JPS62249358A - 水素吸蔵電極 - Google Patents
水素吸蔵電極Info
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- JPS62249358A JPS62249358A JP61090970A JP9097086A JPS62249358A JP S62249358 A JPS62249358 A JP S62249358A JP 61090970 A JP61090970 A JP 61090970A JP 9097086 A JP9097086 A JP 9097086A JP S62249358 A JPS62249358 A JP S62249358A
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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
- H01M4/36—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
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〉
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ある。
素吸蔵電極に関するものである。
〈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
カドミウ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迅且つ高
官桓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。
カドミウ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迅且つ高
官桓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号公報に開示されているように、ＬａＮｉ
５やその改良である三元素系のＬａＮ ！ Ｇｏ、Ｌ
ａＮ ！４ Ｃｕ及びＬ ａ Ｎ ！ ４．８ Ｆ ｅ
□、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、あ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。
−４９６７１号公報に開示されているように、ＬａＮｉ
５やその改良である三元素系のＬａＮ ！ Ｇｏ、Ｌ
ａＮ ！４ Ｃｕ及びＬ ａ Ｎ ！ ４．８ Ｆ ｅ
□、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、あ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官岳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４ノイクル
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ずという問題もおり、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お
ける電極容伍の低下が大きくなってしまう。
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官岳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４ノイクル
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ずという問題もおり、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お
ける電極容伍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ＬａＮ １ｘＣｏ、Ｍ２
（但し、ＭはＭｑ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ。
（但し、ＭはＭｑ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ。
Ｆｅ、Ｃｕ、Ｎｂ、ＭＯ，Ｓｎ、Ａに！、及びＴａから
なる群より選んだ少なくとも１種、４．５≦ｘ ＋ ｙ
十ｚ≦５．５、ｉ、ｏ＜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。
なる群より選んだ少なくとも１種、４．５≦ｘ ＋ ｙ
十ｚ≦５．５、ｉ、ｏ＜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。
く作 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６低下が少ない、吸蔵水素の利用率に侵れた
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。
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６低下が少ない、吸蔵水素の利用率に侵れた
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Ｌａ（純度９９，５％以上）、Ｎｉ（純度９９％
以上）、ｃｏ（純度９９％以上）、及び前記組成比のＭ
としてＣｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ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ε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
得た。
以上）、ｃｏ（純度９９％以上）、及び前記組成比のＭ
としてＣｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ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ε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
得た。
これらの各種水素吸蔵合金粉末を８０重量％、導電材と
してのアセチレンブラックを１０徂量％、及び結着剤と
してのフッ素樹脂粉末を１０Ｉｍ％ずつそれぞれ混合し
、またこのフッ素樹脂を繊維化さ往た後、ニッケル金線
で混合物を包み込み且つ３ ｔｏｎ／ｃｆで加圧成型し
て各種の水素吸蔵電極を作製した。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であ
る。
してのアセチレンブラックを１０徂量％、及び結着剤と
してのフッ素樹脂粉末を１０Ｉｍ％ずつそれぞれ混合し
、またこのフッ素樹脂を繊維化さ往た後、ニッケル金線
で混合物を包み込み且つ３ ｔｏｎ／ｃｆで加圧成型し
て各種の水素吸蔵電極を作製した。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であ
る。
そして、上記で得た水素吸蔵電極を陰極とし、これに理
論放電容但が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−３）を作製した。
論放電容但が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−３）を作製した。
これらの電池Ａ−３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１．０Ｖ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
−８の初期の放電容ｉ（ｍＡＨ）とサイクル寿命（回）
を第１表に併せて示した。
５時間放電した後、２時間率（０，５Ｇ＞の電流で電池
電圧が１．０Ｖ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
−８の初期の放電容ｉ（ｍＡＨ）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、Ｌａ−Ｎｉ−Ｃｏの３成分系の水素吸蔵合金
で必るＬａＮ ｉ２ Ｃｏ３゜ＬａＮｉ３Ｃｏ２を夫々
含んでなる水素吸蔵電極を陰極に使用した比較用の電池
Ａ、Ｂは、サイクル特性あるいは電池放電容量が差程高
くない。これに対して、本発明に係る１ａ−Ｎｉ−Ｃｏ
−Ｍの４成分系の水素吸蔵合金を用いた電池Ｃ−８は、
サイクル特性が上記電池Ａ、Ｂに較べて著しく向上して
いる。また電池放電容量も電池Ａ、Ｂに較べて全体的に
改善されていることがわかる。
で必るＬａＮ ｉ２ Ｃｏ３゜ＬａＮｉ３Ｃｏ２を夫々
含んでなる水素吸蔵電極を陰極に使用した比較用の電池
Ａ、Ｂは、サイクル特性あるいは電池放電容量が差程高
くない。これに対して、本発明に係る１ａ−Ｎｉ−Ｃｏ
−Ｍの４成分系の水素吸蔵合金を用いた電池Ｃ−８は、
サイクル特性が上記電池Ａ、Ｂに較べて著しく向上して
いる。また電池放電容量も電池Ａ、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−８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、上表において電池Ｃ〜Ｆの実験結
果より、添加含有させる元素として、特にＣｒ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。
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、上表において電池Ｃ〜Ｆの実験結
果より、添加含有させる元素として、特にＣｒ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。
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上記Ｃｒ以外の元素を
用いた場合、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大き
いことがわかる。
用いた場合、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大き
いことがわかる。
これは、これら元素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。
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１．２の場合
が最も効果があり、２の値がこの値より大きくあるいは
小さくなるにつれて上記特性向上の効果が低下していく
ことがわかる。そして、２の値が２．０より大きくなる
と逆に特性が悪化するようになり、また２が１．０近傍
になると上記特性向上の効果は殆んどなくなることがわ
かる。よって、上記Ｍで表わされる元素の合金への添加
すとしては前記組成式において１．０＜ｚ≦２．０の範
囲がよい。
が最も効果があり、２の値がこの値より大きくあるいは
小さくなるにつれて上記特性向上の効果が低下していく
ことがわかる。そして、２の値が２．０より大きくなる
と逆に特性が悪化するようになり、また２が１．０近傍
になると上記特性向上の効果は殆んどなくなることがわ
かる。よって、上記Ｍで表わされる元素の合金への添加
すとしては前記組成式において１．０＜ｚ≦２．０の範
囲がよい。
また、前記組成式ＬａＮｒｘＣｏ、Ｍ２で示される合金
はＣａＣｕ５型の六方晶構造をもち、この六方晶構造を
持つ合金では化学団論的にＡｓ２ （Ａは上記組成式で
ｌａを、またＢはＮ１−Ｃｏ−Ｍ合金を表わす）から若
干ずれた組成でも六方晶ｉ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構造を保てず、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以下とする必要があり、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。
はＣａＣｕ５型の六方晶構造をもち、この六方晶構造を
持つ合金では化学団論的にＡｓ２ （Ａは上記組成式で
ｌａを、またＢはＮ１−Ｃｏ−Ｍ合金を表わす）から若
干ずれた組成でも六方晶ｉ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構造を保てず、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以下とする必要があり、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、Ｍｑ、Ｖ。
施例に挙げたものの他、Ｍｑ、Ｖ。
Ｎｂ、Ｍｏ、Ｓｎ、ＡＩ、Ｔａなども合金の耐蝕性向上
に効果がおり、水素吸蔵電極のサイクル特性向上に寄与
することが知得されている。
に効果がおり、水素吸蔵電極のサイクル特性向上に寄与
することが知得されている。
また、上記電池Ｑ−３の実験結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。
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。
〈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量低下
も小さいことから、吸蔵水素の利用率に優れた長寿命で
高官母の水素吸蔵電極を提供することができる。
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量低下
も小さいことから、吸蔵水素の利用率に優れた長寿命で
高官母の水素吸蔵電極を提供することができる。
Claims (1)
- １、式ＬａＮｉ＿ｘＣｏ＿ｙＭ＿ｚ（但し、ＭはＭｇ、
Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ａｌ
及びＴａからなる群より選んだ少なくとも１種、４．５
≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦５．５、１．０＜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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61090970A JPS62249358A (ja) | 1986-04-19 | 1986-04-19 | 水素吸蔵電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61090970A JPS62249358A (ja) | 1986-04-19 | 1986-04-19 | 水素吸蔵電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62249358A true JPS62249358A (ja) | 1987-10-30 |
Family
ID=14013358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61090970A Pending JPS62249358A (ja) | 1986-04-19 | 1986-04-19 | 水素吸蔵電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62249358A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02220354A (ja) * | 1989-02-21 | 1990-09-03 | Agency Of Ind Science & Technol | 水素吸蔵電極 |
| EP0408118A1 (en) * | 1989-07-11 | 1991-01-16 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Electrochemical cell |
| US5284619A (en) * | 1990-03-24 | 1994-02-08 | Japan Storage Battery Company, Limited | Hydrogen absorbing electrode for use in nickel-metal hydride secondary batteries |
| CN1039611C (zh) * | 1994-09-30 | 1998-08-26 | 北京科技大学 | 含铜低钴的稀土储氢电极合金 |
| US6331367B1 (en) * | 1998-09-11 | 2001-12-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Alkaline storage battery hydrogen-absorbing alloy electrode and method for producing the same |
| CN107250398A (zh) * | 2015-03-31 | 2017-10-13 | 松下知识产权经营株式会社 | 电极用合金粉末、使用其的镍氢蓄电池用负极和镍氢蓄电池 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60250557A (ja) * | 1984-05-25 | 1985-12-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉形アルカリ蓄電池 |
-
1986
- 1986-04-19 JP JP61090970A patent/JPS62249358A/ja active Pending
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