JPS6290850A - アルカリ蓄電池用水素吸蔵電極 - Google Patents
アルカリ蓄電池用水素吸蔵電極Info
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- JPS6290850A JPS6290850A JP60230333A JP23033385A JPS6290850A JP S6290850 A JPS6290850 A JP S6290850A JP 60230333 A JP60230333 A JP 60230333A JP 23033385 A JP23033385 A JP 23033385A JP S6290850 A JPS6290850 A JP S6290850A
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- Japan
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- alloy
- titanium
- manganese
- hydrogen storage
- negative electrode
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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
- H01M4/36—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
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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】
(イ)産業上の利用分野
本発明は蓄電池の負極として)+1いられる水素吸蔵電
極に関し、特に高容量を長期にわたって維持するよう改
良された水素吸蔵電極に関する。
極に関し、特に高容量を長期にわたって維持するよう改
良された水素吸蔵電極に関する。
(口1 従来の技術
従来からよく用いられる蓄電池としては鉛電池及びニッ
ケルー力ドミクム電池があるが、近年これら電池より軽
量で且つ高容量となる可能性があるということで、特(
二低王に於いて負極活物質である水素全可逆的に吸蔵及
び放出することのできる水素吸蔵合金を備えた電極を負
極に用い、水酸化ニッケルなどの金属酸化物からなる正
極活物質を備えた電極を正極に用いた会菖−水素アルカ
リ蓄電池が注目されている。
ケルー力ドミクム電池があるが、近年これら電池より軽
量で且つ高容量となる可能性があるということで、特(
二低王に於いて負極活物質である水素全可逆的に吸蔵及
び放出することのできる水素吸蔵合金を備えた電極を負
極に用い、水酸化ニッケルなどの金属酸化物からなる正
極活物質を備えた電極を正極に用いた会菖−水素アルカ
リ蓄電池が注目されている。
一般にこの種蓄電池に用いられる水素吸蔵合金を備えた
7N素吸蔵電極は特公昭58−46827号公報菟:於
いて提案されているように水素を吸蔵する合金粉末と水
素を吸蔵しない合金粉末との混合物を焼結して焼結多孔
体を作製し、これを水素吸蔵電極とする方法、あるいは
特開昭53−103541号公報に於いて提案されてい
るように水素を吸蔵する合金粉末とアセチレンブラック
及び電極支持体とを耐電解液性の粒子状結着剤(二より
相互(=結合させて水素吸蔵電極とする方法C二よって
作製されており、これら電極に用いる水素吸蔵合金の1
つにチタンーマンガン二元系含金がある。
7N素吸蔵電極は特公昭58−46827号公報菟:於
いて提案されているように水素を吸蔵する合金粉末と水
素を吸蔵しない合金粉末との混合物を焼結して焼結多孔
体を作製し、これを水素吸蔵電極とする方法、あるいは
特開昭53−103541号公報に於いて提案されてい
るように水素を吸蔵する合金粉末とアセチレンブラック
及び電極支持体とを耐電解液性の粒子状結着剤(二より
相互(=結合させて水素吸蔵電極とする方法C二よって
作製されており、これら電極に用いる水素吸蔵合金の1
つにチタンーマンガン二元系含金がある。
しかしながら、このチタン−マンガン二元系合金を備え
た水素吸蔵電極は、水素吸蔵量が少ないなめ充分な容置
を得ることができず、またサイクル寿命が短く満足でき
るものではなかった。
た水素吸蔵電極は、水素吸蔵量が少ないなめ充分な容置
を得ることができず、またサイクル寿命が短く満足でき
るものではなかった。
(ハ)発明が解決しようとする問題点
本発明の水素吸蔵電極は、チタン−マンガン合金をペー
スとして他の元素を含有させてなる合金を負極に用いる
ことζ:より、負極の水素吸蔵量の増加やサイクル寿命
の向上をはかろうとするものである。
スとして他の元素を含有させてなる合金を負極に用いる
ことζ:より、負極の水素吸蔵量の増加やサイクル寿命
の向上をはかろうとするものである。
に)) 問題点を解決するための手段
本発明の水素吸蔵電極は、 TiMnxで表わされXが
1.5≦x≦2であるチタン−マンガン合金のチタンま
たはマンガンを、AI!、81.Zn。
1.5≦x≦2であるチタン−マンガン合金のチタンま
たはマンガンを、AI!、81.Zn。
Y、N’b、Hf、Taから選ばれる少なくとも一種の
元素で f 1M n x 1分子あたり0.4原子以
下随換してなる合金を備えたものである。
元素で f 1M n x 1分子あたり0.4原子以
下随換してなる合金を備えたものである。
ネ)作 用
ペースとなるチタン−マンガン合金がTiMnXで表わ
されXが15≦x≦2であるものとし。
されXが15≦x≦2であるものとし。
且つこの合金のチタンまたはマンガンをAI!、Si、
Zn、y、Nb、Hf、Taから選ばレル少なくとも一
種の合金で、TiMnx1分子あたり0.4原子以下置
換してなる合金を負極の水素吸蔵材として用いると、負
極である水素吸蔵電極の寿命が伸び容量が増大する。
Zn、y、Nb、Hf、Taから選ばレル少なくとも一
種の合金で、TiMnx1分子あたり0.4原子以下置
換してなる合金を負極の水素吸蔵材として用いると、負
極である水素吸蔵電極の寿命が伸び容量が増大する。
(へ)実施例
市販のチタン、マンガン及びアルミニクムを組成比で、
Ti :Mn :AJ−1: i、8 : 0.21
=なるよう混合し、アーク溶解炉(:入れて加熱、溶解
して合金化してT 1Hn t、a Al: 0.2粉
末を得ると共(;、前記混合1合金化及び粉砕という操
作を行なって組成が種々異なる各種水素吸蔵合金粉末を
得た。
Ti :Mn :AJ−1: i、8 : 0.21
=なるよう混合し、アーク溶解炉(:入れて加熱、溶解
して合金化してT 1Hn t、a Al: 0.2粉
末を得ると共(;、前記混合1合金化及び粉砕という操
作を行なって組成が種々異なる各種水素吸蔵合金粉末を
得た。
こうして得られた各種水素吸蔵合金粉末80重量%、導
電材としてのアセチレンブラッグ10褒t1%及び結着
剤としてのフッ素樹脂粉末10重量%を混合機で均一に
混合すると共C:フツ累樹脂を繊維化し、得られた混線
物をニッケル金網で包み込み3zon/−で加圧成型す
ることにより、外面がニッケル金鋼で覆われた水素吸蔵
電極を作製した。面、これら水素吸蔵電極(−用いた合
金粉末は夫々約1.5 lIである。
電材としてのアセチレンブラッグ10褒t1%及び結着
剤としてのフッ素樹脂粉末10重量%を混合機で均一に
混合すると共C:フツ累樹脂を繊維化し、得られた混線
物をニッケル金網で包み込み3zon/−で加圧成型す
ることにより、外面がニッケル金鋼で覆われた水素吸蔵
電極を作製した。面、これら水素吸蔵電極(−用いた合
金粉末は夫々約1.5 lIである。
次いで、上記水素吸蔵電極を夫々理論容量が6QOmA
Hの焼結式ニッケル正極と組み合わせ電解液(:水酸化
カリクム水溶液を用いて密閉型ニッケルー水票アルカリ
蓄電池を種々作製し、負極(−用いた水素吸蔵合金の種
類により第1表に示す如く電池A乃至工とする。また比
較として組成の異なるチタン−マンガン二元系合金を負
極の水素吸蔵材として用いた電池を作製し、用いた水素
吸蔵材の種類(二より第1表に示す如く電池J乃至Mと
する。これら電池を0.10電流で16時間充電した後
、0.20電流で放電して電池電圧が1.Ovになった
時点で放電停止するサイクル条件で充放電を繰り返し行
ない電池特性を測定し、電池+Al乃至(Mlの放電容
量を@1表に示すと共に電池図乃至(K)のサイクル特
性を各電池の初期容量を夫々100として′@1図1−
示す。
Hの焼結式ニッケル正極と組み合わせ電解液(:水酸化
カリクム水溶液を用いて密閉型ニッケルー水票アルカリ
蓄電池を種々作製し、負極(−用いた水素吸蔵合金の種
類により第1表に示す如く電池A乃至工とする。また比
較として組成の異なるチタン−マンガン二元系合金を負
極の水素吸蔵材として用いた電池を作製し、用いた水素
吸蔵材の種類(二より第1表に示す如く電池J乃至Mと
する。これら電池を0.10電流で16時間充電した後
、0.20電流で放電して電池電圧が1.Ovになった
時点で放電停止するサイクル条件で充放電を繰り返し行
ない電池特性を測定し、電池+Al乃至(Mlの放電容
量を@1表に示すと共に電池図乃至(K)のサイクル特
性を各電池の初期容量を夫々100として′@1図1−
示す。
第1表
第1表から明らかなように、チタン−マンガン二元系合
金を負極の水素吸蔵材として用いた′電池[Jl乃至■
)のうち、!池(Jl及び(Klの放電容量が他の電池
(L+及び(財)より大きく、同じチタン−マンガン二
元系合金でも組成がTi1C対しMnts〜2の範囲ζ
:ある合金を負極の水素吸蔵材として用いると放電容量
を増大できることがわかる。また。
金を負極の水素吸蔵材として用いた′電池[Jl乃至■
)のうち、!池(Jl及び(Klの放電容量が他の電池
(L+及び(財)より大きく、同じチタン−マンガン二
元系合金でも組成がTi1C対しMnts〜2の範囲ζ
:ある合金を負極の水素吸蔵材として用いると放電容量
を増大できることがわかる。また。
電池(Al乃至(Ilは電池(Jl及び(Kはり更(−
放電容量が増大してお9.チタン−マンガン二元系合金
のチタンまたは7yガンをAt、Si、Zn、Y、N’
b、Hf、Ta、と一部置換して作製した合金を負極の
水素吸蔵材として用いることにより、より−aの効果が
得られている。サイクル特性(一ついても第1図から明
らかなよう(−1電池+A+乃至(IIは電池(、TI
及び[Klより向上しておシ、チタンーマンガン二元系
合金のチタンまたはマンガンを前記各種元素と一部置換
することにより放電容−と同様サイクル特性も向上して
いる。また、放電容量では電池tAl [Bl [CI
及び(C)lが、サイクル特性では電池(DI(El及
び(Ilでその効果が顕著に表われている。
放電容量が増大してお9.チタン−マンガン二元系合金
のチタンまたは7yガンをAt、Si、Zn、Y、N’
b、Hf、Ta、と一部置換して作製した合金を負極の
水素吸蔵材として用いることにより、より−aの効果が
得られている。サイクル特性(一ついても第1図から明
らかなよう(−1電池+A+乃至(IIは電池(、TI
及び[Klより向上しておシ、チタンーマンガン二元系
合金のチタンまたはマンガンを前記各種元素と一部置換
することにより放電容−と同様サイクル特性も向上して
いる。また、放電容量では電池tAl [Bl [CI
及び(C)lが、サイクル特性では電池(DI(El及
び(Ilでその効果が顕著に表われている。
J1!■−第2表はTiMt12からなるチタン−マン
ガン二元系合金をベースとして、置換する元素量を変化
させて作製した合金を同様に負極の水素吸蔵材(:用い
て電池を組み立て、この電池の放電容量を、負極の水素
吸蔵合金と対比させて示し九ものであり、置換する元素
量はベースとなるチタン−マンガン二元系合金1分子あ
たり0.4原子以下で放電容量がペースのTiMn2よ
り増大するのに対し、0.6原子C二なると逆C:減少
している。これは置換する元素量がチタン−マンガン二
元系合金1分子あたり0.4原子を超えると1合金内で
置換元素の偏析が起こり合金組成が均一にならないため
と考えられる。
ガン二元系合金をベースとして、置換する元素量を変化
させて作製した合金を同様に負極の水素吸蔵材(:用い
て電池を組み立て、この電池の放電容量を、負極の水素
吸蔵合金と対比させて示し九ものであり、置換する元素
量はベースとなるチタン−マンガン二元系合金1分子あ
たり0.4原子以下で放電容量がペースのTiMn2よ
り増大するのに対し、0.6原子C二なると逆C:減少
している。これは置換する元素量がチタン−マンガン二
元系合金1分子あたり0.4原子を超えると1合金内で
置換元素の偏析が起こり合金組成が均一にならないため
と考えられる。
第2表
上記のようCTiMnxで表わされXが1.5以上2.
0以下であるチタン−マンガン合金のチタンまたはマン
ガンをAI!、81.Zn、Y、N’b。
0以下であるチタン−マンガン合金のチタンまたはマン
ガンをAI!、81.Zn、Y、N’b。
if、 Taからなる元素で、TiMnx1分子あたり
0.4原子以下置換してなる合金を負極の水素吸蔵材と
して用いると放電容量及びサイクル寿命が向上するが、
置換する元素を2種以上としても同様の効果が得られる
。以下(ユチタンーマンガン二元系合金をペースとし、
2種の元素で置換した合金を水素吸蔵材として用いた実
施例を示す。
0.4原子以下置換してなる合金を負極の水素吸蔵材と
して用いると放電容量及びサイクル寿命が向上するが、
置換する元素を2種以上としても同様の効果が得られる
。以下(ユチタンーマンガン二元系合金をペースとし、
2種の元素で置換した合金を水素吸蔵材として用いた実
施例を示す。
前述と同様の操作でTi(L8Taα2Mnt8Al!
α2.T1Mnt6Alα2 Z n (L2及びTi
[LaTa(LIHf(LIMn2からなる合金粉末を
作製し、これら合金を負極の水素吸蔵材として使用して
電池を組み立て放電容量及びサイクル特性を測定した。
α2.T1Mnt6Alα2 Z n (L2及びTi
[LaTa(LIHf(LIMn2からなる合金粉末を
作製し、これら合金を負極の水素吸蔵材として使用して
電池を組み立て放電容量及びサイクル特性を測定した。
こうして作製した電池を夫々負極に用いた水素吸蔵合金
の種類に対応させて$5表に示すように電池N、O及び
Pとして、その放電容量を同時に第3表τ:示し、また
そのサイクル特性を電池[Klと共(−第2図に示す。
の種類に対応させて$5表に示すように電池N、O及び
Pとして、その放電容量を同時に第3表τ:示し、また
そのサイクル特性を電池[Klと共(−第2図に示す。
第3表
(ト)発明の効果
本発明の水素吸蔵電極は、 TiMnxで表わされXが
1,5≦x≦2であるチタン−マンガン合金のチタンま
たはマンガンを、Al、Si、Zn。
1,5≦x≦2であるチタン−マンガン合金のチタンま
たはマンガンを、Al、Si、Zn。
Y、 Nb、)(f、Taから選ばれる少なくとも一種
の元素で、TiMtzc1分子あたり0.4原子以下置
換してなる合金を備えたものであり、放電容量及びサイ
クル特性の向上をもたらすものであるから、優れ念性能
の蓄電池を提供することができ。
の元素で、TiMtzc1分子あたり0.4原子以下置
換してなる合金を備えたものであり、放電容量及びサイ
クル特性の向上をもたらすものであるから、優れ念性能
の蓄電池を提供することができ。
その工業的価値は極めて大である。
第1図及び第2図は本発明の水素吸蔵電極を備えた電池
と比較電池のサイクル特性図である。
と比較電池のサイクル特性図である。
Claims (1)
- (1)TiMn_xで表わされxが1.5≦x≦2であ
るチタン−マンガン合金のチタンまたはマンガンを、A
l、Si、Zn、Y、Nb、Hf、Taから選ばれる少
なくとも一種の元素で、TiMn_x1分子あたり0.
4原子以下置換してなる合金を備えた水素吸蔵電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60230333A JPH0648623B2 (ja) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | 水素吸蔵電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60230333A JPH0648623B2 (ja) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | 水素吸蔵電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6290850A true JPS6290850A (ja) | 1987-04-25 |
| JPH0648623B2 JPH0648623B2 (ja) | 1994-06-22 |
Family
ID=16906192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60230333A Expired - Lifetime JPH0648623B2 (ja) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | 水素吸蔵電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0648623B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5851690A (en) * | 1994-10-05 | 1998-12-22 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Hydrogen absorbing alloys |
| CN116904817A (zh) * | 2023-08-01 | 2023-10-20 | 金川集团股份有限公司 | 一种无锆无钒低成本ab2型钛锰系储氢合金及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5273342A (en) * | 1975-12-16 | 1977-06-20 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Storage battery |
| JPS5286127A (en) * | 1976-01-05 | 1977-07-18 | Philips Nv | Electrode for primary * secondary or fuel cell |
| JPS5468702A (en) * | 1977-11-11 | 1979-06-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Material for preserving hydrogen |
| JPS59181464A (ja) * | 1983-03-28 | 1984-10-15 | エバレディ−、バッテリ−、カンパニ−、インコ−ポレ−テッド | 固体正極を使用する非水性電池の有機電解質中のイソキサゾ−ル誘導体添加剤 |
-
1985
- 1985-10-16 JP JP60230333A patent/JPH0648623B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5273342A (en) * | 1975-12-16 | 1977-06-20 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Storage battery |
| JPS5286127A (en) * | 1976-01-05 | 1977-07-18 | Philips Nv | Electrode for primary * secondary or fuel cell |
| JPS5468702A (en) * | 1977-11-11 | 1979-06-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Material for preserving hydrogen |
| JPS59181464A (ja) * | 1983-03-28 | 1984-10-15 | エバレディ−、バッテリ−、カンパニ−、インコ−ポレ−テッド | 固体正極を使用する非水性電池の有機電解質中のイソキサゾ−ル誘導体添加剤 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5851690A (en) * | 1994-10-05 | 1998-12-22 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Hydrogen absorbing alloys |
| CN116904817A (zh) * | 2023-08-01 | 2023-10-20 | 金川集团股份有限公司 | 一种无锆无钒低成本ab2型钛锰系储氢合金及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0648623B2 (ja) | 1994-06-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |