JPS6220245A - 密閉形アルカリ蓄電池 - Google Patents

密閉形アルカリ蓄電池

Info

Publication number
JPS6220245A
JPS6220245A JP60159012A JP15901285A JPS6220245A JP S6220245 A JPS6220245 A JP S6220245A JP 60159012 A JP60159012 A JP 60159012A JP 15901285 A JP15901285 A JP 15901285A JP S6220245 A JPS6220245 A JP S6220245A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
negative electrode
battery
capacity
storage battery
alkaline storage
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
Application number
JP60159012A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuyuki Yanagihara
伸行 柳原
Hiroshi Kawano
川野 博志
Munehisa Ikoma
宗久 生駒
Yoshio Moriwaki
良夫 森脇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP60159012A priority Critical patent/JPS6220245A/ja
Publication of JPS6220245A publication Critical patent/JPS6220245A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/383Hydrogen absorbing alloys
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy 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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電気化学的に水素を吸蔵・放出する水素吸蔵
合金を負極に用いた密閉形アルカリ蓄電池に関する。
従来の技術 二次電池としては、鉛蓄電池、ニッケルーカドミウム蓄
電池が最も広く知られているが、これらの蓄電池は負極
中に固形状の活物質を含むために、重量捷たは容量の単
位当りエネルギー貯蔵容量が比較的少ない。このエネル
ギー貯蔵容量を向上させるため、水素吸蔵合金を負極と
し、正極には例えばニッケル酸化物を用いた蓄電池が提
案されている( U、S、P、 3.s 74,928
号)。この重連系はニッケルーカドミウム蓄電池よりも
高容量が可能で低公害の蓄電池として期待されている。
従来技術の代表例としてLaNi5合金を負極として用
いた電池は、サイクル寿命が短かいという問題がある。
その上、合金の主要構成金属であるLaが高価であるた
め、電極自体のコストも自然高く々る。そこで、このL
aN13合金負極を改良し、低コスト化を図った電極組
成が提案されている(特開昭51−13934号公報)
即ち、Laの1部又は全部をMm (ミソシュメクル:
希土類金属の混合物)で置換したLnNi5 。
LnCo 5系を用いた電池である。
発明が解決しようとする問題点 上記合金系を負極に用いた密閉形蓄電池では過充電ザイ
クルと共に電池内圧の上昇が見られ、放電容量も小さく
なり、サイクル寿命も短いなどの問題点があり、実用的
々電池とは云え々い。とくに、高温時での特性(容量、
ライフザイクルなど)にまだ多くの技術課題を持ってい
る。
また、N1の一部をkl、Si金属で置換したLaNi
  A4  、LaNi、、 Sio、5などの電極も
試験4.7    0.5 されているが、性能、コスト面において改善すべき点を
有してお9、実用的な電池とは云えない。
本発明は上記問題点に鑑み、比較的安価な材料を用いて
負極を構成し、45°C以上の高温時における放電容量
が大きく、サイクル寿命が長く、しかも過充電時の発生
ガスによる内圧上昇が少ない密閉形アルカリ蓄電池を得
ることにある。
問題点を解決するだめの手段 本発明は、式LnN1x(COa−1/nb−Aρ。)
y(但し、LnijMm単独か斗たばMmとLaとの混
合物、Ln中のLaの含有量は25〜70重量%、3.
5<x≦4.3 .0.7≦y≦1.7.4.3<x−
14<5、5゜0.2≦a≦1.0,0.2≦b≦0.
8,0.1≦C≦0.5)で表わされる5元素の水素吸
蔵合金又は水素化物からなる負極と、正極とセパレータ
及びアルカリ電解液を有する密閉形アルカリ蓄電池であ
る。
作用 このような構成においてLaは高価であるために安価に
市販されているMmを用いて、合金材料の低コスト化を
図る事が出来るが、M!を用いるとLaと比較して水素
解離圧力が大幅に上昇する。
例えば20’Cにおける水素解離圧力はLaN13で約
15気圧、MmNi5で約15気圧である。したがって
、電池用負極にMmNi5を用いると、水素解離圧力が
高過ぎるため、充電が困難である上に、51\−・ 電池内圧が高くなる。そこで、このMmNi5のN1の
部分に、Go、Mn 、AIを置換体として、最適量を
加え、各添加金属の機能を十分発揮するような均質な金
属間化合物を作ることにより、希土類2〜3元系よりは
耐食性を強め、水素解離圧力を下げる働きと水素の貯蔵
能力を高める機能を有し、とくに高温容量、サイクル寿
命の伸長が可能となるO 実施例 以下、本発明の詳細な説明する。
市販のMm、Ni、Co、Mn、AIからなる各種試料
を一定の組成比に秤量して混合し、アーク溶解法により
加熱溶解させた。
ここで云うMm(ミソシュメタル)は一般に市販されて
いる希土類金属の混合物であシ、組成としては、LlL
:26〜35重量%、Ce:40〜5o重量%、N(1
:5〜15重量%、Pr  (プラセオジウム):2〜
10重量%、その他希土類金属と他金属:1〜6重量%
である。
また、Mm単独の他に、Laを一部加えた合金も試作し
た。比較のために、LaNi5、LaNi、7A l、
 、 Mm N A4.7A p、3合金を用いた。
これらの合金を粗粉砕後、ボールミルなどで38μm以
下の微粉末とした後、ポリビニルアルコールの約1重量
%水溶液と混合し、このペースト状合金をパンチングメ
タル(穴開き板)を介して両面に塗布し、加圧乾燥後、
リードを取付けて電極とした。実施例で用いた電極の合
金組成を表に示す。各合金(又は水素化物でもよい)1
5gを用いて負極とし、公知の焼結形ニッケル正極とセ
パレータを用いて単2形の密閉形アルカリ蓄電池(公称
容量1.81h)を構成した。なお、正極律則になるよ
うに、正極容量より負極容量を大きくした。これらの電
池を0.2G (360mA )で7時間充電し、o、
2G (360mAh )  で放電する充放電を繰り
返し、サイクル寿命と45°Cにおける容量を20°C
での容量と比較した容量維持率を調べた。サイクル寿命
試験の温度はすべて45°Cとした。また充・放電サイ
クル寿命と合わせて、電池封口板からの漏液現象も調べ
た。その結果を7 A 次表に示す○従来型電池と最適組成範囲外の電池をNo
、1〜7に示す。本発明型電池の実施例をN028〜1
5に示す。
(以下余 白) 9”−′ 10へ 従来型電池としてNo、1〜3、本発明型電池をN01
8〜15に示す。廿だ参考までに最適組成範囲外にある
電池をN004〜7に示す。
電池N0.1は充・放電サイクル数と共に容量低下があ
り、サイクル寿命が短かい、電池N002はN011よ
りはサイクル寿命は向」ニするが、同様に容量低下をお
こす。しかも電池内圧も上昇傾向にある。高温保持率(
20’C時の容量に対する45°C時の容量割合)も低
い。電池N003は過充電時の電池内圧上昇が大きく、
漏液現象が見られる。
電池NO,4,No、6はyの値が太き過ぎて放電容量
が小さく、またサイクル寿命も60〜8oサイクル程度
であるが高温容量保持率はある程度改善されている。電
池NO,5、NO,7はXの値が太き過ぎて、水素解離
圧力が高く、電池内でのガス吸収が円滑に進行せず、過
充電時に漏液現象が見られる。但し、N004〜7の電
池においてMの中でa:b:cの比率は2:1 :1の
割合になる合金組成とした。
これらの電池に対して本発明型電池No 、8〜11 
′・ 16−1、充放電ザイクルも従来電池と比較して2.7
〜8.0倍以上向上している。丑だ放電容量の低下も々
く、漏液現象も見られんい。高温容量保持率は50〜7
0%であり、従来型と比較して2.5〜3.5倍向」ニ
している。但し、電池N008〜12においてMの中a
:b:cの割合ば3 : L、S:1とし、LnlはM
mo、7Lao、3の害拾にある希土類金属である○L
 n 2ばMmo、5Lao、5の割合にある希土類金
属である。捷だ、電池NO,13〜16においてLnl
はMmo、7La、3の割合にある希土類金属である。
Mの中a:b:cの割合は2 : 1.5 : 1とし
た。電池NQ、16はzrが5重量%含有する希土類金
属を用いた場合である。
Mm単独ではNl量が少ない方向、即ちyの値が犬きく
なる方向が望丑しい。この中に含有するLaの量が多く
なるとN1量が多く々る方向、即ぢyの値が小さくなる
方向が望捷しい。この様にXの量で容量を確保し、yの
値で、高温容量、ザイクル寿命、さらには自己放電特性
の改善につながる。よって、必要に応じて、Mm中のL
a量、Xの値、Go、Mn、Apの各割合、yの値を最
適な範囲に選定する事により、最適な電池設計が可能と
なる○ さらに詳細に述べると、Xの値(3,5以下)が小さく
なると、水素貯蔵量が減少し、単位容積当りの容量が減
少し、容量の高い電池が出来ない。
一方、Xの値(4,31以上)が大きくなり過ぎると、
容量は大きくなるが、水素解離圧力が高くなり過充電時
に電池内圧の上昇をともない漏液現象をおこす。したが
って、容量、安全性の観点から実用的でない。
最適な範囲(d、3.5<x≦4.3,0.7≦y≦1
.7゜4.3<x+y<5、5と云う事になる。
Mの中でGo、Mn、klは密閉形電池を構成する上で
重要な元素であり、これらの元素が欠けると実用的な特
性を満足する電池を作る事が困難と々る○ 即ち、COは過充電時のガス吸収を促進する上で必要で
あるが、0.19以下では効果が少々く、1.01以上
ではCoの溶解・析出のため高温サイ13A−ノ クル寿命において、短絡現象をおこすので0.2≦a≦
1.0の範囲がよい。Mn、Aeは水素解離圧力を下げ
、電池的上昇防止と耐久性の向上を図る機能を有し、両
者の相剰効果でもって、高温容量の保持率向上と高温ザ
イクル寿命の伸長に効果がある。Mn、AdO量が少な
いと両者の効果が少なく、逆に多く彦り過ぎると、AI
の場合、不均質層が出来て放電容量の減少とザイクル寿
命に悪い影響を及ぼす。Mnの場合、Mnの1部が溶解
し、その溶解したMnが正極に悪い影響を力え、容量低
下を早める原因となる。よって、0.2≦b≦0.8゜
0.1≦C≦0.5の範囲がよい。x+’yの値は4.
3〜6.5が好ましいが、さらに4.5〜5、1の範囲
が実用的である。Mmは一般に購入しやすい希土類系の
金属であり、これはモナザイトに天然比のまま存在して
いるCe、La、Nclやその他の軽希土の混合体の粗
塩化物を通常電解法で還元した金属を指している。した
がって安価に購入出来るMmを用いるとコストメリット
が大きく々る。したがって、Mm中、LaとC’e’t
7J)量が65〜85重量%程14 ・\ 。
含有する金属が望才しい。丑だLn中のLaの量―゛2
5〜70重]”%が特性保持の/こめに必要である○ 本実施例では合金を用いたが、水素化物として用いても
同じ効果が期待できる。Ln中に希土類以外の金属、た
とえばZr 、Hf 、Th 、Nb 、Ti 、など
が少量(10重量%以下)含有しても同様な効果が期待
できる。
発明の効果 以上の様に、本発明によれば高温容量が太きぐ、しかも
高温時の充放電ザイクル寿命に優れ、過充電による電池
内ガス圧力の上昇が抑制され、自己放電特性などにも改
善が見られ、実用性の高い密閉形アルカリ蓄電池が得ら
れる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)式LnNi_x(Co_a・Mn_b・Al_c
    )_y(但し、Lnはミッシュメタル(Mm)単独かま
    たはMmとLaとの混合物、Ln中のLa含有量は25
    〜70重量%で、3.5<x≦4.3、0.7≦y≦1
    .7、4.3<x+y<5.5、0.2≦a≦1.0、
    0.2≦b≦0.8、0.1≦c≦0.5)で表わされ
    る5元系の水素吸蔵合金又は水素化物からなる負極と、
    正極とセパレータ及びアルカリ電解液を有する密閉形ア
    ルカリ蓄電池。
  2. (2)前記式において、x+yの範囲が4.5〜5.1
    である特許請求の範囲第1項記載の密閉形アルカリ蓄電
    池。
  3. (3)ミッシュメタル(Mm)が少なくとも3種以上の
    希土類金属からなり、LaとCeの量が65〜85重量
    %の範囲内にある特許請求の範囲第1項記載の密閉形ア
    ルカリ蓄電池。
JP60159012A 1985-07-18 1985-07-18 密閉形アルカリ蓄電池 Pending JPS6220245A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60159012A JPS6220245A (ja) 1985-07-18 1985-07-18 密閉形アルカリ蓄電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60159012A JPS6220245A (ja) 1985-07-18 1985-07-18 密閉形アルカリ蓄電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6220245A true JPS6220245A (ja) 1987-01-28

Family

ID=15684313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60159012A Pending JPS6220245A (ja) 1985-07-18 1985-07-18 密閉形アルカリ蓄電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6220245A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5008164A (en) * 1989-04-18 1991-04-16 Sanyo Electric Co., Ltd. Hydrogen-absorbing alloy electrode
JPH0521851U (ja) * 1991-08-30 1993-03-23 東京電気株式会社 電気掃除機
US5290509A (en) * 1990-01-22 1994-03-01 Sanyo Electric Co., Ltd. Multiphase hydrogen-absorbing alloy electrode for an alkaline storage cell
EP0608646A1 (fr) * 1992-12-04 1994-08-03 Saft Matériau hydrurable pour électrode négative d'accumulateur nickel-hydrure

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5928626A (ja) * 1982-08-09 1984-02-15 Minolta Camera Co Ltd カメラの露出制御システム
JPS61292855A (ja) * 1985-06-21 1986-12-23 Toshiba Corp 密閉型金属酸化物・水素電池

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5928626A (ja) * 1982-08-09 1984-02-15 Minolta Camera Co Ltd カメラの露出制御システム
JPS61292855A (ja) * 1985-06-21 1986-12-23 Toshiba Corp 密閉型金属酸化物・水素電池

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5008164A (en) * 1989-04-18 1991-04-16 Sanyo Electric Co., Ltd. Hydrogen-absorbing alloy electrode
US5290509A (en) * 1990-01-22 1994-03-01 Sanyo Electric Co., Ltd. Multiphase hydrogen-absorbing alloy electrode for an alkaline storage cell
JPH0521851U (ja) * 1991-08-30 1993-03-23 東京電気株式会社 電気掃除機
JP2562743Y2 (ja) * 1991-08-30 1998-02-16 株式会社テック 電気掃除機
EP0608646A1 (fr) * 1992-12-04 1994-08-03 Saft Matériau hydrurable pour électrode négative d'accumulateur nickel-hydrure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6191863A (ja) 密閉形アルカリ蓄電池
JPS60250557A (ja) 密閉形アルカリ蓄電池
JPH01102855A (ja) 水素吸蔵合金電極
JPH07286225A (ja) 水素吸蔵合金およびそれを用いたニッケル−水素蓄電池
JPS6220245A (ja) 密閉形アルカリ蓄電池
JP2666249B2 (ja) アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金
JPH06215768A (ja) ニッケル−水素化物蓄電池の負極用の水素化可能物質
JPH0562429B2 (ja)
JPS63284758A (ja) 水素吸蔵電極
JPS62271349A (ja) 水素吸蔵電極
JPH0953136A (ja) 水素吸蔵合金および水素吸蔵合金電極
JPS62271348A (ja) 水素吸蔵電極
JPH0642367B2 (ja) アルカリ蓄電池
JPS63164161A (ja) 密閉形アルカリ蓄電池
JPS61214360A (ja) 密閉形アルカリ蓄電池
JPS61168870A (ja) 金属−水素アルカリ蓄電池
JP3322452B2 (ja) アルカリ蓄電池用の希土類系水素吸蔵合金
JP3065713B2 (ja) 水素吸蔵電極及びニッケル−水素電池
JPH08321302A (ja) 水素吸蔵電極
JPS61176067A (ja) 水素吸蔵電極
JPH0675398B2 (ja) 密閉型アルカリ蓄電池
JPH04301045A (ja) 水素吸蔵合金電極
JP2715434B2 (ja) 水素吸蔵合金電極
JPH06145849A (ja) 水素吸蔵合金電極
JPS62119864A (ja) 密閉型アルカリ蓄電池