JPS62249357A - 水素吸蔵電極 - Google Patents

水素吸蔵電極

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JPS62249357A
JPS62249357A JP61090969A JP9096986A JPS62249357A JP S62249357 A JPS62249357 A JP S62249357A JP 61090969 A JP61090969 A JP 61090969A JP 9096986 A JP9096986 A JP 9096986A JP S62249357 A JPS62249357 A JP S62249357A
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electrode
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Seiji Kameoka
亀岡 誠司
Takanao Matsumoto
松本 孝直
Shuzo Murakami
修三 村上
Sanehiro Furukawa
古川 修弘
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    • 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
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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〉  。
この発明は、アルカリ蓄電池の陰極などに用いられる水
素吸蔵電極に関するものでおる。
〈従来の技術〉 従来からよく用いられている蓄電池としてはニッケルー
カドミ1クム蓄電池の如きアルカリ蓄電池、あるいは鉛
蓄電池などがおるが、近年、これらの電池より軽量且つ
高容量で高エネルギー密度となる可能性のある、水素吸
蔵合金を用いてなる水素吸蔵電極を陰極に備えた金属−
水素アルカリ蓄電池が注目されている。
上記のような水素吸蔵合金としては、例えば特公昭59
−49671 @公報に開示されているように、LaN
i5やその改良である三元素系のLaN i4 Co、
LaN i4 Cu及びL a N 144 F eo
、2などの合金が知られており、これらの合金粉末を導
電材粉末と共に焼結してなる多孔体を水素吸蔵電極とし
たり、おるいはこれら水素吸蔵合金粉末と導電材粉末と
の混合物を耐電解液性の粒子状結着剤によって電極支持
体に固着させて水素吸蔵電極とする方法などが採られて
いる。
〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、上記従来の水素吸蔵合金は電池内のアル
カリ電解液に対する耐蝕性も低く、この合金の腐蝕によ
る電極の特性劣化により、水素吸蔵電極を長期間あるい
は長期サイクルに亘って高容量に維持することができな
い等という問題がある。また、この種の水素吸蔵電極に
用いられる水素吸蔵合金は、上記電池に組込まれた状態
において電池の充放電によって陰極活物質である水素を
吸蔵しおるいは放出するものであり、充放電サイクルに
伴う上記吸蔵・放出の繰り返しによって合金格子が変形
して微粉化を起こすという問題もおり、微粉化した水素
吸蔵合金が電極から脱落するので電池サイクル中にiJ
5ける電極容量の低下が大きくなってしまう。
〈問題点を解決するための手段〉 この発明の水素吸蔵電極は、式MmNixCo、M2 
(但し、Mmはミツシュメタル、MはΔQ、Ga、I 
n、Ge、Ti、Pb、W及び3iからなる群より選ん
だ少なくとも1種、4.5≦x十y+z≦5.5、Q<
z≦2.0)で表わされる水素吸蔵合金を含んでなるこ
とを要旨とする。
〈作 用〉 水素吸蔵合金として上記組成式で示されるものを用いる
ことで、合金腐蝕による特性劣化が小さく且つ合金微粉
化による容量低下が少ない、吸蔵水素の利用率に優れた
長寿命で長期サイクルに亘って高容量の水素吸蔵電極を
提供することができる。
〈実施例〉 市販のミツシュメタルMm (La : 30重1%、
Ce:50ffli%、Nd:14[t%、Pr:4重
G%、3mその他)、Ni(純度99%以上)、co(
純度99%以上)、及び前記組成比のMとしてAg、G
a、I n、Ge。
3iから少なくとも1種の元素を選択し、これらを第1
表の組成比で夫々秤量し且つ混合し、次いで不活性アル
ゴン雰囲気下でアーク溶解炉に入れて加熱溶解して合金
化し、冷却した後、゛機械的に50μm以下に粉砕して
各種組成の水素吸蔵合金粉末を1qだ。
これらの各種水素吸蔵合金粉末を80重■%、導電材と
してのアセチレンブラックを10重1%、及び結着剤と
してのフッ素樹脂粉末を10重量%ずつそれぞれ混合し
、またこのフッ素樹脂を繊維化させた後、ニッケル金線
で混合物を包み込み且つ3 ton/cnI2で加圧成
型して各種の水素吸蔵合金を作製した。尚、これらの水
素吸蔵電極に用いた水素吸蔵合金粉末量は夫々1.59
で必る。
そして、上記で得た水素吸蔵電極を陰極とし。
これに理論放電容量が600mAHの公知の焼結式ニッ
ケル電極を陽極として組合せ、アルカリ電解液として水
酸化カリウム溶液を用いて、密閉型ニッケルー水素アル
カリ蓄電池(A−W>を作製した。
これらの電池A−Wを4時間率(0,25c)の電流で
5時間放電した後、2時間率(0,5Gの電流で電池電
圧がi、ovになるまで放電するという条件で充放電サ
イクル試験を行ない、サイクル寿命を調べた。電池A−
Wの初期の放電容量(mA旧とサイクル寿命(回)を第
1表に併せて示した。
第1表 ■ 」 」 [ ■ [ 「 上表より、Mm−Ni−Co系水素吸蔵合金であるMm
N I2 Co3 、MmN i3 Co2を夫々含ん
でなる水素吸蔵電極を陽極に使用した比較用の電池A、
[3は、サイクル特性並びに電池放電容みが共に差程高
くない。これに対して、本発明に係るMm−Ni−Co
−M系の水素吸蔵合金を用いた電池C〜Wは、サイクル
特性が上記電池A、[3に較べて著しく向上している。
また電池放電容量も電池△、Bに較べて全体的に改善さ
れていることがわかる。
このように本発明に係る電池C−Wの特性がよいのは、
陰極である水素吸蔵電極に用いた水素吸蔵合金として、
前記組成式においてMで表わした1種またはそれ以上の
元素を添加含有させたものを用いたことに依ることは明
らかである。そして、上表の結果より、添加含有させる
元素として、mb族からvb族に属する元素であるGa
、In、Qe、3iを用いた場合、電池サイクル特性の
向上が著しいことがわかる。
これは、これらの元素の添加によって水素吸蔵合金のア
ルカリ電解液中での耐蝕性が非常に向上したことに依る
ものと考えられる。
また、添加含有させる元素として遷移金属に属する元素
でおるActを用いた場合、上記サイクル特性向上に加
えて、水素吸蔵電極の容量が向上して電池の放電容量が
増大する効果があることがわかる。これは、Actの添
加により水素吸蔵合金内に吸蔵される陰極活物質である
水素の安定性が減少して吸蔵・放出がされ易くなる結果
、水素吸蔵電極での水素の電気化学的利用率が上昇した
ためと考えられる。
更に上表より、前記組成式に於て2の値が0.5の場合
が最も効果があり、2の値がこの値より大きくなるにつ
れて上記特性向上の効果が低下することがわかる。そし
て、2の値が2.0より大きくなると逆に特性が悪化し
、特に水素吸蔵電極の極板容量低下に起因すると思われ
る電池の放電容G低下の度合が著しくなる。よって、上
記Mで表わされる元素の合金への添加層としては前記組
成式においてQ<z≦2.0の範囲がよい。
また、前記組成式MmN i xCo、M2で示される
合金はCaCu5型の六方晶栴造をもち、この六方晶構
造を持つ合金では化学岳論的にAB5  (Aは上記組
成式でMmを、またBはNi−Co−M合金を表わす)
から若干ずれた組成でも六方晶構造を維持するが、Bの
組成比が±10%より大きくずれるとこの@造を保てず
、第4成分である上記Mで表わされる元素の添加の有無
に拘らず水素吸蔵合金としての特性が損われる。。よっ
て、上記組成式においてX+y+zの値は4.5以上且
つ5.5以下とする必要がおり、こうすることで水素吸
蔵合金の前記微粉化及び微粉化に伴う電極からの合金脱
落を効果的に防げる。
尚、水素吸蔵合金に添加含有させる元素としては上記実
施例に挙げたものの他、TJ2.Pb。
Wなども合金の耐蝕性向上に効果があり、水素吸蔵電極
のサイクル特性向上に寄与することが知1qされている
。また、上記電池U〜Wの実験晧果かられかるように、
上記添加・含有させる元素としては1種に限らず、複数
種の元素を用いても同様の効果がみられる。
更に、以上の実施例ではミツシュメタルMmとして、l
aが30重量%;Ceが50重量%:Ndが14重量%
;Prが4単1%、sm他の阻成よりなるものを用いた
が、ミツシュメタル中のLaの含有率が減少しすぎると
、他のCeFNdなどの含有εが大きくなりすぎて電極
の本素吸蔵旦が低下して極板の容■低下が大きく仕る。
一方、高価なl−aの含有率が多くなりすぎると電極が
ロス1〜高となり、また特性的にも特に著しい向上もみ
られないことが知得されている。よって、ミツシュメタ
ルMm中のLaの含有率は20〜80%とするのが好ま
しい。
〈発明の効果〉 以上のように、この発明の水素吸蔵電極によれば、電極
中に用いた水素吸蔵合金のアルカリ電解液中における耐
蝕性が著しく向上し且つ合金微粉化による極板容母低下
も小さいことから、吸蔵水素の利用率に優れた長寿命で
高官伍の水素膜′R電極を提供することができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、式MmNi_xCo_yM_z(但し、Mmはミッ
    シュメタル、MはAg、Ga、In、Ge、Tl、Pb
    、W及びBiからなる群より選んだ少なくとも1種、4
    .5≦x+y+z≦5.5、0<z≦2.0)で表わさ
    れる水素吸蔵合金を含んでなることを特徴とする水素吸
    蔵電極。
JP61090969A 1986-04-19 1986-04-19 水素吸蔵電極 Expired - Lifetime JP2680566B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63131467A (ja) * 1986-11-19 1988-06-03 Sanyo Electric Co Ltd 金属−水素アルカリ蓄電池
EP0383991A2 (en) * 1989-02-23 1990-08-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Alkaline storage battery using hydrogen absorbing alloy

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62216165A (ja) * 1986-03-17 1987-09-22 Toshiba Corp 水素吸蔵合金電極

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