JPS6149375A - 水素吸蔵電極の製造法 - Google Patents
水素吸蔵電極の製造法Info
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- JPS6149375A JPS6149375A JP59171819A JP17181984A JPS6149375A JP S6149375 A JPS6149375 A JP S6149375A JP 59171819 A JP59171819 A JP 59171819A JP 17181984 A JP17181984 A JP 17181984A JP S6149375 A JPS6149375 A JP S6149375A
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- hydrogen
- electrode
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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
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、水素を可逆的に吸蔵・放出する合金を利用し
た電池の負極、いわゆる水素吸蔵電極の製造方法に関す
る。
た電池の負極、いわゆる水素吸蔵電極の製造方法に関す
る。
従来例の構成とその問題点
従来、水素吸蔵電極は、導電性の電極支持体に水素吸蔵
合金を有機高分子結着剤で結合させて構成されていた。
合金を有機高分子結着剤で結合させて構成されていた。
その製造方法は、まず、活物質となる水素吸蔵合金を合
成し、次にその合金を機械的に細かく粉砕する。あるい
は、合金を粒状に細かくした後、さらに耐圧容器内で水
素の吸蔵、放出を数回繰り返して細分化する。この場合
、合金は活性化されるとともに水素化される。これらの
方法で得た水素吸蔵合金粉末に、たとえば、ポリエチレ
ン、７ノ素樹脂等の有機高分子結着剤を混合し、その混
合物を導電性の電極支持体に圧縮成形で保持させた後、
不活性ガス雰囲気中で、結着剤の融点付近の温度で熱処
理を施し、電極を得ていた。
成し、次にその合金を機械的に細かく粉砕する。あるい
は、合金を粒状に細かくした後、さらに耐圧容器内で水
素の吸蔵、放出を数回繰り返して細分化する。この場合
、合金は活性化されるとともに水素化される。これらの
方法で得た水素吸蔵合金粉末に、たとえば、ポリエチレ
ン、７ノ素樹脂等の有機高分子結着剤を混合し、その混
合物を導電性の電極支持体に圧縮成形で保持させた後、
不活性ガス雰囲気中で、結着剤の融点付近の温度で熱処
理を施し、電極を得ていた。
しかし、前者の機械的粉砕で得た水素吸蔵合金粉末を用
いた電極は、合金が活性化されていないために、電気化
学的水素吸蔵（充電）、水素放出（放電）の容′Ｌ７．
ｉが少なく、さらに電極の充放電を繰り返すと、電極を
構成する水素吸蔵合金粒子の活性化が起こり、電、原性
能は徐々に向−ヒする。
いた電極は、合金が活性化されていないために、電気化
学的水素吸蔵（充電）、水素放出（放電）の容′Ｌ７．
ｉが少なく、さらに電極の充放電を繰り返すと、電極を
構成する水素吸蔵合金粒子の活性化が起こり、電、原性
能は徐々に向−ヒする。
従って初期の放電容量が小さい欠点を持っている。
一方、後者の方法で得た水素吸蔵合金粉末を用いた電極
は、合金の活性化と水素化が十分性なわれているので、
初期には高い容量が得られるが、その反面、水素化合金
粉末は水素を含むだめに非常に活性で、空気中では酸化
される程度も大きく、また急激に多くの水素量を吸蔵し
たり、放出したりするために、電極が一度に膨張する見
掛上の割合が犬きく、わん曲、亀裂の発生原因となるな
どの問題点があった。
は、合金の活性化と水素化が十分性なわれているので、
初期には高い容量が得られるが、その反面、水素化合金
粉末は水素を含むだめに非常に活性で、空気中では酸化
される程度も大きく、また急激に多くの水素量を吸蔵し
たり、放出したりするために、電極が一度に膨張する見
掛上の割合が犬きく、わん曲、亀裂の発生原因となるな
どの問題点があった。
発明の目的
本発明は、上記のような従来の欠点を除き、放電ｉ［Ｉ
Ｖ＋の容ｈ（も大きく、しかも充放電サイクル寿命の長
い水素吸蔵電極を得る製造方法を提供するものである。
Ｖ＋の容ｈ（も大きく、しかも充放電サイクル寿命の長
い水素吸蔵電極を得る製造方法を提供するものである。
発明の構成
本発明は、水素吸蔵能力を有する合金粉末とこの合金の
水素化物粉末の混合物に耐アルカリ性の高分子結イを剤
を加え、加圧成形により集電体と一体に結合する水素吸
蔵電極の装造方法である。
水素化物粉末の混合物に耐アルカリ性の高分子結イを剤
を加え、加圧成形により集電体と一体に結合する水素吸
蔵電極の装造方法である。
実施例の説明
純度９９．５％以」二のランタン、カルンウム、ニッケ
ル企罵より構成される３元系合金を選び、性能比較を行
なった。
ル企罵より構成される３元系合金を選び、性能比較を行
なった。
まず、原子比でランクｙ（Ｌａ）０．８．カル７ウム（
Ｃａ ） ０．２ 、−１− ノケル（Ｎｉ）５の配
合組成になるよう秤量し、アーク溶解炉に入れ、１Ｏ−
３ｔｏｒｒまで真空吸引した後アルゴンガス雰囲気の減
圧状態で溶解させる。均質化を図るために、鋼るつぼ内
の溶解合金を数回反転させてＬ ａ ｏ、 ５Ｃａｏ、
２ Ｎｌｓ合金を製造した。
Ｃａ ） ０．２ 、−１− ノケル（Ｎｉ）５の配
合組成になるよう秤量し、アーク溶解炉に入れ、１Ｏ−
３ｔｏｒｒまで真空吸引した後アルゴンガス雰囲気の減
圧状態で溶解させる。均質化を図るために、鋼るつぼ内
の溶解合金を数回反転させてＬ ａ ｏ、 ５Ｃａｏ、
２ Ｎｌｓ合金を製造した。
得られた合金試料をアルゴン雰囲気中のドライボックス
中で粉砕し、節分けして３００メツシュ通過の合金粉末
を用・意した。
中で粉砕し、節分けして３００メツシュ通過の合金粉末
を用・意した。
一方、溶解した同じ合金試料を粒状に粗粉砕し、耐圧容
器内に入れ、この容器内に圧力を１・Ｙつだ水素を供給
し、次いで脱水素する操作を数回以上行ない合金の活性
化と水素化を行なう。水素を吸蔵した状態でアルゴン雰
囲気中に収り出し、先に製造した合金に各１０〜９０重
量％の比率になるように加え、両者の混合物粉末を準備
した。この混合粉末に高分子結着剤としてフッ素樹脂の
水分散液を固形分で６重量％程混和してペースト状とな
し、これをニッケル発泡状多孔体に加圧充填し、約２０
０ Ｋｐ ／ ｃｔａの圧力で加圧し水素化物粒子から
水素が放出しない様に乾燥した雰囲気中で２０℃の７１
１？を度を保持しつつ、水分のみ除去し電極とした。
器内に入れ、この容器内に圧力を１・Ｙつだ水素を供給
し、次いで脱水素する操作を数回以上行ない合金の活性
化と水素化を行なう。水素を吸蔵した状態でアルゴン雰
囲気中に収り出し、先に製造した合金に各１０〜９０重
量％の比率になるように加え、両者の混合物粉末を準備
した。この混合粉末に高分子結着剤としてフッ素樹脂の
水分散液を固形分で６重量％程混和してペースト状とな
し、これをニッケル発泡状多孔体に加圧充填し、約２０
０ Ｋｐ ／ ｃｔａの圧力で加圧し水素化物粒子から
水素が放出しない様に乾燥した雰囲気中で２０℃の７１
１？を度を保持しつつ、水分のみ除去し電極とした。
この電極の大きさは４０ Ｘ ５０ ｍｍ 、厚さ１．
５閾であり、活物質である前記混合粉末の充填緻は約６
１である。
５閾であり、活物質である前記混合粉末の充填緻は約６
１である。
第１図は上記の電極を負極とし、公知の酸化ニッケル電
極を正極として組み合わせた蓄電池の単セノ崎７７１成
を示す。図中、１は正極、２は負極、３はセパレータ、
４はアルカリ電解液、５は電槽、６は蓋、７は″ｆ：、
極端子、８は負極幅１子、９は注液口である。
極を正極として組み合わせた蓄電池の単セノ崎７７１成
を示す。図中、１は正極、２は負極、３はセパレータ、
４はアルカリ電解液、５は電槽、６は蓋、７は″ｆ：、
極端子、８は負極幅１子、９は注液口である。
この電池の負極として前記合金と水素化物の配合比の異
なる試料を用い、第１図の蓄電池の充・ −放電
をくりかえした。２００ ｍＡの充・放電時の放電容Ｉ
号、を測定し、初期容量と２００サイクル目の容量を比
較した。面し、負極で容量が下がる様に、負極より高容
量の正極を用いた。また、従来電極として、水素化物を
含まない合金粉末のみからなる電極と水素化物のみから
なる電極を用いた。
なる試料を用い、第１図の蓄電池の充・ −放電
をくりかえした。２００ ｍＡの充・放電時の放電容Ｉ
号、を測定し、初期容量と２００サイクル目の容量を比
較した。面し、負極で容量が下がる様に、負極より高容
量の正極を用いた。また、従来電極として、水素化物を
含まない合金粉末のみからなる電極と水素化物のみから
なる電極を用いた。
第２図にその性能の結果を示す。従来型の合金単体の電
極は初期放電容量が小さく、また、１００饅水素化物電
極では初期容量が非常に大きいが、サイクル寿命が短く
なる。
極は初期放電容量が小さく、また、１００饅水素化物電
極では初期容量が非常に大きいが、サイクル寿命が短く
なる。
以上から水素化物の量が増加するにつれて、初期の放電
容量は著しく向上することがわかる。しかし、電極の膨
張の度合や電解液中での酸化の度合、わんｌなどの度合
が大きい事が観察され、少しずつ容量低下を起こしてい
るものと考えられる。
容量は著しく向上することがわかる。しかし、電極の膨
張の度合や電解液中での酸化の度合、わんｌなどの度合
が大きい事が観察され、少しずつ容量低下を起こしてい
るものと考えられる。
これに対して、水素化物と合金との混合物は両者の利点
がう１く調和し、電（セの容賭、耐久性も深持し、水素
化物の量が１０〜６０重量係の範囲内が実用的な電極と
云える（ ０．２ Ａｈ ７９以上 ）。
がう１く調和し、電（セの容賭、耐久性も深持し、水素
化物の量が１０〜６０重量係の範囲内が実用的な電極と
云える（ ０．２ Ａｈ ７９以上 ）。
初期の琴爪は水素化物層の効果で向上し、サイクル寿命
も比較的長い範囲を見い出すことが出来た。電池を組立
てる時、電極の中に水素化物の型であらかじめ混在させ
ておくことにより、両者の利点の相乗効果により、優れ
た電極を得ることができた。
も比較的長い範囲を見い出すことが出来た。電池を組立
てる時、電極の中に水素化物の型であらかじめ混在させ
ておくことにより、両者の利点の相乗効果により、優れ
た電極を得ることができた。
１だ、密閉型電池を禍°成する場合、充電中において、
前もって水素化物の型で合金層の中に混在しであるため
に、電池内ガス圧力の上昇を抑制する。とくに、過充電
時に正極から発生する酸素と負極での水素との反応性が
よく、電池内圧の上昇を防止する効果もある。
前もって水素化物の型で合金層の中に混在しであるため
に、電池内ガス圧力の上昇を抑制する。とくに、過充電
時に正極から発生する酸素と負極での水素との反応性が
よく、電池内圧の上昇を防止する効果もある。
電極の製造に際して水素化物を１嗣圧密閉容器内から収
り出す必要のために、常湿何近で１気圧以下の水素解耶
圧力を持つ合金相料が望ましい。何故ならば、電極製造
中に水素（ヒ物から水素が大気存在していなければなら
ないため、木実施例にあっては、比較的低温の不活性雰
囲気中で電極を製造した。たとえば、周囲温度１０〜１
６℃、アルゴンガス雰囲気中などである。また、結イ？
剤としては、ポリビニルアルコール、カルボオキシメチ
ルセルロースの様な水溶性の合成樹脂も利用できる。
り出す必要のために、常湿何近で１気圧以下の水素解耶
圧力を持つ合金相料が望ましい。何故ならば、電極製造
中に水素（ヒ物から水素が大気存在していなければなら
ないため、木実施例にあっては、比較的低温の不活性雰
囲気中で電極を製造した。たとえば、周囲温度１０〜１
６℃、アルゴンガス雰囲気中などである。また、結イ？
剤としては、ポリビニルアルコール、カルボオキシメチ
ルセルロースの様な水溶性の合成樹脂も利用できる。
発り１の効果
以上のように、本発明によれば初期容量も向上し、サイ
クル寿命も優れ、しかも密閉型アルカリも電池を構成し
た時、充・放電時の電池内圧の上昇を抑ル゛１）するな
どの性能の優れた水素吸蔵電極かえられる。
クル寿命も優れ、しかも密閉型アルカリも電池を構成し
た時、充・放電時の電池内圧の上昇を抑ル゛１）するな
どの性能の優れた水素吸蔵電極かえられる。
第１図は実施例の蔦電也の縦断面図、第２図は水素吸蔵
電極を溝膜する合金とその水素化物中の水素化物の比率
と初期容量及び２００サイクル後の放電容量との関係を
示した図である。 １・・・・・・正極、２・ｆ・・・負ｉ、３・・・・・
セパレータ、４・・・・・電解液。
電極を溝膜する合金とその水素化物中の水素化物の比率
と初期容量及び２００サイクル後の放電容量との関係を
示した図である。 １・・・・・・正極、２・ｆ・・・負ｉ、３・・・・・
セパレータ、４・・・・・電解液。
Claims (4)
- （１）水素吸蔵能を有する合金粉末とこの合金の水素化
物粉末の混合物に耐アルカリ性の高分子結着剤を加え、
加圧成形し て集電体と一体に結合する水素吸蔵電極の製造法。 - （２）耐アルカリ性の高分子結着剤を含む合金粉末とそ
の水素化物粉末の混合物がペースト状混合物からなる特
許請求の範囲第１項記載の水素吸蔵電極の製造法。 - （３）合金粉末とその水素化物粉末の混合割合において
、水素化物粉末の比率が１０〜６０重量％である特許請
求の範囲第１項記載の水素吸蔵電極の製造法。 - （４）上記合金の水素化物は常温において水素解離圧力
が１気圧以下である特許請求の範囲第１項記載の水素吸
蔵電極の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59171819A JPS6149375A (ja) | 1984-08-17 | 1984-08-17 | 水素吸蔵電極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59171819A JPS6149375A (ja) | 1984-08-17 | 1984-08-17 | 水素吸蔵電極の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6149375A true JPS6149375A (ja) | 1986-03-11 |
| JPH0479473B2 JPH0479473B2 (ja) | 1992-12-16 |
Family
ID=15930320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59171819A Granted JPS6149375A (ja) | 1984-08-17 | 1984-08-17 | 水素吸蔵電極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6149375A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5338631U (ja) * | 1976-09-07 | 1978-04-04 | ||
| JPS53103910A (en) * | 1977-02-23 | 1978-09-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Production of hydrogen occluded electrode |
| JPS53111439A (en) * | 1977-03-03 | 1978-09-29 | Philips Nv | Rechargeable electrochemical battery enclosed from outer atmosphere and method of manufacturing same |
| JPS5413938A (en) * | 1977-07-04 | 1979-02-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method of making hydrogen occlusion electrode |
-
1984
- 1984-08-17 JP JP59171819A patent/JPS6149375A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5338631U (ja) * | 1976-09-07 | 1978-04-04 | ||
| JPS53103910A (en) * | 1977-02-23 | 1978-09-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Production of hydrogen occluded electrode |
| JPS53111439A (en) * | 1977-03-03 | 1978-09-29 | Philips Nv | Rechargeable electrochemical battery enclosed from outer atmosphere and method of manufacturing same |
| JPS5413938A (en) * | 1977-07-04 | 1979-02-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method of making hydrogen occlusion electrode |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0479473B2 (ja) | 1992-12-16 |
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