JPS60175367A - 密閉形蓄電池用負極の製造法 - Google Patents
密閉形蓄電池用負極の製造法Info
- Publication number
- JPS60175367A JPS60175367A JP59030806A JP3080684A JPS60175367A JP S60175367 A JPS60175367 A JP S60175367A JP 59030806 A JP59030806 A JP 59030806A JP 3080684 A JP3080684 A JP 3080684A JP S60175367 A JPS60175367 A JP S60175367A
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- JP
- Japan
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- powder
- electrode
- hydrogen
- oxygen
- alkali
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- Pending
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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
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/52—Removing gases inside the secondary cell, e.g. by absorption
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/242—Hydrogen storage electrodes
-
- 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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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- 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
本発明は、負極材料として水素を可逆的に吸蔵。
放出する合金を用いた電極の製造法に関するもので、ニ
ッケル正極と組みあわせ、無公害、高エネルギー密度、
保守の容易な密閉形ニッケルー水素蓄電池を可能にする
ものである。
ッケル正極と組みあわせ、無公害、高エネルギー密度、
保守の容易な密閉形ニッケルー水素蓄電池を可能にする
ものである。
従来汐すの構成とその問題点
アルカリ性電解液中で電気化学的に水素を吸蔵。
放出する合金をアルカリ蓄電池の負極材料として利用す
る方法が提案されている。この負極をニッケルーカドミ
ウム蓄電池、ニッケルー鉄蓄電池。
る方法が提案されている。この負極をニッケルーカドミ
ウム蓄電池、ニッケルー鉄蓄電池。
ニッケルー亜鉛蓄電池などに用いられているニッケル正
極と組みあわせてニッケルー水素アルカリ蓄電池が考え
られる。
極と組みあわせてニッケルー水素アルカリ蓄電池が考え
られる。
現在、この種のアルカリ蓄電池として広く実用化されて
いる電池系としては、ニッケルーカドミウム蓄電池があ
る。この電池はカドミウム全使用しているため製造、使
用後の廃棄において十分考慮する必要がある。しかし、
ニッケルー水素蓄電池は無公害で、充放電による電解液
濃度の変化がなく長寿命が期待できる。また、宇宙用電
源に使用されているニッケルー水素蓄電池は充電中に２
０気圧以上にもなるが、水素吸蔵合金を負極材料として
使用し、常温で数気圧の吸蔵、放出圧を有する材料全選
択することによシ、１０気圧以下で作動させることがで
きる。
いる電池系としては、ニッケルーカドミウム蓄電池があ
る。この電池はカドミウム全使用しているため製造、使
用後の廃棄において十分考慮する必要がある。しかし、
ニッケルー水素蓄電池は無公害で、充放電による電解液
濃度の変化がなく長寿命が期待できる。また、宇宙用電
源に使用されているニッケルー水素蓄電池は充電中に２
０気圧以上にもなるが、水素吸蔵合金を負極材料として
使用し、常温で数気圧の吸蔵、放出圧を有する材料全選
択することによシ、１０気圧以下で作動させることがで
きる。
このような特徴を有している反面、密閉電池全構成した
場合ニッケル正極の過充電時に発生する酸素ガスによる
負極材料の酸化が起こる。この結果、水素吸蔵合金の水
素吸蔵量が低下し、電池の放電容量低下を招く。この酸
化防止に酸素のイオン化触媒を用いて、気相触媒を設け
る方法、あるいは水素吸蔵合金が酸化されても充電によ
り、金属に還元される材料の選択など種々の方策が試み
られているが、長期にわた９酸化防止することは困難で
、電池の長寿命化において、大きな問題である。
場合ニッケル正極の過充電時に発生する酸素ガスによる
負極材料の酸化が起こる。この結果、水素吸蔵合金の水
素吸蔵量が低下し、電池の放電容量低下を招く。この酸
化防止に酸素のイオン化触媒を用いて、気相触媒を設け
る方法、あるいは水素吸蔵合金が酸化されても充電によ
り、金属に還元される材料の選択など種々の方策が試み
られているが、長期にわた９酸化防止することは困難で
、電池の長寿命化において、大きな問題である。
発明の目的。
本発明は、密閉形蓄電池を構成した場合に正極から過充
電時に発生する酸素ガスによって水素吸蔵合金が酸化て
れるのを防止し、長寿命な水素電極を提供することを目
的とする。
電時に発生する酸素ガスによって水素吸蔵合金が酸化て
れるのを防止し、長寿命な水素電極を提供することを目
的とする。
発明の構成
本発明は、水素吸蔵合金の粉末、酸素イオン化触媒粉末
、弗素樹脂粉末及び耐アルカリ性樹脂で弗素樹脂に比べ
低融点、低軟化点の粉末の混合物を、耐アルカリ性金属
多孔体からなる電極支持体とともに加圧し、耐アルカリ
性樹脂の融点以上でしかも弗素樹脂の融点以下の温度で
熱処理するものである。
、弗素樹脂粉末及び耐アルカリ性樹脂で弗素樹脂に比べ
低融点、低軟化点の粉末の混合物を、耐アルカリ性金属
多孔体からなる電極支持体とともに加圧し、耐アルカリ
性樹脂の融点以上でしかも弗素樹脂の融点以下の温度で
熱処理するものである。
実施例の説明
市販の金属ランタン（純度９９．６％以上）と金属ニッ
ケル（純度９９．６％以上）全合金組成として原子比で
ランタン対ニッケルが１：已になるようにし、この試料
をアルゴン雰囲気中のアーク溶解炉で均質な合金に合成
する。その後、粉砕し、３００メツシユ以下の水素吸蔵
合金粉末として使用した。
ケル（純度９９．６％以上）全合金組成として原子比で
ランタン対ニッケルが１：已になるようにし、この試料
をアルゴン雰囲気中のアーク溶解炉で均質な合金に合成
する。その後、粉砕し、３００メツシユ以下の水素吸蔵
合金粉末として使用した。
酸素イオン化触媒としては活性炭に重量比で１０％のパ
ラジウム金担持したものを使用した。
ラジウム金担持したものを使用した。
弗素樹脂としては市販のポリ４弗化エチレン粉末を使用
し、耐アルカリ性の低融点樹脂としてはポリエチレンの
粉末を使用した。この４種類の粉末を２〜４棟使用し、
次表に示す割合で混合し、エチルアルコールを加え泥状
にして単２形電池の電極寸法である２６０Ｘ３８ｍｍに
切断した発泡状ニッケル多孔体（厚さ１．２ｍ１ｌ＋
、多孔度９６％）に充てんした。その後、６ｏ ｏ ｋ
ｇ／ｃ、ｉの圧力で加圧し、表に示す条件で熱処理して
水素吸蔵電極とした。
し、耐アルカリ性の低融点樹脂としてはポリエチレンの
粉末を使用した。この４種類の粉末を２〜４棟使用し、
次表に示す割合で混合し、エチルアルコールを加え泥状
にして単２形電池の電極寸法である２６０Ｘ３８ｍｍに
切断した発泡状ニッケル多孔体（厚さ１．２ｍ１ｌ＋
、多孔度９６％）に充てんした。その後、６ｏ ｏ ｋ
ｇ／ｃ、ｉの圧力で加圧し、表に示す条件で熱処理して
水素吸蔵電極とした。
一方、ニッケル正極としては、公知の焼結式ニッケル極
を用いた。その電極寸法は２１５Ｘ３８ｍｍで厚さは０
．６８〜Ｏｊｌ ｍｍの範囲である。セパレータはポリ
アミド不織布、電解液は比重１．３０の苛性カリ水溶液
に水酸化リチウムを飽和量まで溶解させたもの全１セル
当り６．６ｔｎｌｔ団用した。
を用いた。その電極寸法は２１５Ｘ３８ｍｍで厚さは０
．６８〜Ｏｊｌ ｍｍの範囲である。セパレータはポリ
アミド不織布、電解液は比重１．３０の苛性カリ水溶液
に水酸化リチウムを飽和量まで溶解させたもの全１セル
当り６．６ｔｎｌｔ団用した。
以上のような構成条件で現用単２サイズの密閉形ニッケ
ルーカドミウム蓄電池のカドミウムｍｋ水素吸蔵電極に
置きかえた密閉形ニッケルー水素蓄電池Ａ〜Ｇを製作し
た。これらの電池’ｉ２０’ｃの一定温度下で充電電流
２００ｍＡで１６時間、放電電流４００ ｍＡで端子電
圧が１ｖになる１で放電する操作全１サイクルとして、
光放電を繰り返した。同時に光放電による′市電内の圧
力変化も測定した。これらの測定結果のうち、サイクル
数と１ｖまでの放電容量の変化を第１図に、サイクル数
と電池内圧の変化を第２図に示す。こ才りらの結果より
、ポリエチレンを結着剤に用いた電池Ａ・Ｂにおいては
触媒を添加したＢの方がサイクル寿命は良好で、電池内
圧の上昇も少なく、触媒の添加効果は認められた。しか
し、６０サイクル前後の初期の放電容量の７０％程度寸
で低下した。オた、弗素樹脂を結着剤に用いた電池Ｃ−
Ｄにおいても触媒の添加効果は認められるが、ポリエチ
レンの結着剤を使用した電池Ａ−Ｈに比べ悪くなった。
ルーカドミウム蓄電池のカドミウムｍｋ水素吸蔵電極に
置きかえた密閉形ニッケルー水素蓄電池Ａ〜Ｇを製作し
た。これらの電池’ｉ２０’ｃの一定温度下で充電電流
２００ｍＡで１６時間、放電電流４００ ｍＡで端子電
圧が１ｖになる１で放電する操作全１サイクルとして、
光放電を繰り返した。同時に光放電による′市電内の圧
力変化も測定した。これらの測定結果のうち、サイクル
数と１ｖまでの放電容量の変化を第１図に、サイクル数
と電池内圧の変化を第２図に示す。こ才りらの結果より
、ポリエチレンを結着剤に用いた電池Ａ・Ｂにおいては
触媒を添加したＢの方がサイクル寿命は良好で、電池内
圧の上昇も少なく、触媒の添加効果は認められた。しか
し、６０サイクル前後の初期の放電容量の７０％程度寸
で低下した。オた、弗素樹脂を結着剤に用いた電池Ｃ−
Ｄにおいても触媒の添加効果は認められるが、ポリエチ
レンの結着剤を使用した電池Ａ−Ｈに比べ悪くなった。
この原因は、弗素樹脂はポリエチレンに比べ撥水効果が
大きくしたがって水素極内へ電解液量の保持量が少なく
、水素吸蔵合金の内部捷で水素の吸蔵、放出が起こりに
くくなることによる。一方、本発明によるＥ−Ｆ −Ｇ
の電池においてはその他の電池に比ベサイクル寿命も良
好で、電池内圧の上昇も少なかった。はらに詳述すると
、弗素樹脂金５重散光添加した電池Ｆはサイクル数とと
もにわずかな放電容量の低下が認められた。これは前述
した電池Ｃ−Ｄと同様な原因によるものと考えられる。
大きくしたがって水素極内へ電解液量の保持量が少なく
、水素吸蔵合金の内部捷で水素の吸蔵、放出が起こりに
くくなることによる。一方、本発明によるＥ−Ｆ −Ｇ
の電池においてはその他の電池に比ベサイクル寿命も良
好で、電池内圧の上昇も少なかった。はらに詳述すると
、弗素樹脂金５重散光添加した電池Ｆはサイクル数とと
もにわずかな放電容量の低下が認められた。これは前述
した電池Ｃ−Ｄと同様な原因によるものと考えられる。
−１′だ、電池Ｅ−Ｇにおいては、長期間安定な特性を
示した。これ（ｄ、少量の弗素樹脂と酸素イオン化触媒
の存在のもとて弗素樹脂が溶融する温度以下の熱処理を
施したことにより、酸素をイオン化する有効な三相界面
を長期間安定に維持したと考えられ、しかも水素吸蔵合
金が酸化される前に酸素のイオン化が優先して起こり、
水素吸蔵合金の酸化全防止したものと考えられる。
示した。これ（ｄ、少量の弗素樹脂と酸素イオン化触媒
の存在のもとて弗素樹脂が溶融する温度以下の熱処理を
施したことにより、酸素をイオン化する有効な三相界面
を長期間安定に維持したと考えられ、しかも水素吸蔵合
金が酸化される前に酸素のイオン化が優先して起こり、
水素吸蔵合金の酸化全防止したものと考えられる。
さらに、酸素イオン化触媒の量については５および１０
重量％で比較したが大差は認めらね、なかった。したが
って、６重量％でも十分であり、必要な水素吸蔵合金が
多く使用でき、放電容量の大きな電池が可能になる。電
池価格に占める触媒コストの割合が少なくな９、安価な
電池が可能【なる。
重量％で比較したが大差は認めらね、なかった。したが
って、６重量％でも十分であり、必要な水素吸蔵合金が
多く使用でき、放電容量の大きな電池が可能になる。電
池価格に占める触媒コストの割合が少なくな９、安価な
電池が可能【なる。
実施クリにおいては、電極支持体の耐アルカリ性金属多
孔体として発泡状ニッケル多孔体を用い、これに前記混
合物を光てんして構成する方法について述ヘタが、パン
チングメタル、ネットエキスバンドメタルなどの多孔体
を電極支持体として用い、これを中心部に配し、前記の
混合物と加圧一体化し、その後、同様の条件で熱処理ケ
施した電極にあ・いても十分効果は認められた。寸た、
水素吸蔵合金としてはＬａＮｉ５合金九ついて示したが
、Ｔｉ２Ｎｉ 、 ＧａＮｉ５ などで示される合金に
おいても同様な効果が得られた。
孔体として発泡状ニッケル多孔体を用い、これに前記混
合物を光てんして構成する方法について述ヘタが、パン
チングメタル、ネットエキスバンドメタルなどの多孔体
を電極支持体として用い、これを中心部に配し、前記の
混合物と加圧一体化し、その後、同様の条件で熱処理ケ
施した電極にあ・いても十分効果は認められた。寸た、
水素吸蔵合金としてはＬａＮｉ５合金九ついて示したが
、Ｔｉ２Ｎｉ 、 ＧａＮｉ５ などで示される合金に
おいても同様な効果が得られた。
発明の効果
以上のように、本発明によれば電池の過充電時に発生す
る酸素によって性能の劣化しない水素電極を得ることが
でき、密閉形ニッケルーカドミウム蓄電池に替わり、無
公害で高容量が期待できる密閉形ニッケルー水素蓄電池
を可能にするものである。
る酸素によって性能の劣化しない水素電極を得ることが
でき、密閉形ニッケルーカドミウム蓄電池に替わり、無
公害で高容量が期待できる密閉形ニッケルー水素蓄電池
を可能にするものである。
第１図はニッケルー水素電池の充放電サイクル数と電池
容量の関係を示す図、第２図は充放電サイクル数と電池
内ビーク圧力の関係を示す図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが１名第１
図 充が３歌サイクル妻（（回）
容量の関係を示す図、第２図は充放電サイクル数と電池
内ビーク圧力の関係を示す図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが１名第１
図 充が３歌サイクル妻（（回）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 水素吸蔵合金の粉末、酸素イオン化触媒粉末。 弗素樹脂粉床および弗素樹脂より低融点で耐アルカリ性
樹脂粉末の混合物を耐アルカリ性金属多孔体からなる電
極支持体とともに加圧した後、耐アルカリ性樹脂が溶融
する温度以上でかつ弗素樹脂の融点以下の温度で熱処理
すること全特徴とする密閉形蓄電池用負極の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59030806A JPS60175367A (ja) | 1984-02-21 | 1984-02-21 | 密閉形蓄電池用負極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59030806A JPS60175367A (ja) | 1984-02-21 | 1984-02-21 | 密閉形蓄電池用負極の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60175367A true JPS60175367A (ja) | 1985-09-09 |
Family
ID=12313924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59030806A Pending JPS60175367A (ja) | 1984-02-21 | 1984-02-21 | 密閉形蓄電池用負極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60175367A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61114472A (ja) * | 1984-11-07 | 1986-06-02 | Sanyo Electric Co Ltd | 水素吸蔵電極 |
| EP0206776A2 (en) * | 1985-06-21 | 1986-12-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Rechargeable electrochemical cell with a negative electrode comprising a hydrogen absorbing alloy including rare earth component |
| JPH01115061A (ja) * | 1987-10-29 | 1989-05-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 水素吸蔵合金電極 |
-
1984
- 1984-02-21 JP JP59030806A patent/JPS60175367A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61114472A (ja) * | 1984-11-07 | 1986-06-02 | Sanyo Electric Co Ltd | 水素吸蔵電極 |
| EP0206776A2 (en) * | 1985-06-21 | 1986-12-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Rechargeable electrochemical cell with a negative electrode comprising a hydrogen absorbing alloy including rare earth component |
| JPH01115061A (ja) * | 1987-10-29 | 1989-05-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 水素吸蔵合金電極 |
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