JPS6074355A - ニツケル−水素二次電池用水素極 - Google Patents
ニツケル−水素二次電池用水素極Info
- Publication number
- JPS6074355A JPS6074355A JP58184166A JP18416683A JPS6074355A JP S6074355 A JPS6074355 A JP S6074355A JP 58184166 A JP58184166 A JP 58184166A JP 18416683 A JP18416683 A JP 18416683A JP S6074355 A JPS6074355 A JP S6074355A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen
- electrode
- nickel
- catalyst layer
- hydrogen electrode
- 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
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
-
- 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
-
- 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
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
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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】
本発明はニッケルー水素二次電池に用いる水素極に関す
るものである。
るものである。
正極としてニッケル極、負極として水素極を用いてなる
ニッケルー水素二次電池の各電極は水酸イヒカリウム等
の電解液の存在により下式の如き反応をする。
ニッケルー水素二次電池の各電極は水酸イヒカリウム等
の電解液の存在により下式の如き反応をする。
放電
正’ｌｊｊ Ｎ ｉ ＯＯＨ＋ Ｈｚ Ｏ＋ ｅ−二Ｎ
１（ＯＨ）２＋ ＯＨ−（１）充電 そして負極の反応は水素（気体）−電解液（液体）−触
媒（固体）の三相界面で起る。従って従来はアルカリ電
解質水素−酸素燃料電池などのガス拡散型水素極をその
ままニッケルー水素二次電池の水素極として使用してい
た。しかしながらこのものでは充放電サイクルを繰り返
すと次第に水素極の分極が増大して電池電圧が著しく低
下し電池を比較的早期に寿命に至らしめるという欠点が
あった。
１（ＯＨ）２＋ ＯＨ−（１）充電 そして負極の反応は水素（気体）−電解液（液体）−触
媒（固体）の三相界面で起る。従って従来はアルカリ電
解質水素−酸素燃料電池などのガス拡散型水素極をその
ままニッケルー水素二次電池の水素極として使用してい
た。しかしながらこのものでは充放電サイクルを繰り返
すと次第に水素極の分極が増大して電池電圧が著しく低
下し電池を比較的早期に寿命に至らしめるという欠点が
あった。
本発明はこれら従来の欠点を解消し比較的寿命の長いニ
ッケルー水素二次電池用の水素極を得ることを目的とす
るものである。
ッケルー水素二次電池用の水素極を得ることを目的とす
るものである。
燃料電池用の水素極とニッケルー水素二次電池の水素極
との最も異なる点は、燃料電池の場合は水素が消費され
る反応しか起らな℃・のに対し、ニッケルー水素二次電
池の場合は水素の消費反応と発生反応が交互に起ること
である。これが為燃料電池の水素極をそのままニッケル
ー水素二次電池に用いるとその撥水性が強過ぎて三相界
面の反応抵抗が増大し上記欠点が発生するものと考え本
発間者が種々検討した結果ニッケルー水素二次電池用と
して分極がなく、シたがって電池電圧の低下もな（電池
寿命を向上し得る水素極を見い出したものである。即ち
本発明は、白金添加炭素触媒とポリテトラフルオロエチ
レンとの混合物からなる触媒層のポリテトラフルオロエ
チレンの含有量を１５〜２５ｗｔ％とし、該触媒層を多
孔性ポリテトラフルオロエチレン膜とともに基体に圧着
してなることを特徴とするものである。
との最も異なる点は、燃料電池の場合は水素が消費され
る反応しか起らな℃・のに対し、ニッケルー水素二次電
池の場合は水素の消費反応と発生反応が交互に起ること
である。これが為燃料電池の水素極をそのままニッケル
ー水素二次電池に用いるとその撥水性が強過ぎて三相界
面の反応抵抗が増大し上記欠点が発生するものと考え本
発間者が種々検討した結果ニッケルー水素二次電池用と
して分極がなく、シたがって電池電圧の低下もな（電池
寿命を向上し得る水素極を見い出したものである。即ち
本発明は、白金添加炭素触媒とポリテトラフルオロエチ
レンとの混合物からなる触媒層のポリテトラフルオロエ
チレンの含有量を１５〜２５ｗｔ％とし、該触媒層を多
孔性ポリテトラフルオロエチレン膜とともに基体に圧着
してなることを特徴とするものである。
以下本発明の一実施例を詳細に説明する。
２０ｗｔ％白金添加カーボン７゛ラツク触媒粉末１００
β ｌ（対しポリテトラフルオロエチレン（以下ＰＴＦ
Ｅという）のディスパージョンを２９４２（実質ＰＴＦ
Ｅの情はこの６０％）の割合で加えこれをよく混練して
ＰＴＦＥを繊維什させたのち、乾燥し１次いでチノ素ガ
ス雰囲気中でＰＴＦＥの融点以下の約２７０’Ｏで熱処
理を行なった。次にこれを粉砕し、５０メツシユのニッ
ケル金網からなる基体上に堆積してＰＴＦＥ含有量１５
ｗｔ％の触媒層を形成し、さらに触媒層の上に平均孔
径５μのＰＴＦＥ膜を載せ、これを加圧して金網と触媒
層とＰＴＦＥ膜を圧着し厚さ０．２２ＷＮ の水素極を
得た。
β ｌ（対しポリテトラフルオロエチレン（以下ＰＴＦ
Ｅという）のディスパージョンを２９４２（実質ＰＴＦ
Ｅの情はこの６０％）の割合で加えこれをよく混練して
ＰＴＦＥを繊維什させたのち、乾燥し１次いでチノ素ガ
ス雰囲気中でＰＴＦＥの融点以下の約２７０’Ｏで熱処
理を行なった。次にこれを粉砕し、５０メツシユのニッ
ケル金網からなる基体上に堆積してＰＴＦＥ含有量１５
ｗｔ％の触媒層を形成し、さらに触媒層の上に平均孔
径５μのＰＴＦＥ膜を載せ、これを加圧して金網と触媒
層とＰＴＦＥ膜を圧着し厚さ０．２２ＷＮ の水素極を
得た。
このようにして得た水素極（１）を負極として第１図示
の如く焼結式ニッケル極からなる正極（２）の両面にア
スベストからなるセパレーター（３）を介して積層し、
さらに各水素極（１） ｆｌ） Ｋ拡散スクリーン（４
）（４）を積層し、これらを端板ｆ５１ ＋５１で両側
から押え円筒形の耐圧容器（図示せず）内に収納して容
量０．１４ＡＨのニッケルー水素二次電池を得るもので
あるが、特に電極電位を測定する為に一方の拡散スクリ
ーン（４）と端板（５）との間に２上記と同様の製法に
て製作して触媒層のＰＴＦＥ含有量を２５ｗｔ％とじた
水素基準極（６）とセパレーター（３）を積層介在せし
めた。
の如く焼結式ニッケル極からなる正極（２）の両面にア
スベストからなるセパレーター（３）を介して積層し、
さらに各水素極（１） ｆｌ） Ｋ拡散スクリーン（４
）（４）を積層し、これらを端板ｆ５１ ＋５１で両側
から押え円筒形の耐圧容器（図示せず）内に収納して容
量０．１４ＡＨのニッケルー水素二次電池を得るもので
あるが、特に電極電位を測定する為に一方の拡散スクリ
ーン（４）と端板（５）との間に２上記と同様の製法に
て製作して触媒層のＰＴＦＥ含有量を２５ｗｔ％とじた
水素基準極（６）とセパレーター（３）を積層介在せし
めた。
尚図示はしないが各セパレーター＋３１ ＋３１ ＋３
）は部分的に連結し、正・負各極の電位を１つの水素基
準極（６）で測定し得るようにした。さらに屯Ｍ液どし
ては濃厚な水酸化カリウム水溶液を用いた。
）は部分的に連結し、正・負各極の電位を１つの水素基
準極（６）で測定し得るようにした。さらに屯Ｍ液どし
ては濃厚な水酸化カリウム水溶液を用いた。
このように形成したニッケルー水素二次電池を０．３０
充電、０．５Ｃ放電：放電深度２５％、 温度２５Ｃ２
の条件で充放電サイクル試験を行なった時の１７電末に
おけるニッケル極電位、水素極電位およびカレントイン
ターラブター法にて測定した放電時の電池の電圧降下（
ＩＲｄｒｏｐ） の変化を第２図のそれぞれ曲線Ａ、、
Ａ２．Ａ５にて示す。同様に水素極の触媒層におけるＰ
ＴＦＥの含有量をそれぞれ２５’ｗｔ％およびろ５ｗｔ
％としたときの各水素極電位と電池の電圧降下の変化を
曲線Ｂ２．Ｂ３および曲線Ｃ２，Ｃ５にて示す。 尚こ
のときの各ニッケル極電位は曲線Ａ１と同一で表わされ
る。
充電、０．５Ｃ放電：放電深度２５％、 温度２５Ｃ２
の条件で充放電サイクル試験を行なった時の１７電末に
おけるニッケル極電位、水素極電位およびカレントイン
ターラブター法にて測定した放電時の電池の電圧降下（
ＩＲｄｒｏｐ） の変化を第２図のそれぞれ曲線Ａ、、
Ａ２．Ａ５にて示す。同様に水素極の触媒層におけるＰ
ＴＦＥの含有量をそれぞれ２５’ｗｔ％およびろ５ｗｔ
％としたときの各水素極電位と電池の電圧降下の変化を
曲線Ｂ２．Ｂ３および曲線Ｃ２，Ｃ５にて示す。 尚こ
のときの各ニッケル極電位は曲線Ａ１と同一で表わされ
る。
第２図からも明らかな如く曲線Ａ２およびＢ２ｄシ
で示されるＰＴＦＥ含有量１５〜２５ｗｔ％の水素極曲
線Ｃ２で示されるＰＴＦＥ含有量３５ ｗｔ％の水素極
に比し分極も小さくまたこれらを使用した電池の電圧降
下もＰＴＦＥ含有量１５〜２５ｗｔ％ の水素極を用い
たものがあまり変化せず小さい。
線Ｃ２で示されるＰＴＦＥ含有量３５ ｗｔ％の水素極
に比し分極も小さくまたこれらを使用した電池の電圧降
下もＰＴＦＥ含有量１５〜２５ｗｔ％ の水素極を用い
たものがあまり変化せず小さい。
尚触媒層におけるＰＴＦＥの含有量が１０ｗｔ％以下で
は結着力が弱く触媒層の充分な強度が得られなかった。
は結着力が弱く触媒層の充分な強度が得られなかった。
したがってＰＴＦＥの含有量は１５〜２５ ｗｔ ％
が最適であり、この範囲において水素極の分極を小さく
でき電池の電圧の低下しない長寿命の電池を得ることが
出来るものである。
が最適であり、この範囲において水素極の分極を小さく
でき電池の電圧の低下しない長寿命の電池を得ることが
出来るものである。
以上の如く本発明によれば、白金添加炭素触媒とＰＴＦ
Ｆ：、どの混合物からなる触媒層のＰＴＦＥ の含有量
を１５〜２５ ｗｔ ％とじ、該触媒層を多孔性ＰＴＦ
Ｅ膜とともえ基体に圧着したので 分極の小さい水素極
が得られ、かつ電池の雷、圧降下も小ならしめることが
出来長寿命の電池を得ることが出来る等の効果を奏する
ものである。
Ｆ：、どの混合物からなる触媒層のＰＴＦＥ の含有量
を１５〜２５ ｗｔ ％とじ、該触媒層を多孔性ＰＴＦ
Ｅ膜とともえ基体に圧着したので 分極の小さい水素極
が得られ、かつ電池の雷、圧降下も小ならしめることが
出来長寿命の電池を得ることが出来る等の効果を奏する
ものである。
第１図は本発明水素極を用いたニッケルー水素二次電池
を試験する為の極板群構成図、ε（５２図は充放電サイ
クル時の各電極電位と電池の市、圧降下を示す関係曲線
図である。 （１）・・水素４Ｌ１２＋・・ニッケル極（正に５４
） 、 ＋３１・・セ特許出願人 古河電池株式会社
を試験する為の極板群構成図、ε（５２図は充放電サイ
クル時の各電極電位と電池の市、圧降下を示す関係曲線
図である。 （１）・・水素４Ｌ１２＋・・ニッケル極（正に５４
） 、 ＋３１・・セ特許出願人 古河電池株式会社
Claims (1)
- 白金添加炭素触媒とポリテトラフルオロエチレンとの混
合物からなる触媒層のポリテトラフルオロエチレンの含
有量を１５〜２５ｗｔ％とし、該触媒層を多孔性ポリテ
トラフルオルエチレン膜とともに基体に圧着してなるニ
ッケルー水素二次電池用水素極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58184166A JPS6074355A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | ニツケル−水素二次電池用水素極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58184166A JPS6074355A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | ニツケル−水素二次電池用水素極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6074355A true JPS6074355A (ja) | 1985-04-26 |
Family
ID=16148516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58184166A Pending JPS6074355A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | ニツケル−水素二次電池用水素極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6074355A (ja) |
-
1983
- 1983-09-30 JP JP58184166A patent/JPS6074355A/ja active Pending
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