JPS6166372A - 水素吸蔵電極 - Google Patents
水素吸蔵電極Info
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- JPS6166372A JPS6166372A JP59186877A JP18687784A JPS6166372A JP S6166372 A JPS6166372 A JP S6166372A JP 59186877 A JP59186877 A JP 59186877A JP 18687784 A JP18687784 A JP 18687784A JP S6166372 A JPS6166372 A JP S6166372A
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- JP
- Japan
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- hydrogen
- electrode
- occlusion
- deterioration
- powder
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- 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】
甲 産業上の利用分野
本発明に負極活物質として水素を利用するアルカリ蓄を
池の負極、特にボ累を可逆的に吸蔵及び放出することの
できる水素吸蔵電極に関する。
池の負極、特にボ累を可逆的に吸蔵及び放出することの
できる水素吸蔵電極に関する。
（口１ 従来の技術
従来からし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＠があるが、近年これら電ａ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九電極を負極
に用い、水酸化二フケル等の金属酸化物を正極活物質と
する電極を正極に用い几金桝−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＠があるが、近年これら電ａ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九電極を負極
に用い、水酸化二フケル等の金属酸化物を正極活物質と
する電極を正極に用い几金桝−水素アルカリ蓄電池が注
目されている。
この水素吸蔵合金である金属水素化物２備えｔ水素吸蔵
電極は、一般に特公昭５８−４６８２７号公報に於いて
提案されるように、水素吸蔵合金粉末全導電材粉末と共
に焼結して多孔体を炸裂し、これを水素吸蔵電極とする
方法、あるいは特開昭５３−３３３５２号公報に於いて
示される工うに、水素吸蔵合金粉末を発泡メタル内に充
填し加圧成型し次後、充填され次金属の融点以下の温度
で真空焼結して水累吸ａｔ極とする方法によって炸裂さ
れている。
電極は、一般に特公昭５８−４６８２７号公報に於いて
提案されるように、水素吸蔵合金粉末全導電材粉末と共
に焼結して多孔体を炸裂し、これを水素吸蔵電極とする
方法、あるいは特開昭５３−３３３５２号公報に於いて
示される工うに、水素吸蔵合金粉末を発泡メタル内に充
填し加圧成型し次後、充填され次金属の融点以下の温度
で真空焼結して水累吸ａｔ極とする方法によって炸裂さ
れている。
しかしながら、これら電極に用いられる水素吸蔵合金は
従来から負極活物質として使用されているカドミウム、
亜鉛、！＃Ｃなどとは異なり、アルカリ電解液中で充放
電を行なうと活物質である水素を吸蔵、放出するもので
あり、この水素の吸蔵及び放出によって合金格子が変形
し合金粒子の微粉化を起こすため、微粉化し次合金が電
極から脱落して容量低下ケ招くと共に、電極の機械的強
度及び導電性の低下が著しく長期にわ之って電池容素を
維持することか困難であるという問題点７５１あったＱ Ｐｌ 発明が解決しようとする問題点本発明は充放電
を繰り返し行なうことで生じる水素吸蔵合金の微粉化に
よる脱落を抑制することで、極板容量の劣化？抑えると
共に電極の機械的強度及びＡｔ性の低下を抑え、長期の
充放電サイクルにわｔり高容量全維持する水素吸蔵電極
を提供せんとするものである。
従来から負極活物質として使用されているカドミウム、
亜鉛、！＃Ｃなどとは異なり、アルカリ電解液中で充放
電を行なうと活物質である水素を吸蔵、放出するもので
あり、この水素の吸蔵及び放出によって合金格子が変形
し合金粒子の微粉化を起こすため、微粉化し次合金が電
極から脱落して容量低下ケ招くと共に、電極の機械的強
度及び導電性の低下が著しく長期にわ之って電池容素を
維持することか困難であるという問題点７５１あったＱ Ｐｌ 発明が解決しようとする問題点本発明は充放電
を繰り返し行なうことで生じる水素吸蔵合金の微粉化に
よる脱落を抑制することで、極板容量の劣化？抑えると
共に電極の機械的強度及びＡｔ性の低下を抑え、長期の
充放電サイクルにわｔり高容量全維持する水素吸蔵電極
を提供せんとするものである。
に）問題点を解決する定めの手段
本発明はかかる問題点を解決する九め、水素吸蔵合金粉
末を未焼結フッ素樹脂の繊維状結合網内に抱束しｔ電極
を水素吸Ｒ，を極とするものであろう（ホ）作 用 未焼結フッ素樹ＩＩＩは三次元的に細かく枝状に分岐す
るｔめ、その繊維状結合網に水素吸蔵合金粉末が強固に
保持され、充放電に伴なって水素吸蔵合金粉末が微粉化
を起こしても水素吸蔵合金の脱落が生じ難くなると共に
、繊維状結合網に水素吸蔵合金粉末が抱束されている友
め、合成樹脂によって合金粉末の表面が覆われてしまう
ことがなく反応性も良好である。
末を未焼結フッ素樹脂の繊維状結合網内に抱束しｔ電極
を水素吸Ｒ，を極とするものであろう（ホ）作 用 未焼結フッ素樹ＩＩＩは三次元的に細かく枝状に分岐す
るｔめ、その繊維状結合網に水素吸蔵合金粉末が強固に
保持され、充放電に伴なって水素吸蔵合金粉末が微粉化
を起こしても水素吸蔵合金の脱落が生じ難くなると共に
、繊維状結合網に水素吸蔵合金粉末が抱束されている友
め、合成樹脂によって合金粉末の表面が覆われてしまう
ことがなく反応性も良好である。
（へ）実施例
負極に水素吸蔵電極を用い、正極に金属酸化物電極を用
いる代表的な二次電池として二・シケルー水素電池があ
る０かかる電池を用い本発明の一実捲例を説明する。
いる代表的な二次電池として二・シケルー水素電池があ
る０かかる電池を用い本発明の一実捲例を説明する。
カーボニルニッケル粉末に増粘剤と水を加えて混合して
なるスラリーを鉄にニーｌケルメッキが施こされ念薄い
集電体の両面に塗着し乾燥した後還元性雰囲気中で焼結
を行ない多孔度８０〜８５９６の多孔性ニッケル焼結基
板を作製し、これを活物質保持体としてその孔中に硝酸
ニッケル溶液を含浸しアルカリ処理、水沫、乾燥という
一連の活物質充填操作を操り返し行なって所定量の水酸
化ニッケルを充填し之ニッケル極板を得、こうして得ら
れｅニッケル極板を裁断して正極とする０この正極の寸
法は３０謂ｘ５Ｑ−＊ｘＱ、＜５−＊であるり次いで、
水累吸蔵能力業有するＬａＮｉ５’（（機械的に粉砕し
て微粉化し、こうして得られたｉ、ａＮｉ５粉末に小さ
なせん断力で粒子が簡単に繊維化し塑性変形するポリテ
トラフルオロエチレン（Ｐ’ｌ’Ｆｌ］粉末？、ＬａＮ
ｉ５粉末の重量に対して１〜５９６添加して混合機で均
一に混合すると同時にポリテトラフルオロエチレンを繊
維化させ、これｔニッケル金鋼からなる集電体の両面に
配置し１ｓｏｎ／ノの圧力で加圧成型することにより直
径３０ｆｆ厚さ１ｍの水素吸蔵電極を得、こうして得ら
れた水素吸蔵電極を負極とする。
なるスラリーを鉄にニーｌケルメッキが施こされ念薄い
集電体の両面に塗着し乾燥した後還元性雰囲気中で焼結
を行ない多孔度８０〜８５９６の多孔性ニッケル焼結基
板を作製し、これを活物質保持体としてその孔中に硝酸
ニッケル溶液を含浸しアルカリ処理、水沫、乾燥という
一連の活物質充填操作を操り返し行なって所定量の水酸
化ニッケルを充填し之ニッケル極板を得、こうして得ら
れｅニッケル極板を裁断して正極とする０この正極の寸
法は３０謂ｘ５Ｑ−＊ｘＱ、＜５−＊であるり次いで、
水累吸蔵能力業有するＬａＮｉ５’（（機械的に粉砕し
て微粉化し、こうして得られたｉ、ａＮｉ５粉末に小さ
なせん断力で粒子が簡単に繊維化し塑性変形するポリテ
トラフルオロエチレン（Ｐ’ｌ’Ｆｌ］粉末？、ＬａＮ
ｉ５粉末の重量に対して１〜５９６添加して混合機で均
一に混合すると同時にポリテトラフルオロエチレンを繊
維化させ、これｔニッケル金鋼からなる集電体の両面に
配置し１ｓｏｎ／ノの圧力で加圧成型することにより直
径３０ｆｆ厚さ１ｍの水素吸蔵電極を得、こうして得ら
れた水素吸蔵電極を負極とする。
ＷＪ１図は上述の正極及び負極を用いて作製し九ニッケ
ルー水素電池（Ａ）の断面囚であり、ポリプロピレン樹
脂よりなる電博本体山の開口部と、ポリプロピレン樹脂
よりなる上蓋（２］とを超音波溶着することにより’Ｋ
Ｎが密閉化されており、ｔｉｌｔ本体ｉｌｌ内に注入さ
れ７ｔ３０９６の水酸化カリウム電（１υ 解液Ｉ ＱＱｅｅ中に浸漬した前記正極（３１及び負極
＋４１八 が前記上蓋（２）に貫通して取り付けられ九正、負極端
子（７）、（８１に夫々正、負極集電体１５１、（６）
を介して電気的に接続されると共に、パルプ＋９１から
面記上蓋（２）に設けられｔガス注入口Ｔｌｉ通してｔ
Ｗの内部空間にアルゴンガスが加圧充填され電池内部圧
力に１．５麺／ノとなっている。
ルー水素電池（Ａ）の断面囚であり、ポリプロピレン樹
脂よりなる電博本体山の開口部と、ポリプロピレン樹脂
よりなる上蓋（２］とを超音波溶着することにより’Ｋ
Ｎが密閉化されており、ｔｉｌｔ本体ｉｌｌ内に注入さ
れ７ｔ３０９６の水酸化カリウム電（１υ 解液Ｉ ＱＱｅｅ中に浸漬した前記正極（３１及び負極
＋４１八 が前記上蓋（２）に貫通して取り付けられ九正、負極端
子（７）、（８１に夫々正、負極集電体１５１、（６）
を介して電気的に接続されると共に、パルプ＋９１から
面記上蓋（２）に設けられｔガス注入口Ｔｌｉ通してｔ
Ｗの内部空間にアルゴンガスが加圧充填され電池内部圧
力に１．５麺／ノとなっている。
また、比較として実施例と同量のＬａＮｉ５粉末全１ｔ
ｏｎ／Ｊ の圧力で加圧成型した後、電気炉に於いて
水素雰囲気下で９００ｔの温度ｔ−６Ｄ分間保つことで
焼結して得た水素膜Ｒ電極を用い、その他に実権例と同
一の比較電池Ｂを得几。
ｏｎ／Ｊ の圧力で加圧成型した後、電気炉に於いて
水素雰囲気下で９００ｔの温度ｔ−６Ｄ分間保つことで
焼結して得た水素膜Ｒ電極を用い、その他に実権例と同
一の比較電池Ｂを得几。
属２図にこれら電池（Ａ）及びＣＢ）のサイクル特性図
であり、２５ ｆｆＩＡの電流で１６時間充電して完全
充電を行なった後、終止電圧ｔ−，１，０Ｖとして５０
ａ＋Ａの電流で放電するという充放電条件で５サイクル
充放電を繰り返し行なう几後、上記充放電条件で初期容
ｉｔ測定し、次いで５０ｎ＋Ａの電流で４時間充電した
後５ＤｍＡの電流で８．２時間放電するサイクル条件で
充放を金繰り返し、５０サイクル毎に上記充放電条件で
容量測定したときの充放電サイクル数と放電容量との関
係を表わしている。ま之図中（Ａ）及びＣＢ）Ｉｆ’Ｘ
同一符号の電池のサイクル特性を示している。第２図か
ら明らかな工うに本発明の水累吸蔵電極全負槙に用い友
？ｔＭ（Ａ）に、比較電池（Ｂ）に比しサイクルの経過
に伴う電池容量の劣化が小さく抑えられており優れてい
ることがわかる。
であり、２５ ｆｆＩＡの電流で１６時間充電して完全
充電を行なった後、終止電圧ｔ−，１，０Ｖとして５０
ａ＋Ａの電流で放電するという充放電条件で５サイクル
充放電を繰り返し行なう几後、上記充放電条件で初期容
ｉｔ測定し、次いで５０ｎ＋Ａの電流で４時間充電した
後５ＤｍＡの電流で８．２時間放電するサイクル条件で
充放を金繰り返し、５０サイクル毎に上記充放電条件で
容量測定したときの充放電サイクル数と放電容量との関
係を表わしている。ま之図中（Ａ）及びＣＢ）Ｉｆ’Ｘ
同一符号の電池のサイクル特性を示している。第２図か
ら明らかな工うに本発明の水累吸蔵電極全負槙に用い友
？ｔＭ（Ａ）に、比較電池（Ｂ）に比しサイクルの経過
に伴う電池容量の劣化が小さく抑えられており優れてい
ることがわかる。
電池ＣＢ）の容量劣下が早期に生じているのは、電池Ｃ
Ｂ）に用いられ次水累吸蔵電極は水素吸蔵合金が相互に
結合して構成されｔものであり、充放電を繰り返すこと
により水素を吸蔵、放出して水素吸蔵合金が徽扮゛化し
てくると、電極の強度の劣化が著しく微粉化し次水素吸
蔵合金を電極に保持することができない之め、該合金の
脱落が生じると共に電導性が低下するからであろうこれ
に対して電池（Ａ）の容量劣化が小さく抑えられている
のは、ｔｆｉ（ＡＪに用いられ７？、本発明の水素吸蔵
電極は、未焼結フッ素樹脂が三次元的に細く枝状に分岐
してなる繊維状結合網に水素吸蔵合金粉末を強固に保持
して構成されており、水素吸蔵合金が活物質である水素
を吸蔵、放出することで微粉化を起こしても、この微粉
化し九合金は箭記７）素樹脂の繊維状結合網に保持され
脱落することが抑制されるからであり、ま几、繊維状結
合網に保持され次水素吸蔵合金は、熱処理を行なって溶
融した樹脂に工っで結着されｔ水素吸蔵合金に比べて合
金が樹脂に覆われる面積が小さく反応面積を大きくとる
ことができ、ま友、熱処理工種が不要である定め極板作
製時の作業性全向上させることができる利点を有するも
のである。
Ｂ）に用いられ次水累吸蔵電極は水素吸蔵合金が相互に
結合して構成されｔものであり、充放電を繰り返すこと
により水素を吸蔵、放出して水素吸蔵合金が徽扮゛化し
てくると、電極の強度の劣化が著しく微粉化し次水素吸
蔵合金を電極に保持することができない之め、該合金の
脱落が生じると共に電導性が低下するからであろうこれ
に対して電池（Ａ）の容量劣化が小さく抑えられている
のは、ｔｆｉ（ＡＪに用いられ７？、本発明の水素吸蔵
電極は、未焼結フッ素樹脂が三次元的に細く枝状に分岐
してなる繊維状結合網に水素吸蔵合金粉末を強固に保持
して構成されており、水素吸蔵合金が活物質である水素
を吸蔵、放出することで微粉化を起こしても、この微粉
化し九合金は箭記７）素樹脂の繊維状結合網に保持され
脱落することが抑制されるからであり、ま几、繊維状結
合網に保持され次水素吸蔵合金は、熱処理を行なって溶
融した樹脂に工っで結着されｔ水素吸蔵合金に比べて合
金が樹脂に覆われる面積が小さく反応面積を大きくとる
ことができ、ま友、熱処理工種が不要である定め極板作
製時の作業性全向上させることができる利点を有するも
のである。
尚、実施例でにツー／累樹１１ＦＩｋ粉末伏叶から繊維
化させて使用し友がディスパージョンの状態から繊維化
させて使用しても同様の効果が得られることに明らかで
ある。
化させて使用し友がディスパージョンの状態から繊維化
させて使用しても同様の効果が得られることに明らかで
ある。
（ト１ 発明の効果
本発明の水素吸蔵合金は未焼結フッ素樹脂の繊維状結合
網に上って水素吸蔵合金粉末を抱束してなるものである
から、活物質である水素を吸蔵、放出することによって
水素吸蔵合金が微粉化し脱落するこのＳ電極特有の問題
点が大幅に抑制でき、極板容量の劣化、電極の機械的強
度の低下及び導電性の低下を抑えより長期にわｔり高容
量全維持することができる。
網に上って水素吸蔵合金粉末を抱束してなるものである
から、活物質である水素を吸蔵、放出することによって
水素吸蔵合金が微粉化し脱落するこのＳ電極特有の問題
点が大幅に抑制でき、極板容量の劣化、電極の機械的強
度の低下及び導電性の低下を抑えより長期にわｔり高容
量全維持することができる。
１ＩＸ１図ａ本発明のＩＥ極を負極に用いたニッケルー
水素電池の断面図、Ｍ２図はサイクル特性図であるう ｉｌ＋・・・１１膚本体、＋２１・・・上置、（３１・
・・正極、（４）・・・負極、（９１・・・パルプ、ｒ
ＩＩｌ・・・ガス注入口、σ］）・・・電解液、（Ａト
・・本発明の電極を魚種に用いｅｔａ、１８ト・・比較
電池う出麩三洋電機株式会社
水素電池の断面図、Ｍ２図はサイクル特性図であるう ｉｌ＋・・・１１膚本体、＋２１・・・上置、（３１・
・・正極、（４）・・・負極、（９１・・・パルプ、ｒ
ＩＩｌ・・・ガス注入口、σ］）・・・電解液、（Ａト
・・本発明の電極を魚種に用いｅｔａ、１８ト・・比較
電池う出麩三洋電機株式会社
Claims (1)
- （１）未焼結フッ素樹脂の繊維状結合網によって水素吸
蔵合金粉末を抱束してなる水素吸蔵電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59186877A JPS6166372A (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | 水素吸蔵電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59186877A JPS6166372A (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | 水素吸蔵電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6166372A true JPS6166372A (ja) | 1986-04-05 |
Family
ID=16196241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59186877A Pending JPS6166372A (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | 水素吸蔵電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6166372A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6355862A (ja) * | 1986-08-27 | 1988-03-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 水素吸蔵電極 |
| EP0277332A1 (de) * | 1987-01-24 | 1988-08-10 | VARTA Batterie Aktiengesellschaft | Elektrode mit Speichervermögen für Wasserstoff zur Durchführung von elektrochemischen und chemischen Reaktionen |
| US5100747A (en) * | 1988-09-13 | 1992-03-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Dry method for manufacturing hydrogen absorption alloy electrode |
| JP2006196280A (ja) * | 2005-01-13 | 2006-07-27 | Univ Of Fukui | 複合シート体及びその製造方法 |
-
1984
- 1984-09-06 JP JP59186877A patent/JPS6166372A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6355862A (ja) * | 1986-08-27 | 1988-03-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 水素吸蔵電極 |
| JPH07107843B2 (ja) * | 1986-08-27 | 1995-11-15 | 松下電器産業株式会社 | 水素吸蔵電極 |
| EP0277332A1 (de) * | 1987-01-24 | 1988-08-10 | VARTA Batterie Aktiengesellschaft | Elektrode mit Speichervermögen für Wasserstoff zur Durchführung von elektrochemischen und chemischen Reaktionen |
| US5100747A (en) * | 1988-09-13 | 1992-03-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Dry method for manufacturing hydrogen absorption alloy electrode |
| JP2006196280A (ja) * | 2005-01-13 | 2006-07-27 | Univ Of Fukui | 複合シート体及びその製造方法 |
| JP4644801B2 (ja) * | 2005-01-13 | 2011-03-09 | 国立大学法人福井大学 | 複合シート体及びその製造方法 |
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