JPS61138459A - 電池用電極 - Google Patents
電池用電極Info
- Publication number
- JPS61138459A JPS61138459A JP59260023A JP26002384A JPS61138459A JP S61138459 A JPS61138459 A JP S61138459A JP 59260023 A JP59260023 A JP 59260023A JP 26002384 A JP26002384 A JP 26002384A JP S61138459 A JPS61138459 A JP S61138459A
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- JP
- Japan
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- hydrogen
- electrode
- hydrogen storage
- storage alloy
- discharge
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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
-
- 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)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (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］
本発明ニッケル水素電池の水素極に用いる水素吸蔵合金
に関するものである。さらに詳しくは水素吸蔵合金を用
いて電気化学的に水素を吸蔵・放出を行う水素極に関す
るものである。
に関するものである。さらに詳しくは水素吸蔵合金を用
いて電気化学的に水素を吸蔵・放出を行う水素極に関す
るものである。
［従来の技術］
従来、水素極を用いるアルカリ型二次電池としては特公
昭５４−８８８８号公報に開示される様に耐圧容器の中
に高圧で水素ガスを貯蔵し、これを貴金属触媒を用いた
水素ガス拡散タイプの水素極で電気化学的に反応させて
充放電を行うニッケル水素電池がある。この電池は従来
の電池に比べて種々の非常に優れた特性を持っているが
、水素ガスを電極活物質として耐圧容器中に貯蔵するた
めに、充電完了時には電池内の圧力は数十気圧という高
圧となり、通常の用途には使用しに〈〈特殊な用途以外
には用いられていない。
昭５４−８８８８号公報に開示される様に耐圧容器の中
に高圧で水素ガスを貯蔵し、これを貴金属触媒を用いた
水素ガス拡散タイプの水素極で電気化学的に反応させて
充放電を行うニッケル水素電池がある。この電池は従来
の電池に比べて種々の非常に優れた特性を持っているが
、水素ガスを電極活物質として耐圧容器中に貯蔵するた
めに、充電完了時には電池内の圧力は数十気圧という高
圧となり、通常の用途には使用しに〈〈特殊な用途以外
には用いられていない。
そこでＬａＮｉ５のような水素吸蔵合金を用いて水素を
可逆的に吸蔵・放出させ、この圧力を下げる試みが米国
特許第３，９５９，０１８号公報に開示されている。
可逆的に吸蔵・放出させ、この圧力を下げる試みが米国
特許第３，９５９，０１８号公報に開示されている。
一方、ＬａＮｉ５自体を水素極として用いる電池が米国
特許第３，８７４，９２８号公報に開示されている。
特許第３，８７４，９２８号公報に開示されている。
［発明の解決しようとする問題点］
一般に、二次電池用電極の特性としては、（１）放電容
量、（２）自己放電率、（３）出力密度、（４）耐久性
、（５）放電電圧の安定性。
量、（２）自己放電率、（３）出力密度、（４）耐久性
、（５）放電電圧の安定性。
（６）充放電時の分極等を考慮する必要がある。
従来の水素吸蔵合金、例えばＬａＮ ｉ５は放電容量゛
、出力密度および放電電位の安定性等の点ですぐれてい
るが、水素の吸蔵、放出を繰り返すと、微粉化が起こり
電極本体と合金の電気的接触が不良となり、かなりの容
量低下が起こる。
、出力密度および放電電位の安定性等の点ですぐれてい
るが、水素の吸蔵、放出を繰り返すと、微粉化が起こり
電極本体と合金の電気的接触が不良となり、かなりの容
量低下が起こる。
これを防止するため、バインダーとしてＰＴＦＥやポリ
エチレンを用い、これらの粉末とＬａＮｉ５粉末とを混
合して電極に成形したり、さらにその後高温で焼成する
等の方法も検討されているが、あまり効果的ではない。
エチレンを用い、これらの粉末とＬａＮｉ５粉末とを混
合して電極に成形したり、さらにその後高温で焼成する
等の方法も検討されているが、あまり効果的ではない。
またＬａ旧５は常温における解離平衡圧が数気圧となる
ため、かなりの自己放電を起こすこと、および充電時の
過電圧が大きいこと等の欠点を有している。
ため、かなりの自己放電を起こすこと、および充電時の
過電圧が大きいこと等の欠点を有している。
以」−に示した、使用に伴う微粉化、および高子ｉ圧合
金電極における自己放電はＬａＮｉ５に限らず、水素貯
蔵合金電極に共通の問題点である。
金電極における自己放電はＬａＮｉ５に限らず、水素貯
蔵合金電極に共通の問題点である。
［問題を解決するための手段］
本発明は、前述の問題点を解決すべくなされたものであ
り、水素吸蔵合金を水素極とするアルカリ型電池用電極
において、水素吸蔵合金がマイクロカプセル化されてい
る′Ｗ！、池川電極用ある。マイクロカプセル化の方法
は特に限定を要せず、公知の方法が用いられうる。その
具体的な方法としては、これらの合金の粉末を化学メッ
キする方法や、プラスチックの微粉末とこれらの合金粉
末を混練する方法等が適宜用いられうる。
り、水素吸蔵合金を水素極とするアルカリ型電池用電極
において、水素吸蔵合金がマイクロカプセル化されてい
る′Ｗ！、池川電極用ある。マイクロカプセル化の方法
は特に限定を要せず、公知の方法が用いられうる。その
具体的な方法としては、これらの合金の粉末を化学メッ
キする方法や、プラスチックの微粉末とこれらの合金粉
末を混練する方法等が適宜用いられうる。
以」−の内でも、化学メッキにより、合金粉末を金属の
薄層で覆うマイクロカプセル化が好ましい。
薄層で覆うマイクロカプセル化が好ましい。
ここで金属の薄層は、一般に内部と通ずるマイクロポア
があるものであるから、該薄層を構成する金属は、必ず
しも水素透過能があることを要しないが、電極としての
性能を考慮した場合、水素透過能のあるものが好ましい
。
があるものであるから、該薄層を構成する金属は、必ず
しも水素透過能があることを要しないが、電極としての
性能を考慮した場合、水素透過能のあるものが好ましい
。
このような水素透過能のある金属としては、多数ある中
でニッケル、コバルト、鉄などが好ましく、他にはコス
ト的に若干画題があるがパラジウム等も好適に使用され
うる。
でニッケル、コバルト、鉄などが好ましく、他にはコス
ト的に若干画題があるがパラジウム等も好適に使用され
うる。
次に上述の金属の薄膜の厚みは、薄膜層の性状（密度、
水素透過速度、水素溶解量）、水素吸蔵合金粒子の性状
（水素透過速度、密度）、大きさによって変りうる。即
ち、被覆層の厚みはその中における水素の拡散が水素の
吸蔵、放出の全過程の中で律速段階となるほど厚くなっ
てはならず、かつ水素吸蔵合金の水素吸蔵放出に件な体
積変化に酎え、微粉化を抑制できる強度を有するととも
に水素の自己放電を充分に抑制できる厚みを有する必要
がある。又必要以上に厚みを増すことは、マイクロカプ
セル化水素吸蔵合金に占める水素吸蔵合金の重隈割合を
減少させ、マイクロカプセル化体の単位体積あたりの水
素吸蔵合金を低下させる。一般的には薄層を構成する金
属の重量が水素吸蔵合金粒子の重量の３０％以下、好ま
しくは５〜１５％程度になるように厚みを選択するとよ
い結果が得られる。
水素透過速度、水素溶解量）、水素吸蔵合金粒子の性状
（水素透過速度、密度）、大きさによって変りうる。即
ち、被覆層の厚みはその中における水素の拡散が水素の
吸蔵、放出の全過程の中で律速段階となるほど厚くなっ
てはならず、かつ水素吸蔵合金の水素吸蔵放出に件な体
積変化に酎え、微粉化を抑制できる強度を有するととも
に水素の自己放電を充分に抑制できる厚みを有する必要
がある。又必要以上に厚みを増すことは、マイクロカプ
セル化水素吸蔵合金に占める水素吸蔵合金の重隈割合を
減少させ、マイクロカプセル化体の単位体積あたりの水
素吸蔵合金を低下させる。一般的には薄層を構成する金
属の重量が水素吸蔵合金粒子の重量の３０％以下、好ま
しくは５〜１５％程度になるように厚みを選択するとよ
い結果が得られる。
一般に水素吸蔵合金粒子は、平均粒子径が０．５〜１０
０ ｇ程度のものが使用されることから、該薄層の厚み
は、金属種によっても左右されるが、０．１〜２０μ、
好ましくは０．３〜１０μ程度が好ましい。該厚みが上
記下限より薄いと水素吸蔵合金の微粉化防止の効果が小
さくなり、また、自己放電抑制効果も小さくなる。また
、該厚みが上記上限より厚くなると、充放電容量が小さ
くなり、また、充放電時の分極が大きくなる。
０ ｇ程度のものが使用されることから、該薄層の厚み
は、金属種によっても左右されるが、０．１〜２０μ、
好ましくは０．３〜１０μ程度が好ましい。該厚みが上
記下限より薄いと水素吸蔵合金の微粉化防止の効果が小
さくなり、また、自己放電抑制効果も小さくなる。また
、該厚みが上記上限より厚くなると、充放電容量が小さ
くなり、また、充放電時の分極が大きくなる。
［作 用１
水素吸蔵合金は水素の吸蔵、放出を行うと格子定数が変
化するため、使用回数の増加とともに、歪みが生じ、次
第に微粉化していく、シかし、水素吸蔵合金粉末は金属
又はプラスチックで被覆することにより、ＬａＮｉ５の
ような特に微粉化しやすい合金でも被覆体の崩壊を防ぐ
ことが可能となる。又、水素発生過電圧の低い元素、例
えばニッケル等で被τしたものでは、水素吸蔵時の過電
圧が著しく低くなる。さらに、水素透過能の大きな金属
で被覆する場合は、表面を厚く、完全に被塑しても、水
素は吸蔵され、又、平衡圧の高い合金を常圧で用いた場
合にも自己放電を抑制することが可能となる。
化するため、使用回数の増加とともに、歪みが生じ、次
第に微粉化していく、シかし、水素吸蔵合金粉末は金属
又はプラスチックで被覆することにより、ＬａＮｉ５の
ような特に微粉化しやすい合金でも被覆体の崩壊を防ぐ
ことが可能となる。又、水素発生過電圧の低い元素、例
えばニッケル等で被τしたものでは、水素吸蔵時の過電
圧が著しく低くなる。さらに、水素透過能の大きな金属
で被覆する場合は、表面を厚く、完全に被塑しても、水
素は吸蔵され、又、平衡圧の高い合金を常圧で用いた場
合にも自己放電を抑制することが可能となる。
実施例１．比較例１
５００メツシユパスのＬａＮｉ５を１０％塩酸中で処理
し、水洗した後、市販のＮｉ化学メッキ液に投入した。
し、水洗した後、市販のＮｉ化学メッキ液に投入した。
Ｎｉ化学メッキ液は上材工業■製ＢＥＬ ８０１であり
、アンモニア水を用いテｐＨヲ６．０〜６．５に調整し
、温度は６３〜８５℃とした。
、アンモニア水を用いテｐＨヲ６．０〜６．５に調整し
、温度は６３〜８５℃とした。
１０分間メッキを行った後、濾過、水洗、乾炸を行った
。ＬａＮｉ５粒子表面のＮｉＱ層の厚みは平均１ルで、
その重量はＬａＮｉ５粒子重量の約１４％であった。こ
のマイクロカプセル化した合金粉末を発泡ニッケル基板
に分散メッキ法（メッキ浴は全塩化ニッケル浴）を用い
て付着させ、水素極とした。４１着量は３ｇ／ｃｒｎ’
であった。このようにして作製した水素極を３０℃、２
５％ＫＯ）Ｉ水溶液中で充放電試験を行ったところ、第
１図に実線で示すように２９０ｍＡｈ／ｇの放電容量を
得た。
。ＬａＮｉ５粒子表面のＮｉＱ層の厚みは平均１ルで、
その重量はＬａＮｉ５粒子重量の約１４％であった。こ
のマイクロカプセル化した合金粉末を発泡ニッケル基板
に分散メッキ法（メッキ浴は全塩化ニッケル浴）を用い
て付着させ、水素極とした。４１着量は３ｇ／ｃｒｎ’
であった。このようにして作製した水素極を３０℃、２
５％ＫＯ）Ｉ水溶液中で充放電試験を行ったところ、第
１図に実線で示すように２９０ｍＡｈ／ｇの放電容量を
得た。
Ｎ１Ｍ１．覆によるマイクロカプセル化を行わないＬａ
Ｎｉ５電極では第１図に破線で示すように２２０ｍＡｈ
／ｇの容量しか得られない上に劣化も速い。又、ＬａＮ
ｉ５電極は充電時の過電圧がかなり大きいが、旧被覆に
よるマイクロカプセル化を行うことにより、充放電電流
２０ｍＡ／ ｃｍ’で約１００ｍＶ低減した。
Ｎｉ５電極では第１図に破線で示すように２２０ｍＡｈ
／ｇの容量しか得られない上に劣化も速い。又、ＬａＮ
ｉ５電極は充電時の過電圧がかなり大きいが、旧被覆に
よるマイクロカプセル化を行うことにより、充放電電流
２０ｍＡ／ ｃｍ’で約１００ｍＶ低減した。
実施例２．比較例２
５００メツシユパスのＴ！２Ｎｉを実施例１と同様に旧
でカプセル化を行ない、分散メッキ法により発泡ニッケ
ル基板に付着させることにより、水素極を作製した。付
着量は２ｇ／ｃｒｎ”であった。
でカプセル化を行ない、分散メッキ法により発泡ニッケ
ル基板に付着させることにより、水素極を作製した。付
着量は２ｇ／ｃｒｎ”であった。
なお、Ｔｉ２Ｎｉ粒子の表面のＮｉ薄層は、厚みが平均
ＩＩｉ、で、その重量は、Ｔｉ２Ｎｉ粒子重量に対し約
１５％であった。この水素極を３０℃、２５％ＫＯＨ水
溶液中で充放電試験を行ったところ、第２図に実線で示
すように１９０ｍＡｈ／ｇの放電容量を得た。旧による
カプセル化を行なわないものでは第２図に破線で示すよ
うに１２（１ｍＡｈ／Ｈの放電容量しか得られず、又容
敬低下も著しかった。
ＩＩｉ、で、その重量は、Ｔｉ２Ｎｉ粒子重量に対し約
１５％であった。この水素極を３０℃、２５％ＫＯＨ水
溶液中で充放電試験を行ったところ、第２図に実線で示
すように１９０ｍＡｈ／ｇの放電容量を得た。旧による
カプセル化を行なわないものでは第２図に破線で示すよ
うに１２（１ｍＡｈ／Ｈの放電容量しか得られず、又容
敬低下も著しかった。
実施例３〜４
実施例１において、化学メッキ液、 ＬａＮｉ５粒子の
粒径、金属薄膜の重量比及びその厚みを第１表に示す如
く変えた以外は、実施例１と同様にして、電極を製作し
、実施例１と同様にして試験を行なった。結果を第１表
に併記する。
粒径、金属薄膜の重量比及びその厚みを第１表に示す如
く変えた以外は、実施例１と同様にして、電極を製作し
、実施例１と同様にして試験を行なった。結果を第１表
に併記する。
第１表
［発明の効果］
以−１−の如く本発明は、水素吸蔵合金をマイクロカプ
セル化することにより、微粉化の抑制、自己放電の抑制
、充電過電圧の低減のような効果を生じる優れたもので
ある。
セル化することにより、微粉化の抑制、自己放電の抑制
、充電過電圧の低減のような効果を生じる優れたもので
ある。
第１図は、本発明における実施例１．比較例１の電極の
充放電特性を示すグラフである。 第２図は、本発明における実施例２．比較例２の電極の
充放電特性を示すグラフである。 Ｌ枚＠回数（町 第 １ 目
充放電特性を示すグラフである。 第２図は、本発明における実施例２．比較例２の電極の
充放電特性を示すグラフである。 Ｌ枚＠回数（町 第 １ 目
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）水素吸蔵合金を水素極とするアルカリ型電池用電
極において、水素吸蔵合金がマイクロカプセル化されて
いる電池用電極。 （２）マイクロカプセル化が金属の薄層で水素吸蔵合金
を覆うことである特許請求の範囲第 （１）項記載の電池用電極。 （３）金属が水素透過能のある特許請求の範囲第（２）
項記載の電池用電極。 （４）水素吸蔵合金が平均粒径０．５〜１００μの粒子
であり金属の薄膜が厚み０．１〜２０μである特許請求
の範囲第（２）項記載の電池用電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59260023A JPS61138459A (ja) | 1984-12-11 | 1984-12-11 | 電池用電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59260023A JPS61138459A (ja) | 1984-12-11 | 1984-12-11 | 電池用電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61138459A true JPS61138459A (ja) | 1986-06-25 |
Family
ID=17342227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59260023A Pending JPS61138459A (ja) | 1984-12-11 | 1984-12-11 | 電池用電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61138459A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6486448A (en) * | 1987-08-20 | 1989-03-31 | Sanyo Electric Co | Hydrogen absorption electrode |
| JPH02183964A (ja) * | 1989-01-09 | 1990-07-18 | Agency Of Ind Science & Technol | 水素吸蔵電極の製造方法 |
| WO1992008251A1 (fr) * | 1990-10-29 | 1992-05-14 | Yuasa Corporation | Electrode d'accumulation d'hydrogene, electrode au nickel, et accumulateur nickel-hydrogene |
| EP0793284A1 (en) * | 1996-03-08 | 1997-09-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of producing a hydrogen storage alloy for alkaline storage battery |
-
1984
- 1984-12-11 JP JP59260023A patent/JPS61138459A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6486448A (en) * | 1987-08-20 | 1989-03-31 | Sanyo Electric Co | Hydrogen absorption electrode |
| JPH0528472B2 (ja) * | 1987-08-20 | 1993-04-26 | Sanyo Electric Co | |
| JPH02183964A (ja) * | 1989-01-09 | 1990-07-18 | Agency Of Ind Science & Technol | 水素吸蔵電極の製造方法 |
| WO1992008251A1 (fr) * | 1990-10-29 | 1992-05-14 | Yuasa Corporation | Electrode d'accumulation d'hydrogene, electrode au nickel, et accumulateur nickel-hydrogene |
| US5393616A (en) * | 1990-10-29 | 1995-02-28 | Yuasa Corporation | Metal hydride electrode |
| EP0793284A1 (en) * | 1996-03-08 | 1997-09-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of producing a hydrogen storage alloy for alkaline storage battery |
| US5837317A (en) * | 1996-03-08 | 1998-11-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of producing hydrogen storage alloy for battery |
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