JPS62278751A - 密閉形金属酸化物・水素蓄電池 - Google Patents
密閉形金属酸化物・水素蓄電池Info
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- JPS62278751A JPS62278751A JP61121618A JP12161886A JPS62278751A JP S62278751 A JPS62278751 A JP S62278751A JP 61121618 A JP61121618 A JP 61121618A JP 12161886 A JP12161886 A JP 12161886A JP S62278751 A JPS62278751 A JP S62278751A
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- electrode
- hydrogen storage
- storage battery
- battery
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/34—Gastight accumulators
- H01M10/345—Gastight metal hydride accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
- H01M50/491—Porosity
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- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
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- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
- H01M50/454—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure comprising a non-fibrous layer and a fibrous layer superimposed on one another
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- 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
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
３、発明の詳細な説明
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は密閉形金属酸化物・水素蓄電池の改良に関し、
特に貯蔵・保管時における容量低下を防止するものであ
る。
特に貯蔵・保管時における容量低下を防止するものであ
る。
（従来の技術）
金属酸化物電極からなる正極と水素吸蔵合金電極からな
る負極との間にセパレータを介在させてｌ！電極体構成
し、アルカリ水溶液を電解液とする密閉形金属酸化物・
水素蓄電池は、エネルギー密度が大きいということで注
目されている。
る負極との間にセパレータを介在させてｌ！電極体構成
し、アルカリ水溶液を電解液とする密閉形金属酸化物・
水素蓄電池は、エネルギー密度が大きいということで注
目されている。
水素吸蔵合金電極の主要構成材料である水素吸蔵合金は
可逆的に水素の吸蔵・放出を行なう特性を有し、合金温
度と合金表面の水素圧により反応が水素を吸蔵する方向
へ進むか、水素を放出する方向へ進むかが決まる。すな
わち、水素吸蔵合金は温度を一定とすれば水素圧をある
値以上にしたときに水素を吸蔵し、水素圧を一定とすれ
ば温度をある値以下にしたときに水素を吸蔵する。また
、これらと逆の操作を行なえば、水素吸蔵合金は水素を
放出する。このように水素吸蔵合金が水素を吸蔵または
放出し始める水素圧は平衡圧と呼ばれる。
可逆的に水素の吸蔵・放出を行なう特性を有し、合金温
度と合金表面の水素圧により反応が水素を吸蔵する方向
へ進むか、水素を放出する方向へ進むかが決まる。すな
わち、水素吸蔵合金は温度を一定とすれば水素圧をある
値以上にしたときに水素を吸蔵し、水素圧を一定とすれ
ば温度をある値以下にしたときに水素を吸蔵する。また
、これらと逆の操作を行なえば、水素吸蔵合金は水素を
放出する。このように水素吸蔵合金が水素を吸蔵または
放出し始める水素圧は平衡圧と呼ばれる。
上記のような水素の吸蔵及び放出は電解液中でも起こり
、充電時には水素吸蔵合金負極は水の電気分解によって
発生した水素を吸蔵し、放電時には水素吸蔵合金負極に
吸蔵されている水素は放出されて電解液中の水酸基と反
応して水にもどる。
、充電時には水素吸蔵合金負極は水の電気分解によって
発生した水素を吸蔵し、放電時には水素吸蔵合金負極に
吸蔵されている水素は放出されて電解液中の水酸基と反
応して水にもどる。
この反応は次式のように表わすことができる。
この電解液中の水素の吸蔵または放出反応も上記の平衡
圧により決まる。すなわち、水素吸蔵合金負極は水の電
気分解により合金表面の水素圧が平衡圧よりも高くなっ
た時点で水素の吸蔵を開始し、合金表面の水素が消費さ
れ合金表面の水素圧が平衡圧よりも下がった時点で水素
の放出を開始する。また、■式の反応は水素吸蔵合金負
極が充電時に与えられた電荷を合金の水素化物の形で貯
え、放電時に再び電荷として放出し得ることをも示して
いる。このような水素吸蔵合金負極は従来の蓄電池に用
いられているカドミウム負極や鉛負極に比べて容積当り
のエネルギー密度が大きく、有害金属を含まないという
長所がある。
圧により決まる。すなわち、水素吸蔵合金負極は水の電
気分解により合金表面の水素圧が平衡圧よりも高くなっ
た時点で水素の吸蔵を開始し、合金表面の水素が消費さ
れ合金表面の水素圧が平衡圧よりも下がった時点で水素
の放出を開始する。また、■式の反応は水素吸蔵合金負
極が充電時に与えられた電荷を合金の水素化物の形で貯
え、放電時に再び電荷として放出し得ることをも示して
いる。このような水素吸蔵合金負極は従来の蓄電池に用
いられているカドミウム負極や鉛負極に比べて容積当り
のエネルギー密度が大きく、有害金属を含まないという
長所がある。
しかしながら、水素吸蔵合金負極において合金表面の水
素圧が平衡圧以下になれば水素が放出されるという反応
は、蓄電池として使用していない時にも起こるため、密
閉形の蓄電池の貯蔵・保管中に電池容量が低下してしま
うという問題がある。
素圧が平衡圧以下になれば水素が放出されるという反応
は、蓄電池として使用していない時にも起こるため、密
閉形の蓄電池の貯蔵・保管中に電池容量が低下してしま
うという問題がある。
すなわち、従来、正極と負極との間にはボリアミド不織
布等の高分子不織布からなるセパレータを介在させてい
るが、電解液中の溶存水素はこのセパレータを自由に通
過して拡散し、正極まで達して常に正極と反応する。一
方、水素吸蔵合金は電解液中の水素圧と平衡を保とうと
するため、合金表面の水素は電解液中に放出され、更に
合金表面の水素圧が平衡圧以下となって合金内から水素
の放出が起こる。このような反応は正極の充電されてい
る部分を放電状態にする。そして、蓄電池の容量はほと
んどが正極容量に支配されるため、蓄電池の貯蔵・保管
後に取出せる容量が低下してしまう。
布等の高分子不織布からなるセパレータを介在させてい
るが、電解液中の溶存水素はこのセパレータを自由に通
過して拡散し、正極まで達して常に正極と反応する。一
方、水素吸蔵合金は電解液中の水素圧と平衡を保とうと
するため、合金表面の水素は電解液中に放出され、更に
合金表面の水素圧が平衡圧以下となって合金内から水素
の放出が起こる。このような反応は正極の充電されてい
る部分を放電状態にする。そして、蓄電池の容量はほと
んどが正極容量に支配されるため、蓄電池の貯蔵・保管
後に取出せる容量が低下してしまう。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであ
り、貯蔵・保管時の容量ｅ下を極力防止することができ
る密閉形金属酸化物・水素蓄電池を提供することを目的
とする。
り、貯蔵・保管時の容量ｅ下を極力防止することができ
る密閉形金属酸化物・水素蓄電池を提供することを目的
とする。
［発明の構成］
（問題点を解決するための手段）
本発明の密閉形金属酸化物・水素蓄電池は、金、ｌｉＩ
酸化物電極からなる正極と水素吸蔵合金Ｍ極からなる負
極との間に介在させるセパレータとして電解液を含浸・
保持する高分子子Ｉｌ布と微細孔を有する高分子フィル
ムとを用いたことを特徴とするものである。
酸化物電極からなる正極と水素吸蔵合金Ｍ極からなる負
極との間に介在させるセパレータとして電解液を含浸・
保持する高分子子Ｉｌ布と微細孔を有する高分子フィル
ムとを用いたことを特徴とするものである。
本発明において、水素吸蔵合金としては、ＬａＮ ｉ５
、 ＭｍＮ ！ Ｓ （Ｍｍはミツシュメタル）、こ
れらの合金のＮｉの一部を池の元素例えばＡ２、Ｍｎ、
Ｆｅ、Ｃｏ、Ｔ ｉ 、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、ｃｒ等で置
換した３元もしくは４元以上の合金又はＭＱ２Ｎｉ系、
Ｔ１Ｎｉ系もしくはＴｉＦｅ系の合金を挙げることがで
きる。ただし、水素吸蔵合金はここに例示したものに限
定されるわけではなく、アルカリ電解液中で充電時に電
気化学的に発生した水素を容易に吸蔵し、かつ放電時に
容易に放出でき、るものであればいかなるものを用いて
もよい。
、 ＭｍＮ ！ Ｓ （Ｍｍはミツシュメタル）、こ
れらの合金のＮｉの一部を池の元素例えばＡ２、Ｍｎ、
Ｆｅ、Ｃｏ、Ｔ ｉ 、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、ｃｒ等で置
換した３元もしくは４元以上の合金又はＭＱ２Ｎｉ系、
Ｔ１Ｎｉ系もしくはＴｉＦｅ系の合金を挙げることがで
きる。ただし、水素吸蔵合金はここに例示したものに限
定されるわけではなく、アルカリ電解液中で充電時に電
気化学的に発生した水素を容易に吸蔵し、かつ放電時に
容易に放出でき、るものであればいかなるものを用いて
もよい。
（作用）
このような密閉形金属酸化物・水素！電池によれば、セ
パレータとして高分子不織布とともに用いられる微細孔
を有する高分子フィルムが電解液中の水素の拡散を抑制
するので、正極における水素の消費速度が遅くなり、貯
蔵・保管中の電池の容量低下を防止することができる。
パレータとして高分子不織布とともに用いられる微細孔
を有する高分子フィルムが電解液中の水素の拡散を抑制
するので、正極における水素の消費速度が遅くなり、貯
蔵・保管中の電池の容量低下を防止することができる。
また、このようにセパレータとして高分子不織布ととも
に高分子フィルムを用いても電池の動作特性に悪影響を
与えることはほとんどない。
に高分子フィルムを用いても電池の動作特性に悪影響を
与えることはほとんどない。
なお、高分子フィル゛ムの微細孔は平均孔径０．１譚以
下であることが望ましい。これは、微細孔の平均孔径が
０．１−を超えると、水素の拡散を効果的に抑１１する
ことができなくなるためである。
下であることが望ましい。これは、微細孔の平均孔径が
０．１−を超えると、水素の拡散を効果的に抑１１する
ことができなくなるためである。
また、高分子フィルムと電解液とのぬれ性を向上するた
めに、へ分子フィルムには親水処理を施すことが望まし
い。
めに、へ分子フィルムには親水処理を施すことが望まし
い。
（実施例）
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
まず、ｌａＮ ｉ＋、７Ａｆｆｉｏ、ｉなる組成の水素
吸蔵合金を溶製した後、粒径２０ａｍ以下に粉砕した。
吸蔵合金を溶製した後、粒径２０ａｍ以下に粉砕した。
この水素吸蔵合金の２５℃における平衡圧は０．４ａｔ
ｍである。この水素吸蔵合金粉末９０重量部とポリテト
ラフルオロエチレンの粉末１０重山部とを均一に混合し
、ローラでＯ，ＧＯｓ＋のシート状に成形してニッケル
ネットを圧着した。このシート状成形体から、負極とな
る寸法８０ｍＩＲ×４０ＩＭＲ×０．６０ＭＲ，ｉｉ電
極！１１５００ｍＡｈの水素吸蔵合金′Ｒ極を作製した
。
ｍである。この水素吸蔵合金粉末９０重量部とポリテト
ラフルオロエチレンの粉末１０重山部とを均一に混合し
、ローラでＯ，ＧＯｓ＋のシート状に成形してニッケル
ネットを圧着した。このシート状成形体から、負極とな
る寸法８０ｍＩＲ×４０ＩＭＲ×０．６０ＭＲ，ｉｉ電
極！１１５００ｍＡｈの水素吸蔵合金′Ｒ極を作製した
。
一方、正極として寸法６５ａＸ ４０ＪＩＩＸ０．６５
麿の焼結式ニッケル極、セパレータとして厚さ０．２ｍ
のナイロン製不織布及び平均孔径０．１譚以下の微細孔
を有し、親水処理が施された厚さ２５−のポリプロピレ
ン製フィルムを用意した。
麿の焼結式ニッケル極、セパレータとして厚さ０．２ｍ
のナイロン製不織布及び平均孔径０．１譚以下の微細孔
を有し、親水処理が施された厚さ２５−のポリプロピレ
ン製フィルムを用意した。
次に、第１図に示すように、水素吸蔵合金電極１及び焼
結式ニッケル極２を両者の間にナイロン製不織布３及び
ポリプロピレン製フィルム４を介して渦巻き状に巻回し
て素電池を作製した。この際、ポリプロピレン製フィル
ム４が正極側となるように配置して巻回した。
結式ニッケル極２を両者の間にナイロン製不織布３及び
ポリプロピレン製フィルム４を介して渦巻き状に巻回し
て素電池を作製した。この際、ポリプロピレン製フィル
ム４が正極側となるように配置して巻回した。
つづいて、得られた素電池を単３形の金属製電池ケース
５内に収容し、負極を電池ケース５の内壁に密着させる
ことにより電気的導通を得た。つづいて、正極リード６
と封口板７に取付けられた正極端子８とを抵抗溶接によ
り接続した。更に、電池ケース５内に８Ｎ−ＫＯＨ水溶
液を満たした後、絶縁ガスケット９により電池ケース５
と封口板６との封口を行ない、電池を組立てた。この電
池め定格容量は６００ｍＡｈである。
５内に収容し、負極を電池ケース５の内壁に密着させる
ことにより電気的導通を得た。つづいて、正極リード６
と封口板７に取付けられた正極端子８とを抵抗溶接によ
り接続した。更に、電池ケース５内に８Ｎ−ＫＯＨ水溶
液を満たした後、絶縁ガスケット９により電池ケース５
と封口板６との封口を行ない、電池を組立てた。この電
池め定格容量は６００ｍＡｈである。
これと比較するために、セパレータとしてナイロン製不
織布のみを用いた以外は上記実施例の電池と全く同一の
構造を有する従来の電池を作製した。
織布のみを用いた以外は上記実施例の電池と全く同一の
構造を有する従来の電池を作製した。
まず、実施例及び比較例の電池を２５℃で貯蔵した場合
の、貯蔵日数と容量保存率との関係を第２図に示す。
の、貯蔵日数と容量保存率との関係を第２図に示す。
第２図から明らかなように、貯蔵日数２０日目で比較す
ると、実施例の電池では比較例の電池よりも容量保存率
が約１０％高いことがわかる。これは、セパレータを構
成するポリプロピレン製フィルム４が、正極であるニッ
ケル極２側へ水素が拡散するのを抑制するため、ニッケ
ル極２における還元反応 Ｎｉ ＯＯＨ＋１７’２Ｈ２→Ｎｉ （ＯＨ）２の進
行が遅くなったことによると考えられる。
ると、実施例の電池では比較例の電池よりも容量保存率
が約１０％高いことがわかる。これは、セパレータを構
成するポリプロピレン製フィルム４が、正極であるニッ
ケル極２側へ水素が拡散するのを抑制するため、ニッケ
ル極２における還元反応 Ｎｉ ＯＯＨ＋１７’２Ｈ２→Ｎｉ （ＯＨ）２の進
行が遅くなったことによると考えられる。
次に、実施例及び比較例の電池について、それぞれ１５
０％の充電状態から６００ｍＡ（ＩＣ＞の電流で１．Ｏ
Ｖまで放電した時の放電特性を調べた。この結果を第３
図に示す。
０％の充電状態から６００ｍＡ（ＩＣ＞の電流で１．Ｏ
Ｖまで放電した時の放電特性を調べた。この結果を第３
図に示す。
第３図では、実施例の電池は比較例の電池よりも作ｖＪ
電圧がわずかに１０ｍＶ程度低くなっているが、実用上
はほとんど問題にならない。このことから、セパレータ
として高分子子、ｌｌｆｆ１とともに高分子フィルムを
用いても電池の動作特性に悪影響を与えることはないこ
とがわかる。
電圧がわずかに１０ｍＶ程度低くなっているが、実用上
はほとんど問題にならない。このことから、セパレータ
として高分子子、ｌｌｆｆ１とともに高分子フィルムを
用いても電池の動作特性に悪影響を与えることはないこ
とがわかる。
［発明の効果］
以上詳述した如く本発明の密閉彫金ｇＡ酸化物・水素蓄
電池によれば、貯蔵時の電池言分の低下を防止して蓄電
池としての信頼性を向上できる等その工業的価値は極め
て大きいものである。
電池によれば、貯蔵時の電池言分の低下を防止して蓄電
池としての信頼性を向上できる等その工業的価値は極め
て大きいものである。
第１図は本発明の実施例における密閉形金属酸化物・水
素蓄電池の断面図、第２図１は本発明の実施例及び従来
の蓄電池の２５℃にあける貯蔵日数と容量保存率との関
係を示す特性図、第３図は本発明の実施例及び従来の蓄
電池の６００ｍＡ（１Ｃ）の放電特性を示す特性図であ
る。 １・・・水素吸蔵合金電極（負極）、２・・・焼結式ニ
ッケル極（正極）、３・・・ナイロン製不織布、４・・
・ポリプロピレン製フィルム、５・・・電池ケース、６
・・・正極リード、７・・・封口板、８・・・正極端子
、９・・・絶縁ガスケット。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 ｒｒ見日秋 （日） 第２図
素蓄電池の断面図、第２図１は本発明の実施例及び従来
の蓄電池の２５℃にあける貯蔵日数と容量保存率との関
係を示す特性図、第３図は本発明の実施例及び従来の蓄
電池の６００ｍＡ（１Ｃ）の放電特性を示す特性図であ
る。 １・・・水素吸蔵合金電極（負極）、２・・・焼結式ニ
ッケル極（正極）、３・・・ナイロン製不織布、４・・
・ポリプロピレン製フィルム、５・・・電池ケース、６
・・・正極リード、７・・・封口板、８・・・正極端子
、９・・・絶縁ガスケット。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 ｒｒ見日秋 （日） 第２図
Claims (3)
- （１）金属酸化物電極からなる正極と水素吸蔵合金電極
からなる負極との間にセパレータを介在させて電極体を
構成し、アルカリ水溶液を電解液とする密閉形金属酸化
物・水素蓄電池において、前記セパレータとして電解液
を含浸・保持する高分子不織布と微細孔を有する高分子
フィルムとを用いたことを特徴とする密閉形金属酸化物
・水素蓄電池。 - （２）高分子フィルムの微細孔が平均孔径０．１ｍｍ以
下であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
密閉形金属酸化物・水素蓄電池。 - （３）高分子フィルムに親水処理を施したことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の密閉形金属酸化物・水
素蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61121618A JPS62278751A (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | 密閉形金属酸化物・水素蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61121618A JPS62278751A (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | 密閉形金属酸化物・水素蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62278751A true JPS62278751A (ja) | 1987-12-03 |
Family
ID=14815711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61121618A Pending JPS62278751A (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | 密閉形金属酸化物・水素蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62278751A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04167357A (ja) * | 1990-10-30 | 1992-06-15 | Agency Of Ind Science & Technol | ニッケル―水素化物電池 |
-
1986
- 1986-05-27 JP JP61121618A patent/JPS62278751A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04167357A (ja) * | 1990-10-30 | 1992-06-15 | Agency Of Ind Science & Technol | ニッケル―水素化物電池 |
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