JPS60250557A - 密閉形アルカリ蓄電池 - Google Patents

密閉形アルカリ蓄電池

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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
Application number
JP59105816A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuyuki Yanagihara
伸行 柳原
Hiroshi Kawano
川野 博志
Munehisa Ikoma
宗久 生駒
Koji Urao
浦生 孝治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS60250557A publication Critical patent/JPS60250557A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/383Hydrogen absorbing alloys
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy 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。

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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。□
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