JPS61176067A - 水素吸蔵電極 - Google Patents
水素吸蔵電極Info
- Publication number
- JPS61176067A JPS61176067A JP60016863A JP1686385A JPS61176067A JP S61176067 A JPS61176067 A JP S61176067A JP 60016863 A JP60016863 A JP 60016863A JP 1686385 A JP1686385 A JP 1686385A JP S61176067 A JPS61176067 A JP S61176067A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- hydrogen storage
- electrode
- hydrogen
- batteries
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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
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。
Ｃ口１ 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る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る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Ｘ吸蔵合金を備えた
水素吸蔵電極は特公昭５８−４６８２７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５５−１０３５４１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相互に
結合させて水素吸蔵電極とする方法によって作！ｌｌさ
れており、これら電極に用いる水素吸蔵合金の１つにチ
タン−クロム二元系合金がある。
水素吸蔵電極は特公昭５８−４６８２７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５５−１０３５４１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相互に
結合させて水素吸蔵電極とする方法によって作！ｌｌさ
れており、これら電極に用いる水素吸蔵合金の１つにチ
タン−クロム二元系合金がある。
しかしながら該合金を水素吸蔵材として備えた水素吸蔵
電極は、電極容重を規定する水素吸蔵材の水素吸蔵量が
少なく、また充放電てよるサイクル寿命が短いため満足
できるものではなかった。
電極は、電極容重を規定する水素吸蔵材の水素吸蔵量が
少なく、また充放電てよるサイクル寿命が短いため満足
できるものではなかった。
（ハ）発明が解決しようとする問題点
本発明は、吸蔵及び放出することのできる水素量が多く
、また充放電によるサイクル寿命の長い水素吸蔵電極を
得ようとするものである。
、また充放電によるサイクル寿命の長い水素吸蔵電極を
得ようとするものである。
（ロ）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−クロム合金をベース
として該合金にＡ ｌ ＊ ８１− Ｖ ＊ Ｍ ｎ
＊Ｎｉ、Ｗｅ、Ｃｏ、Ｏｕ、Ｚｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ。
として該合金にＡ ｌ ＊ ８１− Ｖ ＊ Ｍ ｎ
＊Ｎｉ、Ｗｅ、Ｃｏ、Ｏｕ、Ｚｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ。
Ｍ ｏ ＊ Ｌ ａ ＊ Ｈ／ ｓ Ｔ ａ及びアルカ
リ土類金属から選ばれた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備えるものである。
リ土類金属から選ばれた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備えるものである。
（ホ）作 用
負極の水素吸蔵材としてチタン−クロム合金をベースと
し、該合金に前記元素から選ばれ九少なくとも一種を含
有させた合金を備えた水素吸蔵電極は充放電によるサイ
クル寿命が伸び放電容量が増大する。
し、該合金に前記元素から選ばれ九少なくとも一種を含
有させた合金を備えた水素吸蔵電極は充放電によるサイ
クル寿命が伸び放電容量が増大する。
（へ）実施例
市販のチタン、クロム及びアルミニウムを組成比でＴｉ
：Ｃｔｒ：Ａ／−１：α８：α２になるよう混合し、ア
ーク溶解炉に入れて加熱、溶解して合金化した後粉砕し
てＴｉ０ｒＱＩＡ／α２粉末を得ると共に、１ｅｔｌ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
異なる各種水素合金粉末を得た。こうして得られた各種
水素吸菫合金粉末８０重量％、導電材としてのアセチレ
ンブラック１０重置％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。そして得られた混線物をニッケル金網
で包み込み５ ｔｏｎ／−で加圧成型することにより、
外面がニッケル金網で覆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電
極は、充電時に電極中の水素吸蔵合金が水素を５吸厳す
ると共に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に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
夫々約ｔｓｙである。
：Ｃｔｒ：Ａ／−１：α８：α２になるよう混合し、ア
ーク溶解炉に入れて加熱、溶解して合金化した後粉砕し
てＴｉ０ｒＱＩＡ／α２粉末を得ると共に、１ｅｔｌ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
異なる各種水素合金粉末を得た。こうして得られた各種
水素吸菫合金粉末８０重量％、導電材としてのアセチレ
ンブラック１０重置％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。そして得られた混線物をニッケル金網
で包み込み５ ｔｏｎ／−で加圧成型することにより、
外面がニッケル金網で覆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電
極は、充電時に電極中の水素吸蔵合金が水素を５吸厳す
ると共に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に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
夫々約ｔｓｙである。
次いで上記水素吸蔵電極を夫々理論容量が６００ｍＡＨ
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
池を種々作勅し、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Ｓとする。これら電池を
α１ｏ電流で１６時間充電した後、α２Ｃ電流で放電し
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シ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。
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
池を種々作勅し、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Ｓとする。これら電池を
α１ｏ電流で１６時間充電した後、α２Ｃ電流で放電し
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シ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
第１ａからＴｉｅｒをベースとして該合金中のチタンま
たはクロムを部分的にＡＩ！、Ｅｌｌ、Ｖ。
たはクロムを部分的にＡＩ！、Ｅｌｌ、Ｖ。
Ｍｎ５Ｎｉ、ｐｅ＊ｏｏｓ○ｕ ｓ Ｚ ｎ＊ Ｙ ＊
Ｚ ｒ −ＮｂｌＭｏ、Ｌａｗ Ｈ７，’ｒａ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Ｒは、何れもＴｉｅｒを備
えた負極を有する電池Ｓより放電容量が増大している。
Ｚ ｒ −ＮｂｌＭｏ、Ｌａｗ Ｈ７，’ｒａ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Ｒは、何れもＴｉｅｒを備
えた負極を有する電池Ｓより放電容量が増大している。
特に電池Ａ、Ｄ、（）、Ｑ及びＰ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。
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Ｂは電池Ｓよシ向上してお９．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。
Ａ乃至Ｂは電池Ｓよシ向上してお９．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Ｔ ｉｏｒをベースとして第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Ｔｉｅ
ｒをベースとして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。
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Ｔｉｅ
ｒをベースとして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
つて電極特性を向上させることが可能である。以下に’
ｒｉｏｒをベースとし２種類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。
つて電極特性を向上させることが可能である。以下に’
ｒｉｏｒをベースとし２種類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Ｔｉｎ１Ｚｒα１０ｒαｔＡｌ！ａ
ｔ。
ｔ。
Ｔｉ０ｒＣＬａＡｚαＩＭｆｉａｌ及びＴｉ（ＬａＺｒ
ｌｌｌＩ、ａａｌＱｒ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。こうして作製
された電池を、夫々負極に用いた水素吸蔵合金の種類に
対応させて第２表に示すように電池Ｔ、Ｕ及びＶ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。
ｌｌｌＩ、ａａｌＱｒ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。こうして作製
された電池を、夫々負極に用いた水素吸蔵合金の種類に
対応させて第２表に示すように電池Ｔ、Ｕ及びＶ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。
第２表
（ト１ 発明の効果
本発明の水素吸蔵合金はチタン−クロム合金に、ＡＩ
Ｂｉｂ ｖ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｆａ、００゜Ｏｕ％ ＺｎＳ
Ｉ Ｚｒ％ Ｎｂ％ Ｍｏｂ ＬａＳ Ｈ／Ｓ’ｒａ
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
し、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、
その工業上価値は也めて大である。
Ｂｉｂ ｖ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｆａ、００゜Ｏｕ％ ＺｎＳ
Ｉ Ｚｒ％ Ｎｂ％ Ｍｏｂ ＬａＳ Ｈ／Ｓ’ｒａ
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
し、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、
その工業上価値は也めて大である。
第１図は本発明の水素汲置電極を備えた電池Ａ乃至Ｒ及
び比較電池８のサイクル特性図、第２図は本発明の水素
汲置電極を備えた電池Ｔ、Ｕ及びＶのサイクル特性図で
ある。
び比較電池８のサイクル特性図、第２図は本発明の水素
汲置電極を備えた電池Ｔ、Ｕ及びＶのサイクル特性図で
ある。
Claims (1)
- （１）チタン−クロム合金にＡｌ、Ｓｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｎ
ｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、
Ｌａ、Ｈｆ、Ｔａ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 |
|---|---|---|---|
| JP60016863A JPS61176067A (ja) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | 水素吸蔵電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60016863A JPS61176067A (ja) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | 水素吸蔵電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61176067A true JPS61176067A (ja) | 1986-08-07 |
Family
ID=11928055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60016863A Pending JPS61176067A (ja) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | 水素吸蔵電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61176067A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0273624A2 (en) * | 1986-12-29 | 1988-07-06 | Energy Conversion Devices, Inc. | Enhanced charge retention electrochemical hydrogen storage alloys and an enhanced charge retention electrochemical cell |
| US5100615A (en) * | 1989-09-11 | 1992-03-31 | Agency Of Industrial Science And Technology | Alloys of Ti-Cr-Cu for occluding hydrogen |
| 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 |
-
1985
- 1985-01-30 JP JP60016863A patent/JPS61176067A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0273624A2 (en) * | 1986-12-29 | 1988-07-06 | Energy Conversion Devices, Inc. | Enhanced charge retention electrochemical hydrogen storage alloys and an enhanced charge retention electrochemical cell |
| US5100615A (en) * | 1989-09-11 | 1992-03-31 | Agency Of Industrial Science And Technology | Alloys of Ti-Cr-Cu for occluding hydrogen |
| 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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