸素をイオン化する触媒機能を有する
活性化層を形成させ、過充電時に正極から発生する酸素
と負極で生成する水素とを反応させて水に還元する機能
を作ることにより、負極のコスト低減と高率充電を可能
とするものである。
介して酸化ニッケル極（正極）と接触する水素吸蔵電極
（負極）の表面に酸素をイオン化する触媒機能を有する
活性化層を形成させ、過充電時に正極から発生する酸素
と負極で生成する水素とを反応させて水に還元する機能
を作ることにより、負極のコスト低減と高率充電を可能
とするものである。
実施例の説明
以下本発明をその実施例により説明する。
〔実施例１〕
純度９９．５％以上の市販のチタンとニッケルとを両者
の原子比が２：１になるよう秤量し、その混合物約３０
１ｉ１をアーク溶解炉に入れ、１０−６〜１０ ”ｒｏ
ｒｒまで真空吸引した後、アルゴンガスを流し、次に減
圧状態でアークを飛ばして溶解させた。出来／こボタン
状合金を振動ミルなどで微粉砕した。この合金粉末をペ
ースト状にして発泡状金属多孔体の内部に充てんし、１
０〜１゜Ｔｏｒｒの減圧下のもと９５０℃の温度で２時
間焼結し、さらに１ｔｏｎ／ｃＪの圧力で加圧してリー
ドを数例は多孔性電極とした。電極形状３９悲Ｘ１５７
１１ｍ、、厚さｏ 、 ｓ ｍｒｒｂとした。電極表面
には白金相体付アセチレンブラックを薄く塗布した。今
回は水素吸蔵合金１ｇに対して１．（ＭｉＩのｐｔ触媒
を用いた。
の原子比が２：１になるよう秤量し、その混合物約３０
１ｉ１をアーク溶解炉に入れ、１０−６〜１０ ”ｒｏ
ｒｒまで真空吸引した後、アルゴンガスを流し、次に減
圧状態でアークを飛ばして溶解させた。出来／こボタン
状合金を振動ミルなどで微粉砕した。この合金粉末をペ
ースト状にして発泡状金属多孔体の内部に充てんし、１
０〜１゜Ｔｏｒｒの減圧下のもと９５０℃の温度で２時
間焼結し、さらに１ｔｏｎ／ｃＪの圧力で加圧してリー
ドを数例は多孔性電極とした。電極形状３９悲Ｘ１５７
１１ｍ、、厚さｏ 、 ｓ ｍｒｒｂとした。電極表面
には白金相体付アセチレンブラックを薄く塗布した。今
回は水素吸蔵合金１ｇに対して１．（ＭｉＩのｐｔ触媒
を用いた。
第１図は本発明の負極板の特性を試験するために製作し
た電極構成であり、第２図は電極等電池構成物り！■を
渦巻状にする状態図である。第３図はその電極等を電池
内に配置した断面である。１は上記の方法によって製作
した水素吸蔵合金よりなる負極板で°、その表面に触媒
層２が形成されている。
た電極構成であり、第２図は電極等電池構成物り！■を
渦巻状にする状態図である。第３図はその電極等を電池
内に配置した断面である。１は上記の方法によって製作
した水素吸蔵合金よりなる負極板で°、その表面に触媒
層２が形成されている。
電池容歌として２Ａｈが取り出せる様に正極（ＮｉＯＯ
Ｈ極）と組合せＬｉＯＨを含むアルカリ電解液を注入し
、女全弁（１０気圧以上作動）をもった単２ザイズの密
閉形電池を構成した。
Ｈ極）と組合せＬｉＯＨを含むアルカリ電解液を注入し
、女全弁（１０気圧以上作動）をもった単２ザイズの密
閉形電池を構成した。
この電池を１ 、ＯＯＯｍ、Ａ （約０．５０）と４０
Ｑ ｔｒｔＡ（約０．２０）で充電した時の電池内圧の
変化を第４図に示す。従来型負極として、負極表面に活
性化層を形成させない場合と比較した。充電電流値１
、ＯＯＯｍ、Ａ 、 ４００ ｍＡにおける従来形電池
Ｂ。
Ｑ ｔｒｔＡ（約０．２０）で充電した時の電池内圧の
変化を第４図に示す。従来型負極として、負極表面に活
性化層を形成させない場合と比較した。充電電流値１
、ＯＯＯｍ、Ａ 、 ４００ ｍＡにおける従来形電池
Ｂ。
ｂに対して本発明形電池Ａ 、 ａははるかに電池内圧
が低い６Ｂの電池内圧は約４時間充電後１ｏＫｇ／ｃｓ
ｆを越えるのに対してＡは５にηｄ以下である。Ａの内
圧が再び降下するのは電池的温度が上昇するため、酸素
のイオン化反応がより促進されるためである。またｂの
電池内圧は約７時間充電後７Ｋｇ／ｃｔｌを越えるのに
対してｄは３ Ｋｇ／ｃｒＡ以下であるＯ 従来のように電極全体に白金触媒を添加すると合金１ｇ
に対して白金触媒を６０ ｙｎ、Ａ／ ｇ（６００ｍＡ
に相当）に対して５■以上を必要と［７ていたが、電極
の表面のみに触媒層を形成させるだけで約μ程度の触媒
でも電池内のガス圧を押さえることができる点から電池
のコストを大幅に下げることができる。電極表面にのみ
多くの量を形成させているため、電極表面（液と固体の
境界部）での触媒作用が強く働くものと考えられる。
が低い６Ｂの電池内圧は約４時間充電後１ｏＫｇ／ｃｓ
ｆを越えるのに対してＡは５にηｄ以下である。Ａの内
圧が再び降下するのは電池的温度が上昇するため、酸素
のイオン化反応がより促進されるためである。またｂの
電池内圧は約７時間充電後７Ｋｇ／ｃｔｌを越えるのに
対してｄは３ Ｋｇ／ｃｒＡ以下であるＯ 従来のように電極全体に白金触媒を添加すると合金１ｇ
に対して白金触媒を６０ ｙｎ、Ａ／ ｇ（６００ｍＡ
に相当）に対して５■以上を必要と［７ていたが、電極
の表面のみに触媒層を形成させるだけで約μ程度の触媒
でも電池内のガス圧を押さえることができる点から電池
のコストを大幅に下げることができる。電極表面にのみ
多くの量を形成させているため、電極表面（液と固体の
境界部）での触媒作用が強く働くものと考えられる。
〔実施例２〕
実施例１と同じ方法で製造したＴ ｉ ２Ｎ １合金粉
末に、フッ素樹脂（結着剤）粉末、または分散液とよく
混合し、この混合物を発泡状金属多孔体の内部に充てん
し、２５０℃の温度で不活性雰囲気中において熱処理し
た後、その表面に白金相体付アセチレンブラックを薄く
塗布した。実施例１と同様に水素吸蔵合金１ｇに対して
１．０ｍｇのｐｔ触媒量になるように調整した。その後
１ｔｏａ】／ｃｎｉの圧力で加圧してリードを取付は多
孔性無焼結電極とした。電極の大きさ、厚さに、実施例
１と同じとした０ より この場合の容量が１．ｓＡｈ と少し実施例！い少なか
ったが、７５０ ｔｒｒ、Ａ 、 ３００ ｍ、Ａ充電
時にオイて従来形電池では１ｏ Ｋｇ／ｃｎｆ 、 ５
Ｋｑ／ｃｎｌを越えるのに対して、本発明形電池は５
Ｋｇ／ｃｎｌ 、 ３ ｋｇ／ａｉｌ以下と低い直を
示し／こ。
末に、フッ素樹脂（結着剤）粉末、または分散液とよく
混合し、この混合物を発泡状金属多孔体の内部に充てん
し、２５０℃の温度で不活性雰囲気中において熱処理し
た後、その表面に白金相体付アセチレンブラックを薄く
塗布した。実施例１と同様に水素吸蔵合金１ｇに対して
１．０ｍｇのｐｔ触媒量になるように調整した。その後
１ｔｏａ】／ｃｎｉの圧力で加圧してリードを取付は多
孔性無焼結電極とした。電極の大きさ、厚さに、実施例
１と同じとした０ より この場合の容量が１．ｓＡｈ と少し実施例！い少なか
ったが、７５０ ｔｒｒ、Ａ 、 ３００ ｍ、Ａ充電
時にオイて従来形電池では１ｏ Ｋｇ／ｃｎｆ 、 ５
Ｋｑ／ｃｎｌを越えるのに対して、本発明形電池は５
Ｋｇ／ｃｎｌ 、 ３ ｋｇ／ａｉｌ以下と低い直を
示し／こ。
また、貴金属触媒の他に金属触媒（たとえばニッケル、
コバルト、など）なども使用可能であるが、貴金属触媒
と比べて１０倍以上の添加重量が必要であるが、高率充
電をしない場合は非常に効果がある。
コバルト、など）なども使用可能であるが、貴金属触媒
と比べて１０倍以上の添加重量が必要であるが、高率充
電をしない場合は非常に効果がある。
本実施例では触媒層として白金を採用し／こが、他の貴
金属片虫媒パラジウム２ルテニウム、ロジウム、銀２な
どの単体又は２種以上の混合触媒を併用することも同様
な効果がある。丑たＮｉ、ＣｏやＣｕ等の金属も効果が
ある。
金属片虫媒パラジウム２ルテニウム、ロジウム、銀２な
どの単体又は２種以上の混合触媒を併用することも同様
な効果がある。丑たＮｉ、ＣｏやＣｕ等の金属も効果が
ある。
発明の効果
以上の様に、本発明は、過充電時の電池内圧を抑制し安
全に利用出来る他に大幅なコストダウンになる密閉形ニ
ッケルー水素蓄電池である。
全に利用出来る他に大幅なコストダウンになる密閉形ニ
ッケルー水素蓄電池である。
第１図は本発明の一実施例の蓄電池における電極構成を
示す断面図、第２図は第１図の電極等電池構成物質を巻
きはじめる時の状態図、第３図は電極等電池構成物質を
渦巻状に円筒形缶に内蔵した状態断面図、第４図は実施
例１の密閉形電池充電時の内圧変化を示す特性図である
。 １・・・・水素吸蔵電極（正極）、２・・・・・触媒活
性層、３・・・・負極、４・・川・セパレータ、６・・
・・・・電槽。
示す断面図、第２図は第１図の電極等電池構成物質を巻
きはじめる時の状態図、第３図は電極等電池構成物質を
渦巻状に円筒形缶に内蔵した状態断面図、第４図は実施
例１の密閉形電池充電時の内圧変化を示す特性図である
。 １・・・・水素吸蔵電極（正極）、２・・・・・触媒活
性層、３・・・・負極、４・・川・セパレータ、６・・
・・・・電槽。
Claims (1)
- 電解液にアルカリ水溶液を用い、セパレータを介して酸
化ニッケル極（正極）と接触する水素吸蔵電極（負極）
の表面に酸素をイオン化する触媒機能を有する活性化層
を形成させ、過充電時に前記正極から発生する酸素と前
記負極で生成する水素とを反応させて水に還元すること
を特徴とする密閉形ニッケルー水素蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58208506A JPS60100382A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | 密閉形ニツケル−水素蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58208506A JPS60100382A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | 密閉形ニツケル−水素蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60100382A true JPS60100382A (ja) | 1985-06-04 |
Family
ID=16557282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58208506A Pending JPS60100382A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | 密閉形ニツケル−水素蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60100382A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6149384A (ja) * | 1984-08-17 | 1986-03-11 | Sanyo Electric Co Ltd | 金属−水素アルカリ蓄電池 |
| JPS61187088A (ja) * | 1985-02-14 | 1986-08-20 | 株式会社東芝 | 乗継券の発行，改札方法及び改札機 |
| JPS62295353A (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉形ニツケル−水素蓄電池 |
| JPS63148548A (ja) * | 1986-12-10 | 1988-06-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉形アルカリ蓄電池用負極の製造法 |
| JPS63158747A (ja) * | 1986-12-22 | 1988-07-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ペ−スト式カドミウム負極 |
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| US4994334A (en) * | 1989-02-28 | 1991-02-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Sealed alkaline storage battery and method of producing negative electrode thereof |
| JPH05205768A (ja) * | 1992-01-29 | 1993-08-13 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 水素吸蔵電極 |
| US5250369A (en) * | 1989-02-23 | 1993-10-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Alkaline storage battery |
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| WO2020171112A1 (ja) | 2019-02-22 | 2020-08-27 | Fdk株式会社 | アルカリ二次電池 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58163157A (ja) * | 1982-03-23 | 1983-09-27 | Toshiba Corp | 金属酸化物・水素電池 |
-
1983
- 1983-11-07 JP JP58208506A patent/JPS60100382A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS58163157A (ja) * | 1982-03-23 | 1983-09-27 | Toshiba Corp | 金属酸化物・水素電池 |
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