JPS60109183A - 密閉形ニッケル−水素蓄電池 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は密閉形アルカリ蓄電池、とくに密閉形ニッケル
ー水７（、ｌ’ｉＩｉ電ｉ’ｌハに関するものであり、
蓄電池の充電来期にツ１）生ずる酸素を負極表面で吸収
さｌ−て電池内圧の−ｊ二昇を防ぐものである。

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、寸だ負極から水素を発生ずる。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神／ｚのガス消
失手段が用いられるが、そのガス消失ｆＪｉ：力が圧力
上昇を相殺し得なくなると、漏液現象７または安全弁が
不動作の時には電池破壊などの現象が起こる。とくに充
電電流が大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、正極と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
負極に吸収さぜて負極から水素を発生しないようにする
方法で充電 Ｃｄ（ＯＨ）２　＋２　ｅ　−〉２０Ｈ＋　Ｃｄ　・・
・（１）充電 ＣｄＯ＋ＨＯ−−り　Ｃｄ（ＯＨ）２　・・にＩ）（１
）　、　（２）　、　（３）式の反応が充電時に起こり
、（１１式で生成したＣｄは正極から発生ずる酸素と反
応Ｌ７てＣｄ−０を生成する（２式）。このＣｄＯとＩ
−■２０か反応してｃｄ（ＯＨ）２を生成（３式）し、
このＣｄ（ＯＨ）２が再び（１）式の反応にあつかり、
過充電時に正極から発生する酸素を負極で吸収し、１″
、体場合つぎのような問題点を発生した。すなわち、Ｔ
ｉ系の水素吸蔵電極（負極）自体は比較的触媒能力が低
く、過充電時に正極から発生ずる酸−（・コを効率よく
イオン化しにくい。したがって、酸素が一部ガス状で発
生し、電池内圧を上昇させる。この問題点を解消する／
こめに電極全体に触媒を添加する事を提案した（′１冒
〕１〕昭５１−１０３４２４　）。

しかし、全体に高価ろ：触媒を添加する４工はコスト面
において大きな閾−害となっていた。一方布土類１′目
イ・の電極も提案されているカミ同様の理由から実用化
が難かしい。

い、低コス］・化と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。

発明の構成 電解液にアルカリ水溶液を用いる密閉形蓄電池において
、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）の表面に希土類系酸化物あるい
はその合金微粉末単独また（ｆ；Ｊ：活性化触媒（貴金
属・金属系触媒）との混合物層を形成させ、過充電時に
上記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持／こぜることにより、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 純度９９．６％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」：う秤ｉｔｉ：　Ｌ、ぞの混
合物層３０．７をアーク溶解炉に入１１　、力・内全体
を１０〜１０　Ｔｏｒｒ　丑で真空吸引した後、アルゴ
ンガスを流し、次にアルゴンガス？Ｃ含む減圧状態でア
ーク放電にまり晶温度を発生させ合金に一’ｉを溶解さ
せて合金化した。出来たボタ／状合金を振動ミルなどで
細かく粉砕した。この合金粉末に溶媒を添加してペース
ト状として、発泡状金属多孔体の内部に充てんし、加圧
した後１ｏ−３〜１Ｏ−４Ｔｏｒｒの減圧下のもと９５
０″Ｃの温度で２　ｕ：３間ヅ４Ｗ結し、さらに１ｔｏ
ｎ／ｃ＋＋）の圧力で加圧してリード？に取（ｑけ水素
吸蔵電極とした。電極大きさ４０　ｎ１ｌｌｌ　Ｘ６０
Ｉｎｍ　＋厚さｉ　ｍｍとした。さらに電極表面にＶ」
、４）土類の酸化物としてＬ　ａ　２０３　、希虫類系
合金としてＬａＮ’ｉ５ｉだこれら化合物と少量混合す
る貴金属触媒として白金を用いた。

第１図は本発明の水素吸蔵電極（負極）のイ１゛へ成を
示したものである。水素吸蔵合金多孔体１の表面に触媒
層２が形成されている。第２図はこの負極の特性を試験
−ｊ−るために製作した密閉形アルカリ蓄電池の側１４
ｆｔ面図ａおよび正断面図すである。

セパレーク５を介して正極（Ｎ　ｉ　ＯＯＨ極）４と負
極３を複数枚ＸＪ’？　ｉｆ＜ねて単電池を構成した。

電槽７に幻：１気圧」メ上電池内圧力が上昇すると働く
安全弁８を取り（＝Ｊす／ｊ、ｊ各電極にはリード端子
６があり、電槽夕１の■り端子に接続されている。正極
５条 枚、負極６枚を用い、放電ｙ景ｓＡｈの蓄電池とした。

第３図は、この蓄電池の特性、充電時の電池内圧力の」
二拓１を従来型と比較を示すものである。

まず、希土類の酸化物（Ｌａ２０３）の微粉末をフッ素
樹脂を結着剤とするペーストを電極表面に薄く塗布し、
真空中で２５０’Ｃの温度で熱処理した電極をＡとする
。″）：＼゛に水素で活性化（微粒子化）したＬ　ａ　
Ｎ　ｉ　５合金粉末をＡと同様な処理を施した電極をＢ
とする＋、＋−：ｌ、た、希土類酸化物、水素活性化し
た希生知合制に各々白金触媒を添加した電極を各ｈＣ、
Ｄとする。白金触媒の添加量は水素吸成上ＱＺ　１５１
に対して杓　”　１〜ｏ−５１１７ｇ４ｊ、’！　度に
なる３１、うにした。

充電電流２５０ｍＡ　、　７５０ｍＡとしまた１１．４
の′電池内圧力の上列、を触妹層を電極表向に形成し７
ていない従来型と比較すると第３図から明らかな様に電
池内圧力の上昇は抑制さＪしているｔＪ　ｌ九来＋１＋
１４に、１、・いて、充電電流７５０ｍＡ　、２００ｍ
Ａ共に電２ｆｔノ、内圧の上昇は安全弁動作圧力Ｉ　Ｍ
／／ａｒｊ　でＬｊ、！ｆｆえでいる。これに対して、
本発明型ｉＪ、Ｄ　−Ｃ−Ｂ−・への順に電池内圧力上
昇が小さくなっている１、、、電極表面での触媒層とし
て希土類酸化物単独の場合に１、（（料的に安価ではあ
るが高率充電においで（、・、ｌ’　”＋ｌ　ｒｌ１４
内圧上昇も大きく、低率放電時に適している。こ、１１
に白金触媒を少量添加すると高率充電１１．１でも改Ｈ
’ｌ’；される。一方、希土類合金単独又は白金触〃１
！、添加した電極は比較的高率充電においても電池内用
−力上昇も比較的小さく、正極で発生ずる酸シ（・、を
・ｒオン化している事がわかる。

上記実施例ではＬａ系化合物について実施したが、他の
希土類元素Ｓｍ　、Ｍｍ　（ミツシラメタル・希土類の
混合物）などであってもよい。

葦だ、ＡＢ５Ｂ５全冶金イテ、Ｂ：Ｎｉ、Ｃｏなどが用
いらＪするが、Ｂの１６換体元索としてＭｍ　。

Ａｎ、Ｃｏ、Ｃｒ、１”ｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｚｒ、
Ｔｉ、Ｔａなども利用＋ｊＪ能である久添加量は元素比
で２０％以１゛がｒｊ４　、Ｉ　Ｌい、各＜の量を置換
すると触媒活性能力が低下するＯＪ′１向にある。

発明の効果 以」−の、Ｊ、うに本発明は、電極表面のみに、希土類
系の化合物層を形成した電極を用いた電池であるために
、その使用量も非常に軽減できる点で、’１１．：池の
コストの大幅な低下となり、しかも、高率充電時での電
曲内ガス圧上昇は実用上必要な圧力１−３’ｉ１／ｌＹ
　／　ａｒｊ以１’　＋＝Ｃ：まで抑制することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の水素吸蔵電極構成図、第２
図ａ、ｂ）；１本発明の一実施例の電池における電極の
特性を試験するだめの密閉形アルカリに？電池の断面図
１．）−３図は密閉型アルカリ蓄電池にソケルー水素Ｉ
ｑ昌ＩＬ池）のガス圧上昇特性比較図である。 １・・・・水素吸蔵合金、２・・・・・・希土類系化合
物の触媒層、３・・・・・負極、４・・・・・・正極、
５・・・・・セパレータ、６・・・・・・リ−１・板、
７・・・・・・電槽、８・・・・・安全弁（注液１」）
。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　Ｉ：ｊか１名
第１図 ／ 第２図 Ｉ（９ （ｃＬ）　（ｂ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電解液にアルカリ水溶液を用いる密閉形Ｎ；　’
   ｌ’Ｌ：：池において、七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）の表向に
   希土類系酸化物あるいはその合金微粉末単独又ｄ、活性
   化触媒との混合物層を形成さぜ１．Ｉ１１！′・）充電
   １１．１に上記正極から発生ず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ことをＩ！ｒ’　Ｏ’
   にとする密閉形ニッケルー水素蓄電池。
2. （２）水素吸蔵電極（負極）の表面に形成する弄１類系
   合金微粉末がＡ　Ｂ　５ｘ　Ｍ　ｘ　（Ｍ　＝’　”１
   １　Ａ　ｎ　＋　ＣＯ＋Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃａ
   、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｔａ　などＡ＝Ｌａ。 Ｓｍ　、Ｍｍ　、Ｂ　＝Ｎ　ｉ　、　Ｃｏ　、　Ｏ≦ｘ
   〈１）などを主成分とする多元系合金である特許請求の
   範囲第１項記載の密閉形ニッケルー水素蓄電池。