JPS61233967A - 密閉形ニツケル−水素蓄電池の製造法 - Google Patents
密閉形ニツケル−水素蓄電池の製造法Info
- Publication number
- JPS61233967A JPS61233967A JP60075656A JP7565685A JPS61233967A JP S61233967 A JPS61233967 A JP S61233967A JP 60075656 A JP60075656 A JP 60075656A JP 7565685 A JP7565685 A JP 7565685A JP S61233967 A JPS61233967 A JP S61233967A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- hydrogen storage
- negative electrode
- alloy
- decrease
- 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
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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
- H01M4/24—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
本発明は、電解液中で水素を可逆的に吸蔵、脱蔵する水
素吸蔵電極と酸化ニッケル正極と組みあわせ構成する密
閉形ニッケル−水素蓄電池の製造法に関するものである
。
素吸蔵電極と酸化ニッケル正極と組みあわせ構成する密
閉形ニッケル−水素蓄電池の製造法に関するものである
。
従＾術
水素吸蔵合金に電気化学的に水素を吸蔵、脱蔵させるこ
とによし、２次電池の負極材料として使用できる。この
うち、水素吸蔵量の多い合金を選らび、負極材料とする
ことによし、放電電気量の多い水素吸蔵電極が可能にな
る。したがりて、公知の酸化ニッケル正極と組みあわせ
ることによし、エネルギー密度の大きなアルカリ蓄電池
が期待できる。また、アルカリ蓄電池の市場を考慮する
と、完全密閉式にすることが望ましい。その市場も大き
い。このような背景から、水素吸蔵電極を用いた放電容
量の大きい密閉形ニッケル−水素蓄電池が注目を集めて
いる。この電池系においては、水素吸蔵合金の耐食性、
充放電により微粒化などによる放電容量の低下、さらに
密閉電池系においては過充電時に正極から発生する酸素
の吸収能力が低下し、電池内圧の上昇を招くなどの問題
があり、実用化を阻害している。
とによし、２次電池の負極材料として使用できる。この
うち、水素吸蔵量の多い合金を選らび、負極材料とする
ことによし、放電電気量の多い水素吸蔵電極が可能にな
る。したがりて、公知の酸化ニッケル正極と組みあわせ
ることによし、エネルギー密度の大きなアルカリ蓄電池
が期待できる。また、アルカリ蓄電池の市場を考慮する
と、完全密閉式にすることが望ましい。その市場も大き
い。このような背景から、水素吸蔵電極を用いた放電容
量の大きい密閉形ニッケル−水素蓄電池が注目を集めて
いる。この電池系においては、水素吸蔵合金の耐食性、
充放電により微粒化などによる放電容量の低下、さらに
密閉電池系においては過充電時に正極から発生する酸素
の吸収能力が低下し、電池内圧の上昇を招くなどの問題
があり、実用化を阻害している。
これらの問題を解決する手段として、水素吸蔵合金材料
として、一般式ＬｎＮｉ５（Ｌｎは希土類元素単独又は
混合物） 、 ＤａＮｉ５で表わされる合金あるいはこ
れらの合金に他の金属を置換した合金が提案され、初期
特性としては優れた水素吸蔵電極が可能になった。
として、一般式ＬｎＮｉ５（Ｌｎは希土類元素単独又は
混合物） 、 ＤａＮｉ５で表わされる合金あるいはこ
れらの合金に他の金属を置換した合金が提案され、初期
特性としては優れた水素吸蔵電極が可能になった。
発明が解決しようとする問題点
前述した合金、あるいはその置換体を水素吸蔵電極の負
極材料に使用した密閉形ニッケル−水素蓄電池は初期に
おいて充放電特性は満足できるものが得られるが、充放
電の繰シかえしによし、充電中に電池内圧の上昇、放電
容量の低下が認められ、サイクル寿命が低下する。また
、この現象が認められると同時に電池の短絡が起こるこ
ともある。これらの原因としては、水素吸蔵合金の一部
が電解液中へ溶出し、合金組成の変化、溶出金属のセパ
レータ内での析出などがちる。
極材料に使用した密閉形ニッケル−水素蓄電池は初期に
おいて充放電特性は満足できるものが得られるが、充放
電の繰シかえしによし、充電中に電池内圧の上昇、放電
容量の低下が認められ、サイクル寿命が低下する。また
、この現象が認められると同時に電池の短絡が起こるこ
ともある。これらの原因としては、水素吸蔵合金の一部
が電解液中へ溶出し、合金組成の変化、溶出金属のセパ
レータ内での析出などがちる。
本発明はこのような原因で起こる電池特性の劣化、すな
わち、充放電の繰りかえしによって、放電容量の低下、
電池内圧の上昇、短絡現象などの問題を解決しようとす
るものである。
わち、充放電の繰りかえしによって、放電容量の低下、
電池内圧の上昇、短絡現象などの問題を解決しようとす
るものである。
さらに、密閉形ニッケル−水素蓄電池は通常の密閉形ニ
ッケル−カドミウム蓄電池に比べ保存中の容量低下が大
きい。これは水素吸蔵電極は充電状態でカドミウム電極
に比べ、電極表面が活性であることが原因の一つであし
、本発明においては、この問題、すなわち保存容量の低
下を抑制することを目的とするものである。
ッケル−カドミウム蓄電池に比べ保存中の容量低下が大
きい。これは水素吸蔵電極は充電状態でカドミウム電極
に比べ、電極表面が活性であることが原因の一つであし
、本発明においては、この問題、すなわち保存容量の低
下を抑制することを目的とするものである。
問題点を解決するための手段
本発明は密閉形ニッケル−水素蓄電池のサイクル寿命の
向上、短絡現象の発生防止、保存特性の向上を目的とし
、その具体的な手段は水素吸蔵合金粉末を金属多孔体内
へ充てんするか、あるいは金属多孔体の両面に塗着して
得られた極板を電池として構成する前にアルカリ電解液
中で電解酸化させる工程を設けることである。この結果
、極板の表面に耐アルカリ性の向上した酸化被膜が形成
される。
向上、短絡現象の発生防止、保存特性の向上を目的とし
、その具体的な手段は水素吸蔵合金粉末を金属多孔体内
へ充てんするか、あるいは金属多孔体の両面に塗着して
得られた極板を電池として構成する前にアルカリ電解液
中で電解酸化させる工程を設けることである。この結果
、極板の表面に耐アルカリ性の向上した酸化被膜が形成
される。
作用
このように水素吸蔵電極の表面に薄い電解酸化膜を形成
した電極を密閉形ニッケル−水素蓄電池の負極に使用す
ることによし、負極合金が安定な物質となり、充放電の
繰りかえしても電解液への溶解が防止でき、合金組成の
変化、短絡現象が少なくなる。また、負極表面の活性度
が低下することによし、保存容量の低下が抑制できる。
した電極を密閉形ニッケル−水素蓄電池の負極に使用す
ることによし、負極合金が安定な物質となり、充放電の
繰りかえしても電解液への溶解が防止でき、合金組成の
変化、短絡現象が少なくなる。また、負極表面の活性度
が低下することによし、保存容量の低下が抑制できる。
実施例
純度９９．５％以上のランタン（Ｌａ ） 、 ニッ
ケル（Ｎｉ ）、コバルト（Ｇｏ ）、マンガｙ （Ｍ
ｎ ）、純度９９％以上のカルシウム（Ｃａ ） 、希
土類元素含有量９８．６％以上のミシュメタルＣＭ！１
ｌ）ｔ−用いて、合金組成がＬａ）Ｊｌ ５．５ Ｃｏ
１．５、ＬａＮｉ、、 Ｍｎｏ、。
ケル（Ｎｉ ）、コバルト（Ｇｏ ）、マンガｙ （Ｍ
ｎ ）、純度９９％以上のカルシウム（Ｃａ ） 、希
土類元素含有量９８．６％以上のミシュメタルＣＭ！１
ｌ）ｔ−用いて、合金組成がＬａ）Ｊｌ ５．５ Ｃｏ
１．５、ＬａＮｉ、、 Ｍｎｏ、。
ＣａＮｉ、、 Ｃｏ、、、Ｌ ＆ ｇ 、 ５ Ｍｍ
ｏ 、 ｓ Ｎ １５ 、５００１ 、５になるように
金属を各々秤量し、アーク溶解炉を用いて合金を作製し
た。これらの合金を粉砕し、４００メツシユ以下の粉床
にし、これらの粉末１００．９に対して、重量比で１．
５％のポリビニルアルコールの水容液を２５１加え、泥
状のペーストとした。
ｏ 、 ｓ Ｎ １５ 、５００１ 、５になるように
金属を各々秤量し、アーク溶解炉を用いて合金を作製し
た。これらの合金を粉砕し、４００メツシユ以下の粉床
にし、これらの粉末１００．９に対して、重量比で１．
５％のポリビニルアルコールの水容液を２５１加え、泥
状のペーストとした。
これらのペーストを多孔度９３〜９６％の発泡状ニッケ
ル多孔体（寸法２６０Ｘ３８１ｆｆ、厚さ１．０順）内
へ均一に充てんし、乾燥した。その後、加圧プレスを行
ない、所定のニッケル板をスポット溶接して負極とした
。さらに、同様にして得られた電極を比重１．３の水酸
化カリウム水溶液中に浸漬後、対極にニッケル板を用い
て通電し、水素吸蔵電極を陽分極させ、酸素の発生が確
認できるまで電解酸化を行なった。通電後、電極を水洗
、乾燥して負極とした。このようにして得られた負極λ
〜ｈの製造条件、合金種類、合金量などを第１表に示す
。
ル多孔体（寸法２６０Ｘ３８１ｆｆ、厚さ１．０順）内
へ均一に充てんし、乾燥した。その後、加圧プレスを行
ない、所定のニッケル板をスポット溶接して負極とした
。さらに、同様にして得られた電極を比重１．３の水酸
化カリウム水溶液中に浸漬後、対極にニッケル板を用い
て通電し、水素吸蔵電極を陽分極させ、酸素の発生が確
認できるまで電解酸化を行なった。通電後、電極を水洗
、乾燥して負極とした。このようにして得られた負極λ
〜ｈの製造条件、合金種類、合金量などを第１表に示す
。
つぎに、酸化ニッケル正極としては公知の方法で得られ
た発泡式ニッケル極（寸法２１４Ｘ３８顛、厚さ０．６
４ Ａ−０，８８１Ｒ’ｌｌ、理論容量２３１０Ａ−２
４７０ｍムｈ）を用い、セパレータにはポリアミドの不
織布、電解液には比重１．３の水酸化カリウム水溶液に
水酸化リチウムを２０ｆ／１１溶解したものを使用し、
負極には第１表に示すａ−ｈを用いて、公称容量２２ム
ｈの単２サイズ（Ｃサイズ）の密閉形ニッケル−水素蓄
電池ム〜Ｈを構成した。
た発泡式ニッケル極（寸法２１４Ｘ３８顛、厚さ０．６
４ Ａ−０，８８１Ｒ’ｌｌ、理論容量２３１０Ａ−２
４７０ｍムｈ）を用い、セパレータにはポリアミドの不
織布、電解液には比重１．３の水酸化カリウム水溶液に
水酸化リチウムを２０ｆ／１１溶解したものを使用し、
負極には第１表に示すａ−ｈを用いて、公称容量２２ム
ｈの単２サイズ（Ｃサイズ）の密閉形ニッケル−水素蓄
電池ム〜Ｈを構成した。
第１表 負極の製法及び合金種類
これらの電池を２０°Ｃの一定温度下で１サイクル目の
充電条件を０．１Ｃの電流で１６時間、２サイクル目以
降は０．２０の電流で７時間、放電はすべて０．２Ｃの
電流で終止電圧が０．９ｖまで放電を続け、電池のサイ
クル寿命を調べた。また、１゜サイクル目の充電が終了
後、４６℃の一定温度下に６日間放置し、保存特性を調
べた。これらの結果を第２表に示す。
充電条件を０．１Ｃの電流で１６時間、２サイクル目以
降は０．２０の電流で７時間、放電はすべて０．２Ｃの
電流で終止電圧が０．９ｖまで放電を続け、電池のサイ
クル寿命を調べた。また、１゜サイクル目の充電が終了
後、４６℃の一定温度下に６日間放置し、保存特性を調
べた。これらの結果を第２表に示す。
（以 下 余 白）
第２表の結果から、電池を構成する前に負極をアルカリ
水溶液中で電解酸化した電池Ｂ 、 Ｄ 、Ｆ。
水溶液中で電解酸化した電池Ｂ 、 Ｄ 、Ｆ。
Ｇはいずれの合金材料を用いて、容量維持率が大きい。
また、充放電の繰りかえしによっても放電容量は安定し
ている。しかしながら、電解酸化を行わなかった負極を
用いたＩＥ油ム、Ｃ，Ｅ、Ｇは容量維持率が極めて悪く
、充放電の繰りかえしによる容量低下も大きく、放電容
量が短絡により零゛になる電池も認められ、放電特性の
劣化が顕著であった。ム、Ｃ，Ｘ、Ｇの電池の特性劣化
の原因としてつぎのことが言える。まず、保存容量の低
下は負極に使用した合金が充放電の繰りかえしによし、
合金あるいは金属で電解液中に溶解し不純物が混入した
時と同様な電池系が形成される。さらに、負極表面の活
性度が高いため自己放電が促進される。また、サイクル
寿命の低下は、上記合金あるいは金属の溶解により、正
極活物質の充電効率、放電利用率の低下が起こし、セパ
レータ内で析出した金属の成長によシ短絡が生じたもの
と考えられる。しかし、あらかじめ、負極表面に水素吸
蔵電極の特性を阻害しない程度に電解酸化を施した負極
は充放電の繰シかえしによっても、合金あるいは金属の
溶解が抑制でき、合金組成の変化もなく安定した特性を
示した。
ている。しかしながら、電解酸化を行わなかった負極を
用いたＩＥ油ム、Ｃ，Ｅ、Ｇは容量維持率が極めて悪く
、充放電の繰りかえしによる容量低下も大きく、放電容
量が短絡により零゛になる電池も認められ、放電特性の
劣化が顕著であった。ム、Ｃ，Ｘ、Ｇの電池の特性劣化
の原因としてつぎのことが言える。まず、保存容量の低
下は負極に使用した合金が充放電の繰りかえしによし、
合金あるいは金属で電解液中に溶解し不純物が混入した
時と同様な電池系が形成される。さらに、負極表面の活
性度が高いため自己放電が促進される。また、サイクル
寿命の低下は、上記合金あるいは金属の溶解により、正
極活物質の充電効率、放電利用率の低下が起こし、セパ
レータ内で析出した金属の成長によシ短絡が生じたもの
と考えられる。しかし、あらかじめ、負極表面に水素吸
蔵電極の特性を阻害しない程度に電解酸化を施した負極
は充放電の繰シかえしによっても、合金あるいは金属の
溶解が抑制でき、合金組成の変化もなく安定した特性を
示した。
実施例においては、負極の製造法として、発泡状ニッケ
ル多孔体へ水素吸蔵合金粉末を主体とするペーストを充
てんした電極について示したが、さらに、製法が簡易化
される。パンチングメタル、エキスバンドメタルの両面
に負極材料と塗着して得られた電極においても同様の結
果が得られた。
ル多孔体へ水素吸蔵合金粉末を主体とするペーストを充
てんした電極について示したが、さらに、製法が簡易化
される。パンチングメタル、エキスバンドメタルの両面
に負極材料と塗着して得られた電極においても同様の結
果が得られた。
発明の効果
以上のように本発明は水素吸蔵合金を負極材料として用
いる密閉形ニッケル−水素蓄電池の製造法に関するもの
で、保存特性、サイクル寿命の向上が期待でき、信頼性
の高い電池の提供が可能になる。
いる密閉形ニッケル−水素蓄電池の製造法に関するもの
で、保存特性、サイクル寿命の向上が期待でき、信頼性
の高い電池の提供が可能になる。
Claims (1)
- 負極材料として水素吸蔵合金、正極として酸化ニッケル
を用いて構成する密閉形ニッケル−水素蓄電池の製造法
であって、負極材料である水素吸蔵合金の粉末を金属多
孔体の両面に塗着するか、あるいは金属多孔体内へ充て
んして極板を形成し、ついでこの極板をアルカリ水溶液
中で陽分極（酸素発生方向）し、水洗、乾燥する工程で
得られる負極を用いる密閉形ニッケル−水素蓄電池の製
造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60075656A JPS61233967A (ja) | 1985-04-10 | 1985-04-10 | 密閉形ニツケル−水素蓄電池の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60075656A JPS61233967A (ja) | 1985-04-10 | 1985-04-10 | 密閉形ニツケル−水素蓄電池の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61233967A true JPS61233967A (ja) | 1986-10-18 |
Family
ID=13582496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60075656A Pending JPS61233967A (ja) | 1985-04-10 | 1985-04-10 | 密閉形ニツケル−水素蓄電池の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61233967A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63146354A (ja) * | 1986-12-08 | 1988-06-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 水素吸蔵電極の製造方法 |
| JPS63146353A (ja) * | 1986-12-08 | 1988-06-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 水素吸蔵電極の製造方法 |
| EP0273625A2 (en) * | 1986-12-29 | 1988-07-06 | Energy Conversion Devices, Inc. | A method of making a sealed rechargeable hydrogen storage cell |
| JPS6481169A (en) * | 1987-09-21 | 1989-03-27 | Sanyo Electric Co | Manufacture of hydrogen storage alloy electrode |
-
1985
- 1985-04-10 JP JP60075656A patent/JPS61233967A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63146354A (ja) * | 1986-12-08 | 1988-06-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 水素吸蔵電極の製造方法 |
| JPS63146353A (ja) * | 1986-12-08 | 1988-06-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 水素吸蔵電極の製造方法 |
| JPH0756801B2 (ja) * | 1986-12-08 | 1995-06-14 | 松下電器産業株式会社 | 水素吸蔵電極の製造方法 |
| JPH0756800B2 (ja) * | 1986-12-08 | 1995-06-14 | 松下電器産業株式会社 | 水素吸蔵電極の製造方法 |
| EP0273625A2 (en) * | 1986-12-29 | 1988-07-06 | Energy Conversion Devices, Inc. | A method of making a sealed rechargeable hydrogen storage cell |
| JPS6481169A (en) * | 1987-09-21 | 1989-03-27 | Sanyo Electric Co | Manufacture of hydrogen storage alloy electrode |
| JPH0557708B2 (ja) * | 1987-09-21 | 1993-08-24 | Sanyo Electric Co |
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