JPS60250557A - 密閉形アルカリ蓄電池 - Google Patents
密閉形アルカリ蓄電池Info
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- JPS60250557A JPS60250557A JP59105816A JP10581684A JPS60250557A JP S60250557 A JPS60250557 A JP S60250557A JP 59105816 A JP59105816 A JP 59105816A JP 10581684 A JP10581684 A JP 10581684A JP S60250557 A JPS60250557 A JP S60250557A
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- JP
- Japan
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- battery
- storage battery
- alloy
- negative electrode
- hydrogen
- Prior art date
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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
- 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
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、電気化学的に水素を熱、蔵、放出する水素吸
蔵合金を負極に用いた密閉形アルカリ蓄電池に関する。
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
二次電池としては、鉛蓄電池、ニッケルーカドミウム蓄
電池が最もよく知られているが、これらの蓄電池は負極
の中に固形状の活物質を含むために、重量声たけ容量の
単位当りエネルギー貯蔵容量が比較的少ない。このエネ
ルギー貯蔵容量を向上させるために、負極として水素吸
蔵電極を用い、正極には例えばニッケル酸化物を用いた
蓄電池が提案されている。負極には、LaNi系やCa
−Ni系などの水素吸蔵合金が用いられる。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
、低公害の蓄電池として期待されている。
電池が最もよく知られているが、これらの蓄電池は負極
の中に固形状の活物質を含むために、重量声たけ容量の
単位当りエネルギー貯蔵容量が比較的少ない。このエネ
ルギー貯蔵容量を向上させるために、負極として水素吸
蔵電極を用い、正極には例えばニッケル酸化物を用いた
蓄電池が提案されている。負極には、LaNi系やCa
−Ni系などの水素吸蔵合金が用いられる。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
、低公害の蓄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CaN16合
金を電極として用いた場合、安価で初期容量が大きいが
、サイクル寿命が短い上に、放電電位が低いという欠点
がある。
金を電極として用いた場合、安価で初期容量が大きいが
、サイクル寿命が短い上に、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 aN
i s合金を負極として用いると、サイクル寿命はCa
Nz6合金を用いたものと比べて良好であるが、常温付
近における放電容量が小さいという問題がある。さらに
、密閉形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、1oサイク
ル程度の充放電により電池内圧は少しずつ上昇し放電容
量も低下する0また、L aN 1 s の改良として
La 11RxN 15゜My(ただし、RはCa、T
hまたは希土類元素、MはCo、CuまたはFj 、
o< x< 1 、 O≦y≦1)が提案されている(
特開昭51−45234)。この合金を用いると、比較
的高い放電電圧と放電容量を示すが、密閉化した電池で
は過充電サイクルと共に電池内圧が上昇し、比較的サイ
クル寿命が短かくなるなどの問題点があった。
i s合金を負極として用いると、サイクル寿命はCa
Nz6合金を用いたものと比べて良好であるが、常温付
近における放電容量が小さいという問題がある。さらに
、密閉形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、1oサイク
ル程度の充放電により電池内圧は少しずつ上昇し放電容
量も低下する0また、L aN 1 s の改良として
La 11RxN 15゜My(ただし、RはCa、T
hまたは希土類元素、MはCo、CuまたはFj 、
o< x< 1 、 O≦y≦1)が提案されている(
特開昭51−45234)。この合金を用いると、比較
的高い放電電圧と放電容量を示すが、密閉化した電池で
は過充電サイクルと共に電池内圧が上昇し、比較的サイ
クル寿命が短かくなるなどの問題点があった。
発明の目的
り蓄電池を得ることを目的とする。
発明の構成
本発明の密閉形アルカリ蓄電池は、式LaNi工Co$
z (式中、1.5<)C<4.0≦2≦1.3 〈x
+ y < 5.5.4 < x + y + z
< 5.5、MはAI 、Sn 、Mg 、Fe 、M
o 、Ta 、V、Cr 、Cu 、Mn及びNbより
なる群から選んだ少なくとも1種)で表わされる水素吸
蔵合金を負極とし、セパレータを介して正極を配置し、
アルカリ性電解液と共に密閉構造としたものである。
z (式中、1.5<)C<4.0≦2≦1.3 〈x
+ y < 5.5.4 < x + y + z
< 5.5、MはAI 、Sn 、Mg 、Fe 、M
o 、Ta 、V、Cr 、Cu 、Mn及びNbより
なる群から選んだ少なくとも1種)で表わされる水素吸
蔵合金を負極とし、セパレータを介して正極を配置し、
アルカリ性電解液と共に密閉構造としたものである。
実施例の説明
市販のLa (純度99.5 %以上)、Ni、Co
の他に、前記式のMとしてA 1 t S n tMg
+ Fe 2Mo r T a rV 、Cr 、C
u 、Mn 、Nbなど少なくとも1種を選択し、各試
料を一定の組成比に秤量、混合し、アーク溶解炉に入れ
て、10−4〜10−5Torrまで真空状態にした後
、減圧状態のAr ガス雰囲気中でアーク放電し、加熱
溶解させた。試料の均質化を図るために数回反転させて
合金試料を得た。比較のためにLaN i s、L a
o、 9Cao、 I Nl 4.5cOo、 6合金
を用いた。これらの合金を粗粉砕後、ボールミルなどで
38μm以下の微粉末にした後、ポリエチレン3−″と
共に一旭状金属多(1−坏UFJ16光項し・乾珠後、
1.8)ン/dの圧力で加圧し、次に真空中120″C
で熱処理し、リードを取り付は電極とした0 実施例で用いた電極の合金組成を表に示す0各電極の合
金量は約16.9とし、公知の焼結式ニッケル正極と組
合せて単2型の密、閉形ニッケル構 一水素蓄電池(公称容量2.oAh ) f成した。な
お、正極律則となるよう、正極の容量を負極のそれより
/1% ’! < した。 ′ □ を調べた。これらの結果を表に示す。
の他に、前記式のMとしてA 1 t S n tMg
+ Fe 2Mo r T a rV 、Cr 、C
u 、Mn 、Nbなど少なくとも1種を選択し、各試
料を一定の組成比に秤量、混合し、アーク溶解炉に入れ
て、10−4〜10−5Torrまで真空状態にした後
、減圧状態のAr ガス雰囲気中でアーク放電し、加熱
溶解させた。試料の均質化を図るために数回反転させて
合金試料を得た。比較のためにLaN i s、L a
o、 9Cao、 I Nl 4.5cOo、 6合金
を用いた。これらの合金を粗粉砕後、ボールミルなどで
38μm以下の微粉末にした後、ポリエチレン3−″と
共に一旭状金属多(1−坏UFJ16光項し・乾珠後、
1.8)ン/dの圧力で加圧し、次に真空中120″C
で熱処理し、リードを取り付は電極とした0 実施例で用いた電極の合金組成を表に示す0各電極の合
金量は約16.9とし、公知の焼結式ニッケル正極と組
合せて単2型の密、閉形ニッケル構 一水素蓄電池(公称容量2.oAh ) f成した。な
お、正極律則となるよう、正極の容量を負極のそれより
/1% ’! < した。 ′ □ を調べた。これらの結果を表に示す。
以下余白
表かられかるように、LaN16 合金からなる電極1
を用いた電池は充放電サイクル初期の電池内圧は3.s
ly/−と低いが、50サイクルに達すると、放電容量
は著しく低下して初期容量の約%程度となり、過充電状
態が厳しくなるため電池内圧も10ky/cd以上にま
で上昇する。
を用いた電池は充放電サイクル初期の電池内圧は3.s
ly/−と低いが、50サイクルに達すると、放電容量
は著しく低下して初期容量の約%程度となり、過充電状
態が厳しくなるため電池内圧も10ky/cd以上にま
で上昇する。
また、電極2を用いた電池は、充放電5oサイクルまで
は2.5ky/cd の電池内圧を示し、初期は比較的
良好な特性を示すが、充放電100サイクルを越えると
電池内圧が急に上昇する傾向にある。
は2.5ky/cd の電池内圧を示し、初期は比較的
良好な特性を示すが、充放電100サイクルを越えると
電池内圧が急に上昇する傾向にある。
150サイクルで10 kg/cd以上の電池内圧を示
し、L aN isと同様に放電容量の低下が認められ
た。
し、L aN isと同様に放電容量の低下が認められ
た。
これに対して、本発明の電極3〜13を用いた電池は充
・放電を200サイクル継続しても放電容量の低下は比
較的少なく、充電末期の電池内圧も2.6〜6.0kg
/d程度である。電極14は、前記式における2が1よ
り大きい合金を用いた例であり、サイクル寿命も短く、
電池内圧も他の電池より高くなっている。したがって、
2は1以下が優れている。2 =0.すなわちL aN
i 3Co2などはサイクル寿命は長いかや\電池内
圧が上昇する傾向にある。したがって金属Mは電池内圧
上昇を抑制する効果がある。中でもAl は他の金属と
比較して電池内圧の上昇を抑制する効果が太きい。A1
についで、Or、Ta、V、Mg、Sn、Mo、Mn
なども比較的大きな効果が認められる。
・放電を200サイクル継続しても放電容量の低下は比
較的少なく、充電末期の電池内圧も2.6〜6.0kg
/d程度である。電極14は、前記式における2が1よ
り大きい合金を用いた例であり、サイクル寿命も短く、
電池内圧も他の電池より高くなっている。したがって、
2は1以下が優れている。2 =0.すなわちL aN
i 3Co2などはサイクル寿命は長いかや\電池内
圧が上昇する傾向にある。したがって金属Mは電池内圧
上昇を抑制する効果がある。中でもAl は他の金属と
比較して電池内圧の上昇を抑制する効果が太きい。A1
についで、Or、Ta、V、Mg、Sn、Mo、Mn
なども比較的大きな効果が認められる。
また合金中のNi原子が1原子以下であれば、Co量が
当然多くなり、電池の放電電圧の低下と共に一部Coの
溶解現象が認められる。一方、Niの原子が4原子以上
であればCo量が少なくなりL aN i5に近い特性
となって、優れた密閉形アルカリ蓄電池とならない。し
たがって、Xの値として、1、’5< X < 4の範
囲が最適である。また金属Mとしては、水素平衡圧力を
下げる働きをする金属が望ましい。
当然多くなり、電池の放電電圧の低下と共に一部Coの
溶解現象が認められる。一方、Niの原子が4原子以上
であればCo量が少なくなりL aN i5に近い特性
となって、優れた密閉形アルカリ蓄電池とならない。し
たがって、Xの値として、1、’5< X < 4の範
囲が最適である。また金属Mとしては、水素平衡圧力を
下げる働きをする金属が望ましい。
本発明による水素吸蔵電極を用いた電池は、正極から発
生する酸素ガスが負極の表面で負極中に含有する水素と
電気化学的に反応して水にかえす過程をくりかえすため
に、内圧の上昇が少ない。
生する酸素ガスが負極の表面で負極中に含有する水素と
電気化学的に反応して水にかえす過程をくりかえすため
に、内圧の上昇が少ない。
しかも負極の表面では優先的に水素と酸素のみが作用す
るしくみになっている。そして酸素に対して腐食されな
い耐久性のある合金負極を与えている。合金中のNiは
1.6原子から4原子までにして、COを1原子以上に
することが好ましいるさらに、Mは1原子以下とし、L
aNtxCo、N2において、4 < x + y +
z < 5.5の範囲内が優れている。0なかでもx
+ y + z = 5の合金組成で、とくにL a
Ni 3Co1.7AI。、5LaNi 2.−ycO
2,O”o、 3などが優れている。LaN1xCo、
合金ではL aN 13Co2が比較的硬れた特性を示
している。
るしくみになっている。そして酸素に対して腐食されな
い耐久性のある合金負極を与えている。合金中のNiは
1.6原子から4原子までにして、COを1原子以上に
することが好ましいるさらに、Mは1原子以下とし、L
aNtxCo、N2において、4 < x + y +
z < 5.5の範囲内が優れている。0なかでもx
+ y + z = 5の合金組成で、とくにL a
Ni 3Co1.7AI。、5LaNi 2.−ycO
2,O”o、 3などが優れている。LaN1xCo、
合金ではL aN 13Co2が比較的硬れた特性を示
している。
合金中のNi原子を減少させることにより、水素の吸蔵
性能を、またCo原子を増加させることによりサイクル
寿命の向上と内圧上昇の抑制を図り、さらに金属Mなど
で耐久性を増加し、電池全体としての性能を著しく向上
させることができる。
性能を、またCo原子を増加させることによりサイクル
寿命の向上と内圧上昇の抑制を図り、さらに金属Mなど
で耐久性を増加し、電池全体としての性能を著しく向上
させることができる。
発明の効果
以上のように、本発明によれば、充放電のサイクル寿命
に優れ、過充電により電池内圧の上昇が少ない信頼性の
高い密閉形アルカリ蓄電池が得られる。
に優れ、過充電により電池内圧の上昇が少ない信頼性の
高い密閉形アルカリ蓄電池が得られる。
Claims (1)
- (1)式LaNiICoyM2(但し、臂はAI、S、
n、Mg、Fe。 Mo 、Ta 、V、Cr 、Cu 、Mn及びNbJ
ニジなる群から選んだ少なくとも1種、1.5<X<4
.0.0≦2≦1.3 < x + y < 6.5.
4<” x + y −+’ z < 5.15、で表
わされる水素吸蔵合金からなゑ負極、正極、セパ□’v
t;[h’:アルカリ電解液を□有するi閉形アルセ(
功 前記式においてχ+’y +z = 5である特許
請求の範囲第1項記載の密閉形アルカリ蓄電池。 (′4 前記合金が、LaN4sCo、、 7AI0.
3、LaNl2.□co2.0Al。、3またはLaN
4sCo。である特許請求の範囲第2項記載の密閉形ア
ル劣り蓄電池。□
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59105816A JPS60250557A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | 密閉形アルカリ蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59105816A JPS60250557A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | 密閉形アルカリ蓄電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60250557A true JPS60250557A (ja) | 1985-12-11 |
Family
ID=14417606
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59105816A Pending JPS60250557A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | 密閉形アルカリ蓄電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60250557A (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61233969A (ja) * | 1985-04-10 | 1986-10-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蓄電池用電極 |
JPS62139258A (ja) * | 1985-12-12 | 1987-06-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蓄電池用電極 |
JPS62249358A (ja) * | 1986-04-19 | 1987-10-30 | Sanyo Electric Co Ltd | 水素吸蔵電極 |
JPS63131467A (ja) * | 1986-11-19 | 1988-06-03 | Sanyo Electric Co Ltd | 金属−水素アルカリ蓄電池 |
JPH0448042A (ja) * | 1990-06-18 | 1992-02-18 | Furukawa Battery Co Ltd:The | 水素吸蔵電極 |
JPH04202730A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-23 | Furukawa Battery Co Ltd:The | 水素吸蔵電極 |
US5284619A (en) * | 1990-03-24 | 1994-02-08 | Japan Storage Battery Company, Limited | Hydrogen absorbing electrode for use in nickel-metal hydride secondary batteries |
US5916519A (en) * | 1996-05-01 | 1999-06-29 | Japan Metals & Chemicals Co., Ltd. | Hydrogen storage alloy containing iron |
EP1075032A1 (en) * | 1999-08-05 | 2001-02-07 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Hydrogen absorbing alloy and nickel-metal hydride rechargeable battery |
US6238823B1 (en) * | 1998-09-30 | 2001-05-29 | Brookhaven Science Associates | Non-stoichiometric AB5 alloys for metal hydride electrodes |
-
1984
- 1984-05-25 JP JP59105816A patent/JPS60250557A/ja active Pending
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JPH0690924B2 (ja) * | 1985-12-12 | 1994-11-14 | 松下電器産業株式会社 | 蓄電池用電極 |
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EP1075032A1 (en) * | 1999-08-05 | 2001-02-07 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Hydrogen absorbing alloy and nickel-metal hydride rechargeable battery |
US6733724B1 (en) | 1999-08-05 | 2004-05-11 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Hydrogen absorbing alloy and nickel-metal hydride rechargeable battery |
EP1465270A2 (en) * | 1999-08-05 | 2004-10-06 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Hydrogen absorbing alloy and nickel-metal hydride rechargeable battery |
EP1465270A3 (en) * | 1999-08-05 | 2004-10-13 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Hydrogen absorbing alloy and nickel-metal hydride rechargeable battery |
KR100669593B1 (ko) * | 1999-08-05 | 2007-01-15 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 수소 흡장 합금 및 니켈 수소 이차 전지 |
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