JPS61176065A - 水素吸蔵電極 - Google Patents
水素吸蔵電極Info
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- JPS61176065A JPS61176065A JP60016861A JP1686185A JPS61176065A JP S61176065 A JPS61176065 A JP S61176065A JP 60016861 A JP60016861 A JP 60016861A JP 1686185 A JP1686185 A JP 1686185A JP S61176065 A JPS61176065 A JP S61176065A
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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
Landscapes
- 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】
（イ１ 産業上の利用分野
本発明はアルカリ蓄電池の負極として用いられる水素吸
蔵電極に関し、特に高容量を長期にわたって維持するよ
う改良された水素吸蔵電極に関する。
蔵電極に関し、特に高容量を長期にわたって維持するよ
う改良された水素吸蔵電極に関する。
（口： 従来の技術
従来からよく用いられる蓄電池としては鉛電池及びニッ
ケルーカドミウム電池があるが、近年これら電池より軽
量で且つ高容量となる可能性があるということで、特に
低圧に於いて負極活物質である水素を可逆的に吸蔵及び
放出することのできろ水素吸蔵合金を備えた電極を負極
に用い、水酸化ニッケルなどの金属酸化物を正極活物質
とする電極を正極に用いた金属−水素アルカリ蓄電池が
注目されている。
ケルーカドミウム電池があるが、近年これら電池より軽
量で且つ高容量となる可能性があるということで、特に
低圧に於いて負極活物質である水素を可逆的に吸蔵及び
放出することのできろ水素吸蔵合金を備えた電極を負極
に用い、水酸化ニッケルなどの金属酸化物を正極活物質
とする電極を正極に用いた金属−水素アルカリ蓄電池が
注目されている。
一般にこの種蓄電池に用いられる水素吸蔵合金を備えた
水素吸蔵電極は特公昭５Ｂ−４６８２７号公報に於いて
提案されているように水素を吸蔵する合金粉末と水素を
吸蔵しない合金粉末との混合物を焼結して焼結多孔体を
作製し、これを水素吸蔵電極とする方法、あるいは特開
昭５５−１０５５４１号公報に於いて提案されているよ
うに水素を吸蔵する合金粉末とアセチレンブラック及び
電極支持体とを耐電解液性の粒子状結着剤によりにＴｉ
Ｆｅ合金がある。ＴｉＦ６合金は室温近傍で可逆的な水
素の吸蔵及び放出が可能であ丞こと及び原料が比較的安
価なこと等により有望視されている。しかしながら、Ｔ
ｉＦｅを備えた水素吸蔵電極は、電極容量を規定するＴ
ｉＦｅの水素吸蔵置が少なく、また充放電による水素の
吸蔵放出を繰り返すとＴｉＦｅの合金格子が変形し１合
金に割れが生じて微粉化を起こすため１合金の微粉化に
よる脱落が生じ電極容量が低下し長期にわたって電極性
能を維持することができなかった。
水素吸蔵電極は特公昭５Ｂ−４６８２７号公報に於いて
提案されているように水素を吸蔵する合金粉末と水素を
吸蔵しない合金粉末との混合物を焼結して焼結多孔体を
作製し、これを水素吸蔵電極とする方法、あるいは特開
昭５５−１０５５４１号公報に於いて提案されているよ
うに水素を吸蔵する合金粉末とアセチレンブラック及び
電極支持体とを耐電解液性の粒子状結着剤によりにＴｉ
Ｆｅ合金がある。ＴｉＦ６合金は室温近傍で可逆的な水
素の吸蔵及び放出が可能であ丞こと及び原料が比較的安
価なこと等により有望視されている。しかしながら、Ｔ
ｉＦｅを備えた水素吸蔵電極は、電極容量を規定するＴ
ｉＦｅの水素吸蔵置が少なく、また充放電による水素の
吸蔵放出を繰り返すとＴｉＦｅの合金格子が変形し１合
金に割れが生じて微粉化を起こすため１合金の微粉化に
よる脱落が生じ電極容量が低下し長期にわたって電極性
能を維持することができなかった。
（ハ）発明が解決しようとする問題点
本発明は水素の吸蔵・放出量が多く且つ結晶格子の変形
が小さい合金を水素吸蔵材として用いることで、放電容
量を増大させると共に合金の微粉化を抑制し、長期の充
放電サイクルにわたって高容量を維持することのできる
蓄電池の負極としての水素吸蔵電極を提供しようとする
ものである。
が小さい合金を水素吸蔵材として用いることで、放電容
量を増大させると共に合金の微粉化を抑制し、長期の充
放電サイクルにわたって高容量を維持することのできる
蓄電池の負極としての水素吸蔵電極を提供しようとする
ものである。
に）問題点を解決するための手段
本発明の水素吸蔵電極は、チタン−鉄合金をベースとし
て該合金にＩＩ／、８１．Ｖ、Ｏｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｏｏ
、Ｃｕｅ Ｚｎ、Ｙ％ Ｚｒ、 Ｎｂ。
て該合金にＩＩ／、８１．Ｖ、Ｏｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｏｏ
、Ｃｕｅ Ｚｎ、Ｙ％ Ｚｒ、 Ｎｂ。
Ｍｏ、Ｈ／、Ｔａ、Ｌａ及びアルカリ土類金属から選ば
れる少なくとも一種の元素を含有された合金を備えるも
のである。
れる少なくとも一種の元素を含有された合金を備えるも
のである。
（ホ）作 用
チタン−鉄合金をベースとして前記元素から選ばれた少
なくとも一種を含有する合金を水系吸蔵材として備え九
水素吸蔵を極は、水素の吸蔵・放出量が増大すると共に
合金の微粉化が抑制されて高容量を長期にわたって維持
する。
なくとも一種を含有する合金を水系吸蔵材として備え九
水素吸蔵を極は、水素の吸蔵・放出量が増大すると共に
合金の微粉化が抑制されて高容量を長期にわたって維持
する。
（へ）実施例
？ｆｆ［のチタン、鉄及びアルミニウムを組成比でＴｉ
：ｆ’ｅ：Ａｔ！８１ ：０．８：α２になるよう混合
し、アーク溶解炉に入れて９口熱、溶解して合金化した
後粉砕してＴｉＦｅαｅＡ／ａｘ粉末を得ると共に、前
記混合１合金化及び粉砕という操作を行なって組成が種
々異なる各種水素吸蔵合金粉末を得た。
：ｆ’ｅ：Ａｔ！８１ ：０．８：α２になるよう混合
し、アーク溶解炉に入れて９口熱、溶解して合金化した
後粉砕してＴｉＦｅαｅＡ／ａｘ粉末を得ると共に、前
記混合１合金化及び粉砕という操作を行なって組成が種
々異なる各種水素吸蔵合金粉末を得た。
こうして得られ九各種水素吸蔵合金粉末８０重量％、導
電材としてのアセチレンブラック１０重量％及び結着剤
としてのフッ素樹脂粉末１０重量％を混合機で均一に混
合すると共にフッ素樹脂を繊維化する。そして得られ九
混繍物をニッケル金網で包み込み３ ｔｏｎ／−で訓圧
成型することにより、外面がニッケル金網で債われた水
素吸蔵電極を作製した。この外面がニッケル金網で覆わ
れた構造の水素吸蔵を極は、充電時に電極中の水素吸蔵
合金が水素を吸蔵すると共て水素ガスを発生して生じる
電極の膨張を前記ニッケル金網によって機械的に抑え、
この電極の膨張による機械的強度の劣化及びそれて伴う
水素吸蔵合金の脱落が抑えられて充放電の繰り返しによ
る性能の早期低下を抑制する。尚、これら水素吸蔵電極
に用いた合金粉末は夫々的１．５Ｆである。
電材としてのアセチレンブラック１０重量％及び結着剤
としてのフッ素樹脂粉末１０重量％を混合機で均一に混
合すると共にフッ素樹脂を繊維化する。そして得られ九
混繍物をニッケル金網で包み込み３ ｔｏｎ／−で訓圧
成型することにより、外面がニッケル金網で債われた水
素吸蔵電極を作製した。この外面がニッケル金網で覆わ
れた構造の水素吸蔵を極は、充電時に電極中の水素吸蔵
合金が水素を吸蔵すると共て水素ガスを発生して生じる
電極の膨張を前記ニッケル金網によって機械的に抑え、
この電極の膨張による機械的強度の劣化及びそれて伴う
水素吸蔵合金の脱落が抑えられて充放電の繰り返しによ
る性能の早期低下を抑制する。尚、これら水素吸蔵電極
に用いた合金粉末は夫々的１．５Ｆである。
次いで上記水素吸蔵電極を夫々理論容量が６００ＷＩ入
Ｈの焼結式ニッケル正極と組み合わせ電解液に水酸化カ
リウム水溶液を用いて密閉型ニッケルー水素アルカリ蓄
電池を種々作製し、負極に用いた水素吸蔵合金の種類に
より第１表に示す如く電池Ａ乃至Ｕとする。これら′１
池を０．１０電流で１６時間充電した後、０．２０を流
で放電して電池電圧がｔＯＶになった時点で放電停止す
るサイクル条件で充放電を繰り返し行ない電池性能を測
定し、各電池の放電容量を第１表に示すと共にそのサイ
クル特性を各電池の初期容量を夫々１００として第１図
に示す。
Ｈの焼結式ニッケル正極と組み合わせ電解液に水酸化カ
リウム水溶液を用いて密閉型ニッケルー水素アルカリ蓄
電池を種々作製し、負極に用いた水素吸蔵合金の種類に
より第１表に示す如く電池Ａ乃至Ｕとする。これら′１
池を０．１０電流で１６時間充電した後、０．２０を流
で放電して電池電圧がｔＯＶになった時点で放電停止す
るサイクル条件で充放電を繰り返し行ない電池性能を測
定し、各電池の放電容量を第１表に示すと共にそのサイ
クル特性を各電池の初期容量を夫々１００として第１図
に示す。
第１表からＴｉＦｅをベースとして該合金中のチタンま
たは鉄を部分的に、Ａ／、８１．Ｖ、Ｏｒ、Ｍｎ、Ｎｉ
、Ｏｏ、Ｃｕｅ Ｚｎｓ Ｙ、Ｚｒ。
たは鉄を部分的に、Ａ／、８１．Ｖ、Ｏｒ、Ｍｎ、Ｎｉ
、Ｏｏ、Ｃｕｅ Ｚｎｓ Ｙ、Ｚｒ。
Ｎｂ、Ｍａｓ Ｈ／、Ｔａｎ Ｌａ及びアルカリ土類金
属から選ばれた元素に置き換えた合金を備えた負極を有
する電池Ａ乃至Ｔは、何れもＴｉＦｅを備えた負極を有
する電池Ｕより放電容量が増大していることがわかる。
属から選ばれた元素に置き換えた合金を備えた負極を有
する電池Ａ乃至Ｔは、何れもＴｉＦｅを備えた負極を有
する電池Ｕより放電容量が増大していることがわかる。
特に電池Ａ、Ｄ、Ｂ及びＧに於ける効果が顕著であり放
電容量が著しく向上している。サイクル特性についても
第１図から明らかなように電池Ａ乃至Ｔは電池υより向
上しており、特に電池に、Ｌ、Ｎ、Ｏ及びＰのサイクル
特性が著しく向上している。
電容量が著しく向上している。サイクル特性についても
第１図から明らかなように電池Ａ乃至Ｔは電池υより向
上しており、特に電池に、Ｌ、Ｎ、Ｏ及びＰのサイクル
特性が著しく向上している。
上述したようにＴｉＦｅをペースとして第１表で示す各
種元素を含有する合金を負極の水素吸蔵材として用いる
と放電容量及びサイクル特性が向上する。またＴｉＦｅ
をペースとして２種以上の元素を含有させた合金を用い
た場合にも放電容量及びサイクル特性の向上がみられる
。したがって目的に応じて２種以上の元素を適宜含有さ
せることによって電極性能を向上させることが可能であ
る。以下にＴｉＦｅをペースとし２種の元素を含有させ
た合金を負極の水素吸蔵材として用いた実施例を示す。
種元素を含有する合金を負極の水素吸蔵材として用いる
と放電容量及びサイクル特性が向上する。またＴｉＦｅ
をペースとして２種以上の元素を含有させた合金を用い
た場合にも放電容量及びサイクル特性の向上がみられる
。したがって目的に応じて２種以上の元素を適宜含有さ
せることによって電極性能を向上させることが可能であ
る。以下にＴｉＦｅをペースとし２種の元素を含有させ
た合金を負極の水素吸蔵材として用いた実施例を示す。
前述と同様の操作でＴ１α９’ｌ’ａ（Ｌ１ｐ’６（Ｌ
ｆＡｅＣＬｌ。
ｆＡｅＣＬｌ。
ＴｉＦｅ１ａＡｌ！（ＬＩＭｎ（Ｌｌ及びＴｉ０ＩＺｒ
ｌｌＴａＣＬＩＦ８からなる合金粉末を作製し、これら
合金を負極の水素吸蔵材として使用して電池を組み立て
放電容量及びサイクル特性を測定した。こうして作ａさ
れた電池を、夫々負極に用いた水素吸蔵電機の種頌に対
応させて第２表に示すように電池ｖ、Ｗ及びＸとすると
共に、その放電容量を第２表に同時に示し、またそのサ
イクル特性を第２図に示す。
ｌｌＴａＣＬＩＦ８からなる合金粉末を作製し、これら
合金を負極の水素吸蔵材として使用して電池を組み立て
放電容量及びサイクル特性を測定した。こうして作ａさ
れた電池を、夫々負極に用いた水素吸蔵電機の種頌に対
応させて第２表に示すように電池ｖ、Ｗ及びＸとすると
共に、その放電容量を第２表に同時に示し、またそのサ
イクル特性を第２図に示す。
（ト１ 発明の効果
本発明の水素吸蔵電機はチタン−鉄合金にＡｌ１１８
ｉ、ｖ、Ｏｒｓ Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、０ｕｔＺｎ、ｙ、
Ｚｒ、Ｎｂ＊ Ｍｏ、Ｈｆ＊ Ｔａ−Ｌａ及びアルカリ
土類金属から選ばれる少なくとも一種の元素を含有させ
た合金を水素吸蔵材として用いたものであり、放電容量
及びサイクル特性の向上をもたらすものであるから、優
れた性能の蓄電池を提供することができ、その工業的価
値は極めて大きい。
ｉ、ｖ、Ｏｒｓ Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、０ｕｔＺｎ、ｙ、
Ｚｒ、Ｎｂ＊ Ｍｏ、Ｈｆ＊ Ｔａ−Ｌａ及びアルカリ
土類金属から選ばれる少なくとも一種の元素を含有させ
た合金を水素吸蔵材として用いたものであり、放電容量
及びサイクル特性の向上をもたらすものであるから、優
れた性能の蓄電池を提供することができ、その工業的価
値は極めて大きい。
第１図は本発明の水素吸蔵電極を備えた電池Ａ乃至１゛
及び比較電池Ｕのサイクル特性図、第２図は本発明の水
素吸蔵電極を備えた電池Ｖ、Ｗ及びＸのサイクル特性図
である。 出−人 三洋電機株式会社
及び比較電池Ｕのサイクル特性図、第２図は本発明の水
素吸蔵電極を備えた電池Ｖ、Ｗ及びＸのサイクル特性図
である。 出−人 三洋電機株式会社
Claims (1)
- （１）チタン−鉄合金にＡｌ、Ｓｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、
Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ
、Ｔａ、Ｌａ及びアルカリ土類金属から選ばれる少なく
とも一種の元素を含有させた合金を備えた水素吸蔵電極
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60016861A JPS61176065A (ja) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | 水素吸蔵電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60016861A JPS61176065A (ja) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | 水素吸蔵電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61176065A true JPS61176065A (ja) | 1986-08-07 |
Family
ID=11927997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60016861A Pending JPS61176065A (ja) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | 水素吸蔵電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61176065A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0607806A2 (en) * | 1993-01-18 | 1994-07-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Alkaline storage battery and method for producing the same |
| US5532076A (en) * | 1993-04-20 | 1996-07-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Hydrogen storage alloy and electrode therefrom |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5937667A (ja) * | 1982-08-26 | 1984-03-01 | Toshiba Corp | 金属酸化物・水素電池 |
-
1985
- 1985-01-30 JP JP60016861A patent/JPS61176065A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5937667A (ja) * | 1982-08-26 | 1984-03-01 | Toshiba Corp | 金属酸化物・水素電池 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0607806A2 (en) * | 1993-01-18 | 1994-07-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Alkaline storage battery and method for producing the same |
| US5532076A (en) * | 1993-04-20 | 1996-07-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Hydrogen storage alloy and electrode therefrom |
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