JPS60221962A - 密閉形アルカリ蓄電池 - Google Patents
密閉形アルカリ蓄電池Info
- Publication number
- JPS60221962A JPS60221962A JP59077924A JP7792484A JPS60221962A JP S60221962 A JPS60221962 A JP S60221962A JP 59077924 A JP59077924 A JP 59077924A JP 7792484 A JP7792484 A JP 7792484A JP S60221962 A JPS60221962 A JP S60221962A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- negative electrode
- battery
- storage battery
- alkaline storage
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
- H01M4/383—Hydrogen absorbing alloys
-
- 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)
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】
産業上の第１ｊ用分野
本発明は、電気化学的に水素の吸蔵・放出が可能な水素
吸蔵合金を負極に用いた密閉形アルカリ蓄電池に関する
。
吸蔵合金を負極に用いた密閉形アルカリ蓄電池に関する
。
従来例の構成とその問題点
水素吸蔵合金を負極とし、正極にはニッケル酸化物を用
いたニッケルー水素蓄電池が提案されている。負極には
、Ｌａ −Ｎｉ系やＣａ−Ｎｉ系などの水素吸蔵合金が
用いられている。この電池系は、ニッケルーカドミウム
蓄電池より高容量化が可能で、低公害の二次電池として
期待されている。
いたニッケルー水素蓄電池が提案されている。負極には
、Ｌａ −Ｎｉ系やＣａ−Ｎｉ系などの水素吸蔵合金が
用いられている。この電池系は、ニッケルーカドミウム
蓄電池より高容量化が可能で、低公害の二次電池として
期待されている。
Ｃａ−Ｎｉ系合金の代表的なものであるＣａＮｉ５を電
極として用いた場合、安価で初期容量が大きいが、サイ
クル寿命は短い欠点を持っている。またＯａ Ｎ １
ｓ 合金を負極として用いた場合、放電電位が低いとい
う欠点がある。一方、Ｌａ−Ｎｉ系合金の代表的なもの
であるＬ ａ Ｎ １５ 合金を負極として用いた場合
、サイクル寿命は良好であるが、高価で、常温刊近にお
ける放電容量が小さいという問題がある。
極として用いた場合、安価で初期容量が大きいが、サイ
クル寿命は短い欠点を持っている。またＯａ Ｎ １
ｓ 合金を負極として用いた場合、放電電位が低いとい
う欠点がある。一方、Ｌａ−Ｎｉ系合金の代表的なもの
であるＬ ａ Ｎ １５ 合金を負極として用いた場合
、サイクル寿命は良好であるが、高価で、常温刊近にお
ける放電容量が小さいという問題がある。
さらに、ＣａＮｉ５ 合金を負極として密閉形ニッケル
ー水素蓄電池を構成した場合、この合金は、過充電時に
正極から発生する酸素ガスを水に戻す能力が小さく電池
内圧が上昇するという問題がある０このために、酸素イ
オン化触媒や第３電極を設け、過充電時に正極から発生
する酸素をイオン化する必要があり、電池構成は複雑と
なる。ＬａＮｉ５合金を負極として密閉形ニッケルー水
素蓄電池を構成した場合、初期の充放電サイクルでは過
充電により電池内圧は上昇しないが、１０サイクル程度
の充放電により電池内圧は上昇し、放電容量も低下する
。
ー水素蓄電池を構成した場合、この合金は、過充電時に
正極から発生する酸素ガスを水に戻す能力が小さく電池
内圧が上昇するという問題がある０このために、酸素イ
オン化触媒や第３電極を設け、過充電時に正極から発生
する酸素をイオン化する必要があり、電池構成は複雑と
なる。ＬａＮｉ５合金を負極として密閉形ニッケルー水
素蓄電池を構成した場合、初期の充放電サイクルでは過
充電により電池内圧は上昇しないが、１０サイクル程度
の充放電により電池内圧は上昇し、放電容量も低下する
。
発明の目的
本発明は、このような従来の問題点を除去するものであ
り、ザイクル寿命が良好で、負極としての放電電位も高
く、密閉電池を構成した場合でも過充電により電池内圧
が」二昇しない優れた％閉形アルカリ蓄電池を提供する
ものである。
り、ザイクル寿命が良好で、負極としての放電電位も高
く、密閉電池を構成した場合でも過充電により電池内圧
が」二昇しない優れた％閉形アルカリ蓄電池を提供する
ものである。
発明の構成
本発明の％【閉形アルカリ蓄′ＩＬ池は、−１Ｃ式Ｃａ
＋−エＭｍ、 Ｎ １ ａ （Ｍ ｍ： 希土類金属
の混合物、Ｏ＜ 、ｘ ＜’１ 、３．８≦α≦５．５
）で表わされる合金からなる負極と、正極と、アルカリ
電解液とを備えたものである。
＋−エＭｍ、 Ｎ １ ａ （Ｍ ｍ： 希土類金属
の混合物、Ｏ＜ 、ｘ ＜’１ 、３．８≦α≦５．５
）で表わされる合金からなる負極と、正極と、アルカリ
電解液とを備えたものである。
本発明によると、容易にザイクル寿品か良好で、放電電
位の高い負極が得られ、密閉電池系を構成した場合でも
過充電により電池内圧の上昇しない密閉形アルカリ蓄電
池が得られる。さらに、Ｇａ 、 、、−、ＭｍＪｃＮ
ｉ、合金は希土類金属の混合物を用いるため、ランタ
ン金属に比較して安価であり、負極材料として適してい
る。
位の高い負極が得られ、密閉電池系を構成した場合でも
過充電により電池内圧の上昇しない密閉形アルカリ蓄電
池が得られる。さらに、Ｇａ 、 、、−、ＭｍＪｃＮ
ｉ、合金は希土類金属の混合物を用いるため、ランタ
ン金属に比較して安価であり、負極材料として適してい
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。
市販のカルシウムと希土類金属の混合物（組成比の一例
： Ｇｅ４５ｗｔ％ 、Ｌａ３０ｗｔ％、 Ｎｄ １５
ｗｔ％、 Ｐ ｒ ４ｗｔ％ 、 Ｓｍその他６ｗｔ％
）とニッケルの各試料を一定の組成比に混合し、アーク
溶解炉に入れて、１ｏ−４〜１０ Ｔｏｒｒ まで真空
状態にした後、Ａｒガス雰囲気中（減圧状態）でアーク
を飛ばし、加熱溶解さぜた。試料の均質化を図るために
数回反転させて試料合金を得た。比較のために、ＬａＮ
ｉ５ とＣａＮｉ５合金を用いた。これらの合金を粗粉
砕後、ボールミルで３８μｍ以下の微粉末にした後、ポ
リエチレン樹脂７．５ｗｔ％と混合した。これらの混合
粉末をアルコールと共に発泡メタルに充填し、乾燥し、
１．８トン／ ｃ４で加圧した後、真空中１２０℃で熱
処理を行い、リードを取り付は電極とした。用いた電極
の合金組成を表に示した。
： Ｇｅ４５ｗｔ％ 、Ｌａ３０ｗｔ％、 Ｎｄ １５
ｗｔ％、 Ｐ ｒ ４ｗｔ％ 、 Ｓｍその他６ｗｔ％
）とニッケルの各試料を一定の組成比に混合し、アーク
溶解炉に入れて、１ｏ−４〜１０ Ｔｏｒｒ まで真空
状態にした後、Ａｒガス雰囲気中（減圧状態）でアーク
を飛ばし、加熱溶解さぜた。試料の均質化を図るために
数回反転させて試料合金を得た。比較のために、ＬａＮ
ｉ５ とＣａＮｉ５合金を用いた。これらの合金を粗粉
砕後、ボールミルで３８μｍ以下の微粉末にした後、ポ
リエチレン樹脂７．５ｗｔ％と混合した。これらの混合
粉末をアルコールと共に発泡メタルに充填し、乾燥し、
１．８トン／ ｃ４で加圧した後、真空中１２０℃で熱
処理を行い、リードを取り付は電極とした。用いた電極
の合金組成を表に示した。
これらの電極を負極（合金量約１５！１ｌ−）とし、公
知の焼結式ニッケル極を正極として単２形の密閉形ニッ
ケルー水素蓄電池（公称容量２Ａｈ）を構成し、充放電
サイクル寿命と電池内圧（３サイクル目）を調べた結果
を表および第１図に示す。
知の焼結式ニッケル極を正極として単２形の密閉形ニッ
ケルー水素蓄電池（公称容量２Ａｈ）を構成し、充放電
サイクル寿命と電池内圧（３サイクル目）を調べた結果
を表および第１図に示す。
充放電条件は、充電０．１ ｃＸｌ ６ｈｒ 、放電０
．２Ｃである。
．２Ｃである。
表から明らかなように、Ｌ ａ Ｎ ｉ５合金からなる
電極Ａを用いた電池は、充放電サイクル初期の電池内圧
は３．５ （ｋｑ ／ｃｔａ ）と低いが、放電容量は
１８サイクル後には初期容量の半分以下となる。
電極Ａを用いた電池は、充放電サイクル初期の電池内圧
は３．５ （ｋｑ ／ｃｔａ ）と低いが、放電容量は
１８サイクル後には初期容量の半分以下となる。
捷た、ＣａＮｉ５合金からなる電極Ｂを用いた電池は、
充放電サイクルを繰り返すことにより急激に放電容量が
低下し、５サイクル後には初期容量の半分以下となり、
電池内圧も１ｓ （ｋｇ ／ｃ、ｆｒ）と非常に高い。
充放電サイクルを繰り返すことにより急激に放電容量が
低下し、５サイクル後には初期容量の半分以下となり、
電池内圧も１ｓ （ｋｇ ／ｃ、ｆｒ）と非常に高い。
これに対し、本発明の電極Ｃ−Ｊを用いた電池は、表か
ら明らかなように、充放電を１００ザイクル繰り返して
も放電容量は低下せず、充電末期の電池内圧も４（ｋｑ
／ｃ４）以下である。
ら明らかなように、充放電を１００ザイクル繰り返して
も放電容量は低下せず、充電末期の電池内圧も４（ｋｑ
／ｃ４）以下である。
第１図には、代表的な電極Ｃ，Ｄ、Ｉを用いた電池の充
電電気量と電池内圧の関係を示した。電極Ｇ、Ｄ、Ｉを
用いた電池の充電時の電池内圧は、正極から酸素ガスが
発生する２Ａｈ付近から上昇し、一定値を保つ。これに
対し電極Ｂ′ｆ：用いた場合、電池内圧は直線的に上昇
する。以上のように、Ｃａ 、−、ｚ ＭｍｘＮ ｉ
ａ合金は、過充電により正極から発生した酸素を、合金
中に吸蔵した水素との反応で水に戻すことが可能である
。
電電気量と電池内圧の関係を示した。電極Ｇ、Ｄ、Ｉを
用いた電池の充電時の電池内圧は、正極から酸素ガスが
発生する２Ａｈ付近から上昇し、一定値を保つ。これに
対し電極Ｂ′ｆ：用いた場合、電池内圧は直線的に上昇
する。以上のように、Ｃａ 、−、ｚ ＭｍｘＮ ｉ
ａ合金は、過充電により正極から発生した酸素を、合金
中に吸蔵した水素との反応で水に戻すことが可能である
。
次に、本発明の合金を負極（合金１．８ｙ−）とし、参
照電極として酸化水銀電極（Ｈ（Ｊ／ＨｑＯ）を用い放
電電位と放電容量を調べた結果を第２図、第３図に示す
。充放電条件は、充電０．２Ａ Ｘ ４ ｈｒ、放電０
．ＩＡ（放電深度−０，７ＶＶＳ ＨＣＩ／ ＨｇＯ）
である。第２図から明らかなように、本発明の電極Ｃ２
Ｄ、Ｉは電極Ｂに比べ負極としての放？Ｌの電位が高い
ことがわかる。これは、本発明の合金に存在する希土類
混合物Ｍｍの触媒作用によるものであり、吸蔵された水
素か電気化学的に放出これやすいた教 放電電位が高く
なる。捷た、電イ命Ｉ、Ｊはグラム当りの放電容量か小
さい。したがって、本発明の合金のＩ値はＯ〜０．５（
ただし○は含寸ない）が望′ましい。
照電極として酸化水銀電極（Ｈ（Ｊ／ＨｑＯ）を用い放
電電位と放電容量を調べた結果を第２図、第３図に示す
。充放電条件は、充電０．２Ａ Ｘ ４ ｈｒ、放電０
．ＩＡ（放電深度−０，７ＶＶＳ ＨＣＩ／ ＨｇＯ）
である。第２図から明らかなように、本発明の電極Ｃ２
Ｄ、Ｉは電極Ｂに比べ負極としての放？Ｌの電位が高い
ことがわかる。これは、本発明の合金に存在する希土類
混合物Ｍｍの触媒作用によるものであり、吸蔵された水
素か電気化学的に放出これやすいた教 放電電位が高く
なる。捷た、電イ命Ｉ、Ｊはグラム当りの放電容量か小
さい。したがって、本発明の合金のＩ値はＯ〜０．５（
ただし○は含寸ない）が望′ましい。
第４図に、Ｃａｏ８Ｍｍｏ２Ｎｉａ合金のα値を変化さ
せて放電容量を調べた結果を示す。図から明らかなよう
に、α値が３．８〜６．６の範囲を超えると放電容量１
Ｉｉｏ、２６＜ Ａｈ／ ｙ−）以下となる。合金のＸ
値が異なる場合も同様な傾向を示す。したがって、放電
容量の大きな負極を得るためには、α値は３．８〜５．
６が望捷しい。
せて放電容量を調べた結果を示す。図から明らかなよう
に、α値が３．８〜６．６の範囲を超えると放電容量１
Ｉｉｏ、２６＜ Ａｈ／ ｙ−）以下となる。合金のＸ
値が異なる場合も同様な傾向を示す。したがって、放電
容量の大きな負極を得るためには、α値は３．８〜５．
６が望捷しい。
発明の効果
以上のように、一般式Ｃａ ＋ 、、−ｘ Ｍｍｘ Ｎ
ｌａ （” ｍ’希土類金属の混合物、Ｏ＜Ｉ〈１，３
．８≦α≦５．６）で表わされる合金を用いた負極は、
放電電位も高く、密閉電池系を構成した場合でも、充放
電サイクル寿命が良好で、過充電により電池内圧が上昇
しない擾れた密閉形アルカリ蓄電池が得られる。
ｌａ （” ｍ’希土類金属の混合物、Ｏ＜Ｉ〈１，３
．８≦α≦５．６）で表わされる合金を用いた負極は、
放電電位も高く、密閉電池系を構成した場合でも、充放
電サイクル寿命が良好で、過充電により電池内圧が上昇
しない擾れた密閉形アルカリ蓄電池が得られる。
第１図は本発明の合金を用いて密閉電池系を構成した場
合の充電時の電池内圧の経時変化を示す図、第２図は本
発明の合金を用いた負極の放電曲線を示す図、第３図ば
Ｉ値と放電容量の関係を示す図、第４図はα値と放電容
量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 充電電気量（Ａり 第２図 放電容量（Ａｈ） 第３１図 χ値 第４シ１ 区イ直
合の充電時の電池内圧の経時変化を示す図、第２図は本
発明の合金を用いた負極の放電曲線を示す図、第３図ば
Ｉ値と放電容量の関係を示す図、第４図はα値と放電容
量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 充電電気量（Ａり 第２図 放電容量（Ａｈ） 第３１図 χ値 第４シ１ 区イ直
Claims (2)
- （１）一般式Ｇ ａ 、−ｘ Ｍｍｘ Ｎ ｚ ａ （
Ｍｍ：希土類金属の混合物、ｏ＜ｘ＜’＋ ＋ ３−８
≦α≦５．５）で表わされる合金から女る負極と、正極
と、アルカリ電解液とを備えたことを特徴とする密閉形
アルカリ蓄電池。 - （２）前記、一般式のＸ値が０〜０．５（ただし０は含
まない）である合金を負極に備えた特許請求の範囲第１
項記載の密閉形アルカリ蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59077924A JPS60221962A (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | 密閉形アルカリ蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59077924A JPS60221962A (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | 密閉形アルカリ蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60221962A true JPS60221962A (ja) | 1985-11-06 |
Family
ID=13647633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59077924A Pending JPS60221962A (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | 密閉形アルカリ蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60221962A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6116471A (ja) * | 1984-07-02 | 1986-01-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 水素吸蔵電極 |
-
1984
- 1984-04-18 JP JP59077924A patent/JPS60221962A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6116471A (ja) * | 1984-07-02 | 1986-01-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 水素吸蔵電極 |
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