JPS6166367A - 水素吸蔵電極の製造法 - Google Patents
水素吸蔵電極の製造法Info
- Publication number
- JPS6166367A JPS6166367A JP59189029A JP18902984A JPS6166367A JP S6166367 A JPS6166367 A JP S6166367A JP 59189029 A JP59189029 A JP 59189029A JP 18902984 A JP18902984 A JP 18902984A JP S6166367 A JPS6166367 A JP S6166367A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen
- alloy
- pressure
- battery
- occlusion
- 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.)
- Granted
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
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/242—Hydrogen storage electrodes
-
- 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】
産業上の利用分野
本発明は、電池の負極活物質に用いられる水素を可逆的
に吸蔵、放出する合金を用いた水素吸蔵電極の製造法に
関する。
に吸蔵、放出する合金を用いた水素吸蔵電極の製造法に
関する。
従来例の構成とその問題点
蓄電池の重量または容積の単位当たりのエネルギー貯蔵
容量の向上を図るために、負極に可逆的に水素を吸蔵・
放出する水素吸蔵合金を用い、吸蔵した水素を活物質と
する電極が提案されている。
容量の向上を図るために、負極に可逆的に水素を吸蔵・
放出する水素吸蔵合金を用い、吸蔵した水素を活物質と
する電極が提案されている。
たとえば、特開昭５１−１３９３４号公報には水素吸蔵
合金として、ＬａＣｏ５．ＬａＮ工、などの合金が提案
されている。
合金として、ＬａＣｏ５．ＬａＮ工、などの合金が提案
されている。
従来、この種の水素吸蔵電極は、１種類の水素吸蔵合金
から製造しているため、ニッケル正極と組合せて密閉形
アルカリ蓄電池を構成した場合、つぎの様な問題点を発
生する。すなわち、ＬａＣｏ５゜Ｔｉ２Ｎｉなどの合金
のように水素平衡解離圧力が、常温（２６℃）で１気圧
以下であると、高温時での充電性能が優れているなどの
利点を有するが、合金内で水素が比較的安定に存在し、
過充電状態で正極から発生する酸素ガスを水素吸蔵電極
の界面で水素吸蔵合金中の水素と反応して水を生成する
速度が比較的遅く、過充電時の電池同圧力上昇を招く欠
点があった。これは水素と金属間の結合エネルギーによ
り合金界面に水素が敏速に拡散しにくいことによるもの
と考えられる。
から製造しているため、ニッケル正極と組合せて密閉形
アルカリ蓄電池を構成した場合、つぎの様な問題点を発
生する。すなわち、ＬａＣｏ５゜Ｔｉ２Ｎｉなどの合金
のように水素平衡解離圧力が、常温（２６℃）で１気圧
以下であると、高温時での充電性能が優れているなどの
利点を有するが、合金内で水素が比較的安定に存在し、
過充電状態で正極から発生する酸素ガスを水素吸蔵電極
の界面で水素吸蔵合金中の水素と反応して水を生成する
速度が比較的遅く、過充電時の電池同圧力上昇を招く欠
点があった。これは水素と金属間の結合エネルギーによ
り合金界面に水素が敏速に拡散しにくいことによるもの
と考えられる。
発明の目的
本発明の目的は、過充電時に正極から発生する酸素ガス
の吸収能力が大きく、高容量で電池内圧の低い安全性の
高い密閉形アルカリ蓄電池を与える水素吸蔵電極の製造
方法を提供することである。
の吸収能力が大きく、高容量で電池内圧の低い安全性の
高い密閉形アルカリ蓄電池を与える水素吸蔵電極の製造
方法を提供することである。
発明の構成
本発明の水素吸蔵電極は、２５℃での水素平衡解離圧力
が１気圧以下の少なくとも２種の水素吸蔵合金を用い、
水素平衡解離圧力の高い方の合金を水素化した状態にお
いて結着剤とともに加圧成形して集電体に一体に結合す
るものである。
が１気圧以下の少なくとも２種の水素吸蔵合金を用い、
水素平衡解離圧力の高い方の合金を水素化した状態にお
いて結着剤とともに加圧成形して集電体に一体に結合す
るものである。
実施例の説明
純度９９．５％以上の原料金属を所定の割合に混合し、
アーク溶解炉にて溶解してＬａＮｉ４．８Ａｌ、２゜Ｌ
ａＮｉ 、 Ｇｏ ２ 合金を製造した。これら合金の
温度と、水素平衡解離圧力の関係を第１図に示す。まず
Ｌ ａ Ｎ ｘ ４．ａ Ａ １０，２合金をアルゴン
雰囲気のドライボックス中で粒状に粗粉砕して耐圧容器
内に入れ、この容器内に圧力を持った水素の供給と脱水
素を数回以上行ない合金の活性化と水素化を行なう。
アーク溶解炉にて溶解してＬａＮｉ４．８Ａｌ、２゜Ｌ
ａＮｉ 、 Ｇｏ ２ 合金を製造した。これら合金の
温度と、水素平衡解離圧力の関係を第１図に示す。まず
Ｌ ａ Ｎ ｘ ４．ａ Ａ １０，２合金をアルゴン
雰囲気のドライボックス中で粒状に粗粉砕して耐圧容器
内に入れ、この容器内に圧力を持った水素の供給と脱水
素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′仄、西でアルゴン雰囲気中に取出し。
微粉末状の水素化物を試料人とする。一方、水素平衡解
離圧力の低いＬａＮｉ 、 Ｇｏ□合金も同様にアルゴ
ン雰囲気のドライボックス中で粉砕し、篩分けして３０
０メツシュ通過の合金粉末とする。これを試料Ｂとする
。
離圧力の低いＬａＮｉ 、 Ｇｏ□合金も同様にアルゴ
ン雰囲気のドライボックス中で粉砕し、篩分けして３０
０メツシュ通過の合金粉末とする。これを試料Ｂとする
。
上記の粉末人とＢとを前者が１０〜４０重量％の比率に
なるように混合する。この混合粉末にポリビニルアルコ
ールの３％水溶液を加え、よく混合してペースト状とな
し、これをニッケルの発泡状多孔体に加圧充填し、約３
ｏ０ｋｑ／ｃｒｙｔの圧力で加圧圧縮し、次に水素化物
粒子から水素が放出しないように、低温乾燥器内で水分
を除去した。
なるように混合する。この混合粉末にポリビニルアルコ
ールの３％水溶液を加え、よく混合してペースト状とな
し、これをニッケルの発泡状多孔体に加圧充填し、約３
ｏ０ｋｑ／ｃｒｙｔの圧力で加圧圧縮し、次に水素化物
粒子から水素が放出しないように、低温乾燥器内で水分
を除去した。
上記のようにして得た電極を負極とし、公知の焼結式酸
化ニッケル正極を用いて、公称１．８Ａｈ程度に相当す
る単２型密閉アルカリ蓄電池を構成した。なお、電池の
容量は正極律則とし、負極容量は正極のそれの１．５倍
とした。
化ニッケル正極を用いて、公称１．８Ａｈ程度に相当す
る単２型密閉アルカリ蓄電池を構成した。なお、電池の
容量は正極律則とし、負極容量は正極のそれの１．５倍
とした。
上記の電池■を温度２０’Ｃにおいて、０．１Ｃ（１０
時間率）で１５０％程充電した後、０・２Ｃ（５時間率
）で放電を行ない、終止電圧を１ｖとしたときの放電容
量、電池内圧力などを測定した。
時間率）で１５０％程充電した後、０・２Ｃ（５時間率
）で放電を行ない、終止電圧を１ｖとしたときの放電容
量、電池内圧力などを測定した。
比較のために、ＬａＮ工。、８ム１８．２合金を水素化
しない以外はすべて上記と同じ条件で製造した負極を用
いた電池を１１とする。第２図は充放電サイクルに伴う
電池内圧力の変化を示す。
しない以外はすべて上記と同じ条件で製造した負極を用
いた電池を１１とする。第２図は充放電サイクルに伴う
電池内圧力の変化を示す。
第２図よりわかるように、電池話は、充電終止後初期の
最大電池内圧力が高く、放電完了後においても電池内圧
力が完全に下がらない。これは明らかに放電末期でも電
池内に水素ガスが蓄積しているためである。充放電サイ
クルを繰り返すと。
最大電池内圧力が高く、放電完了後においても電池内圧
力が完全に下がらない。これは明らかに放電末期でも電
池内に水素ガスが蓄積しているためである。充放電サイ
クルを繰り返すと。
除々に水素ガスの蓄積量が増加している。
これに対して、本発明による電池では、充電末期の最大
電池内圧力が非常に低い。放電末期において、水素ガス
の蓄積が非常に少なく、正極で発生する范素ガスは負極
で吸収されている。この初期の充放電性能において、電
池内圧力の上昇が低いのは、水素吸蔵電極中の水素化物
が大きく貢献している。充電末期で発生する酸素ガスが
優先的に水素平衡解離圧力の高い合金水素化物中の水素
と反応して、水を生成し酸素を効率よく吸収するためと
、充電時に負極からの水素発生が非常に少なくなってい
るためと考えられる。負極から出て来る水素がガス状（
分子状）になる前に酸素と反応する力が強くなっている
。しかも水素平衡解離圧力の高い合金の方が水素の拡散
移動を容易にしている点からも効果的と云える。
電池内圧力が非常に低い。放電末期において、水素ガス
の蓄積が非常に少なく、正極で発生する范素ガスは負極
で吸収されている。この初期の充放電性能において、電
池内圧力の上昇が低いのは、水素吸蔵電極中の水素化物
が大きく貢献している。充電末期で発生する酸素ガスが
優先的に水素平衡解離圧力の高い合金水素化物中の水素
と反応して、水を生成し酸素を効率よく吸収するためと
、充電時に負極からの水素発生が非常に少なくなってい
るためと考えられる。負極から出て来る水素がガス状（
分子状）になる前に酸素と反応する力が強くなっている
。しかも水素平衡解離圧力の高い合金の方が水素の拡散
移動を容易にしている点からも効果的と云える。
従来型電池■でも、水素平衡解離圧力が高い方の合金が
充放電サイクルを繰り返して、十分活性化、水素化され
ると電池Ｉと同程度の電池内圧の上昇度合を示すように
はなるが、初期性能においては、まだ十分水素吸蔵合金
が活性化、水素化されていないので、正極から発生する
酸素ガスが合金の表面での反応速度が遅く、ガス状の形
態で電池内に存在し、電池内圧力を上昇させる。このガ
ス量が積算される点で問題となる。
充放電サイクルを繰り返して、十分活性化、水素化され
ると電池Ｉと同程度の電池内圧の上昇度合を示すように
はなるが、初期性能においては、まだ十分水素吸蔵合金
が活性化、水素化されていないので、正極から発生する
酸素ガスが合金の表面での反応速度が遅く、ガス状の形
態で電池内に存在し、電池内圧力を上昇させる。このガ
ス量が積算される点で問題となる。
放電容量に対しては、正極律則であるため、容量的には
大きな差は認められないが、初期性能において、電池■
は負極律則となっているために容量が小さい。したがっ
て負極容量としては、水素化した合金（水素化物）を含
む負極の方が高容量でちる。この水素化物の割合は電池
内圧力に影響を与えており、１０重量％未講では５電池
内圧力の上昇が比較的大きく、酸素ガスの吸収能力に大
きな向上が見られない。
大きな差は認められないが、初期性能において、電池■
は負極律則となっているために容量が小さい。したがっ
て負極容量としては、水素化した合金（水素化物）を含
む負極の方が高容量でちる。この水素化物の割合は電池
内圧力に影響を与えており、１０重量％未講では５電池
内圧力の上昇が比較的大きく、酸素ガスの吸収能力に大
きな向上が見られない。
一方、４０重量％を超えると、水素平衡解離圧力の高い
合金水素化物を用いているので、過充電°時に水素ガス
としての発生量が多くなり、逆に電池内圧力上昇につな
がるので、少なくとも、４０重量％が必要である。
合金水素化物を用いているので、過充電°時に水素ガス
としての発生量が多くなり、逆に電池内圧力上昇につな
がるので、少なくとも、４０重量％が必要である。
また、水素平衡解離圧力が常＠（２５℃）で１気圧以下
であるため、水素化が比較的容易にできる上に、水素化
した状態で電池を組立てることができる点でも優れてい
る。
であるため、水素化が比較的容易にできる上に、水素化
した状態で電池を組立てることができる点でも優れてい
る。
実砲例では、２種の合金を用いたが、３種以上の混合物
を用いてもよい。合金としては、ＬａＮｉ Ｓ系合金を
用いたが、水素平衡解離圧力の高い合金材料としては、
希土類・ニッケル系、Ｃａ−Ｎｉ、。
を用いてもよい。合金としては、ＬａＮｉ Ｓ系合金を
用いたが、水素平衡解離圧力の高い合金材料としては、
希土類・ニッケル系、Ｃａ−Ｎｉ、。
系合金、低い合金材料としてＬｔＬＣｏ ５系、 Ｔｉ
□Ｎｉ系合金が望ましい。水素平衡解離圧力は前者で１
〜０．５気圧、後者で０．５〜０．０５気圧にあること
が望ましい。
□Ｎｉ系合金が望ましい。水素平衡解離圧力は前者で１
〜０．５気圧、後者で０．５〜０．０５気圧にあること
が望ましい。
発明の効果
以上のように、本発明によれば、初期の電池内圧力上昇
が抑制され、安全性の高い密閉形電池を与える水素吸蔵
電極が得られる。
が抑制され、安全性の高い密閉形電池を与える水素吸蔵
電極が得られる。
第１図は水素吸蔵合金の圧力一温度特性を示す図、第２
図は密閉形アルカリ蓄電池の充放電サイクルに伴う電池
内圧力の最大値の比較を示す図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名＠１
図 シ］ＩＬ贋 １，０θＩｌｌ／Ｔ （’／Ｒ）１００
り６．ｆ０４０２０２０ シ晶庄（・Ｃ） 第２図 光蚊１！Ｊイク１ム臥
図は密閉形アルカリ蓄電池の充放電サイクルに伴う電池
内圧力の最大値の比較を示す図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名＠１
図 シ］ＩＬ贋 １，０θＩｌｌ／Ｔ （’／Ｒ）１００
り６．ｆ０４０２０２０ シ晶庄（・Ｃ） 第２図 光蚊１！Ｊイク１ム臥
Claims (2)
- （１）２５℃における水素平衡解離圧力が１気圧以下の
水素吸蔵合金の水素化物と２５℃における水素平衡解離
圧力が前記合金のそれより低い水素吸蔵合金との混合物
を結着剤とともに加圧成形して集電体と一体に結合する
ことを特徴とする水素吸蔵電極の製造法。 - （２）前記混合物中の前記水素化物の比率が１０〜４０
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59189029A JPH0752645B2 (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | 水素吸蔵電極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59189029A JPH0752645B2 (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | 水素吸蔵電極の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6166367A true JPS6166367A (ja) | 1986-04-05 |
| JPH0752645B2 JPH0752645B2 (ja) | 1995-06-05 |
Family
ID=16234101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59189029A Expired - Lifetime JPH0752645B2 (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | 水素吸蔵電極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0752645B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6180755A (ja) * | 1984-09-27 | 1986-04-24 | Toshiba Corp | 密閉型金属酸化物・水素蓄電池 |
-
1984
- 1984-09-10 JP JP59189029A patent/JPH0752645B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6180755A (ja) * | 1984-09-27 | 1986-04-24 | Toshiba Corp | 密閉型金属酸化物・水素蓄電池 |
| JPH0810595B2 (ja) * | 1984-09-27 | 1996-01-31 | 株式会社東芝 | 密閉型金属酸化物・水素蓄電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0752645B2 (ja) | 1995-06-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2752970B2 (ja) | 水素吸蔵電極 | |
| JPS6166367A (ja) | 水素吸蔵電極の製造法 | |
| KR100207618B1 (ko) | 2차전지의 음극 제조방법 및 이를 갖는 2차전지 | |
| JP3533766B2 (ja) | 水素吸蔵合金電極およびその製造法 | |
| JPS60109174A (ja) | 水素吸蔵電極の製造法 | |
| JP2000239769A (ja) | 希土類系水素吸蔵合金及びそれを使用した電極 | |
| JP3065713B2 (ja) | 水素吸蔵電極及びニッケル−水素電池 | |
| JPH0613077A (ja) | 水素吸蔵電極 | |
| JPS61233966A (ja) | 密閉形ニツケル−水素蓄電池の製造法 | |
| JPS6164068A (ja) | 水素吸蔵電極の製造法 | |
| JPH02267872A (ja) | 金属―水素アルカリ蓄電池の製造方法 | |
| JP3342506B2 (ja) | 水素化物二次電池およびその製造方法 | |
| JPS61168870A (ja) | 金属−水素アルカリ蓄電池 | |
| JPH02220355A (ja) | 水素吸蔵合金電極 | |
| JP3011454B2 (ja) | 二次電池用水素吸蔵合金 | |
| JP3043128B2 (ja) | 金属−水素アルカリ蓄電池 | |
| JPS62119864A (ja) | 密閉型アルカリ蓄電池 | |
| JPH01132049A (ja) | 水素吸蔵電極 | |
| JPS60130063A (ja) | 密閉形ニツケル−水素蓄電池の製造法 | |
| JPS60119079A (ja) | 水素吸蔵電極 | |
| JPH06145849A (ja) | 水素吸蔵合金電極 | |
| JPS61292855A (ja) | 密閉型金属酸化物・水素電池 | |
| JP3342699B2 (ja) | 水素化物電池およびその負極の充電方法 | |
| JP3176387B2 (ja) | 水素化物二次電池の製造方法 | |
| JPS60221962A (ja) | 密閉形アルカリ蓄電池 |