JPS63138653A - アルカリ二次電池 - Google Patents
アルカリ二次電池Info
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- JPS63138653A JPS63138653A JP61282068A JP28206886A JPS63138653A JP S63138653 A JPS63138653 A JP S63138653A JP 61282068 A JP61282068 A JP 61282068A JP 28206886 A JP28206886 A JP 28206886A JP S63138653 A JPS63138653 A JP S63138653A
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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
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/242—Hydrogen storage electrodes
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- Chemical & Material Sciences (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は金属酸化物を正電極とし、負電極が水素吸蔵合
金により形成されているアルカリニ次電池に関するもの
である。
金により形成されているアルカリニ次電池に関するもの
である。
［従来の技術ｊ
内部に電気エネルギーを−貯えた電池には、一度使い切
れば捨ててしまう一次電池と、充電して繰り返し使用す
る二次電池とがある。
れば捨ててしまう一次電池と、充電して繰り返し使用す
る二次電池とがある。
二次電池としては、例えば白金あるいはパラジウムを水
素活性化の触媒とするガス拡散型電極を負電極に用いた
水素酸素燃料電池が知られているが、充電に発生する水
素を貯蔵する能力に欠ける。
素活性化の触媒とするガス拡散型電極を負電極に用いた
水素酸素燃料電池が知られているが、充電に発生する水
素を貯蔵する能力に欠ける。
水素を金属水素化物として貯蔵しうる水素貯蔵合金を二
次電池の負電極に応用する考えが提案され（例えば、Ｅ
ｃｌｕａｒｄ Ｗ 、 Ｊ ｕｓｔｉ ： Ｅ Ｉｅ
ｃｔｒｏｃａｔａｌｙｓｉｓ ｉｎ Ｎ １ｃｋｅｌ
−Ｔｉｔａｎｕｉｌ Ｓｙｓｔｅｍ 、 Ｅｎｅｒａ
ｙ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ 、 Ｖａｔ、 １０． Ｐ
Ｐ、 １８３〜１８７（１９７０））、種々試作されて
いる。一方、水素貯蔵合金に水素を吸収・放出させる手
段として下記式（１）に示すアルカリ性水溶液中での電
気化学的な反応を利用し、金罵水素化と水酸基が関係し
た放・充電サイクルを行わせる方式がある。
次電池の負電極に応用する考えが提案され（例えば、Ｅ
ｃｌｕａｒｄ Ｗ 、 Ｊ ｕｓｔｉ ： Ｅ Ｉｅ
ｃｔｒｏｃａｔａｌｙｓｉｓ ｉｎ Ｎ １ｃｋｅｌ
−Ｔｉｔａｎｕｉｌ Ｓｙｓｔｅｍ 、 Ｅｎｅｒａ
ｙ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ 、 Ｖａｔ、 １０． Ｐ
Ｐ、 １８３〜１８７（１９７０））、種々試作されて
いる。一方、水素貯蔵合金に水素を吸収・放出させる手
段として下記式（１）に示すアルカリ性水溶液中での電
気化学的な反応を利用し、金罵水素化と水酸基が関係し
た放・充電サイクルを行わせる方式がある。
ＭＨＸ ＋ＯＨ−＝Ｍ＋Ｘ Ｈ２０＋Ｘ（！−−（１）
上記反応式（１）中、Ｍは水素貯蔵合金を表わしている
。このような方式の電池は、負電極に水素と反応活性の
よいＮｉ系水素貯蔵合金であるＴ１Ｎｉ系合金あるいは
ｌａ Ｎｉ ５系合金が主に用いられており、現在最高
水準にあるニッケルーカドミウム電池よりもエネルギー
密度の高いものが得られている。しかしながらこの電池
の問題点の一つは水素吸蔵合金負電極の寿命が短いこと
である。この理由は水素吸蔵合金からなる負電極が放・
充電の繰返しにより特性劣化し、次第に電池の電気容量
が減少してくるためである。これは、負電極を構成する
水素吸蔵合金粉末が放・充電による水素の放出と吸蔵に
際して膨張と収縮を繰返す間に合金粉末にクラックが入
り、微粉化して電極構成体から脱落するためである。
上記反応式（１）中、Ｍは水素貯蔵合金を表わしている
。このような方式の電池は、負電極に水素と反応活性の
よいＮｉ系水素貯蔵合金であるＴ１Ｎｉ系合金あるいは
ｌａ Ｎｉ ５系合金が主に用いられており、現在最高
水準にあるニッケルーカドミウム電池よりもエネルギー
密度の高いものが得られている。しかしながらこの電池
の問題点の一つは水素吸蔵合金負電極の寿命が短いこと
である。この理由は水素吸蔵合金からなる負電極が放・
充電の繰返しにより特性劣化し、次第に電池の電気容量
が減少してくるためである。これは、負電極を構成する
水素吸蔵合金粉末が放・充電による水素の放出と吸蔵に
際して膨張と収縮を繰返す間に合金粉末にクラックが入
り、微粉化して電極構成体から脱落するためである。
［発明が解決しようとする問題点］
上記水素貯蔵合金を用いた負電極は、水素貯蔵合金粉末
を圧縮成形あるいは樹脂と混練成形して製作しているが
、このような構成の負電極を用いた二次電池を繰り返し
て充放電を行うと、合金が微粉化して性能の劣化および
電極の崩壊あるいは合金の脱落が起り、数十回の充放電
で使えなくなってしまう。この対策として、水素貯蔵合
金粉末に銅粉末を混合する方法あるいは水素貯蔵合金粉
末に銅被覆すること等により充放電寿命の延長が計られ
ている（石川、他二日本化学会第９４回春季年会予Ｍ’
１！（、ＰＰ、２９５ （１９８４））が、前者では寿
命が十分でなく、後者ではコスト高となるという問題点
を含んでいる。
を圧縮成形あるいは樹脂と混練成形して製作しているが
、このような構成の負電極を用いた二次電池を繰り返し
て充放電を行うと、合金が微粉化して性能の劣化および
電極の崩壊あるいは合金の脱落が起り、数十回の充放電
で使えなくなってしまう。この対策として、水素貯蔵合
金粉末に銅粉末を混合する方法あるいは水素貯蔵合金粉
末に銅被覆すること等により充放電寿命の延長が計られ
ている（石川、他二日本化学会第９４回春季年会予Ｍ’
１！（、ＰＰ、２９５ （１９８４））が、前者では寿
命が十分でなく、後者ではコスト高となるという問題点
を含んでいる。
本発明の目的は充放電の繰り返しによる水ＭＭ極の劣化
を防止するための二次電池を提供することにある。
を防止するための二次電池を提供することにある。
［問題点を解決するための手段］
上記問題点を解決するために本発明は、粉粒状の水素吸
蔵合金を有機バインダーで成形した構造体外部表面を水
素吸蔵合金薄膜で被覆した負電極を有することを特徴と
するアルカリニ次電池である。なお、上記被覆は構造体
外部表面の一部分だけでなく、全面にわたってもかまわ
ない。
蔵合金を有機バインダーで成形した構造体外部表面を水
素吸蔵合金薄膜で被覆した負電極を有することを特徴と
するアルカリニ次電池である。なお、上記被覆は構造体
外部表面の一部分だけでなく、全面にわたってもかまわ
ない。
すなわち本発明は、基板上にスパッター蒸着などにより
形成された水素吸蔵合金薄膜が水素の吸収・放出を繰り
返しても割れなどの発生しない現象に着目し、この薄膜
をもって水素吸蔵電極構造体を補強するものである。
形成された水素吸蔵合金薄膜が水素の吸収・放出を繰り
返しても割れなどの発生しない現象に着目し、この薄膜
をもって水素吸蔵電極構造体を補強するものである。
上述のように、粉粒状の水素吸蔵合金を有機バインダー
で成形した電極板を水素吸蔵合金薄膜で被覆保護するこ
とにより水素の吸収・放出の繰返しにより水素吸蔵合金
粉粒が微粉化し電極体より脱落することを防止すること
ができる。
で成形した電極板を水素吸蔵合金薄膜で被覆保護するこ
とにより水素の吸収・放出の繰返しにより水素吸蔵合金
粉粒が微粉化し電極体より脱落することを防止すること
ができる。
〔実施例］
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。
。
水素吸蔵電極合金ＬａＮｉ５の直径約６０μｍの活性化
処理を行った粉末とテフロンバインダーを混合し、冷間
加工成形により厚み１．２１１１１．直径１０１１Ｉｎ
の水素吸蔵電極を作製した。次にこの水素吸蔵電極に水
素の吸収、放出のプロセスを２０回繰り返し、ＬｆＮａ
５の粉粒が約５μ層に微粉化した後、スパッター蒸着に
より厚み約５μｍのしａＮｆｓｉＪｗＡを水素電極全面
に付着せしめた。
処理を行った粉末とテフロンバインダーを混合し、冷間
加工成形により厚み１．２１１１１．直径１０１１Ｉｎ
の水素吸蔵電極を作製した。次にこの水素吸蔵電極に水
素の吸収、放出のプロセスを２０回繰り返し、ＬｆＮａ
５の粉粒が約５μ層に微粉化した後、スパッター蒸着に
より厚み約５μｍのしａＮｆｓｉＪｗＡを水素電極全面
に付着せしめた。
この薄膜で被覆した水素吸蔵電極の構成を第２図に示す
。本発明による水素吸蔵電極を用いて第１図に示すアル
カリニ次電池を構成した。第１図において、１は負電極
、１ａは（−ａ Ｎｉ ５粉粒とテフロンバインダー混
合物の成形体、１ｂはスパッタ蒸着したＬａＮｉ５薄膜
、２はニッケル酸化物からなる正電極、３は容器、４は
苛性カリ水溶液からなる電解液、５は放電用外部抵抗、
６は充電用外部電源である。外部電［６により充電する
と、電解液４を電気分解して負電極１に発生する水素は
発泡することな（、負電極１に吸着され、電解液４と反
対方向に拡散し、Ｌａ Ｎｉ ｓ Ｆｉｌ膜１ｂで被覆
されたＬａＮｉ粉粒とテフロンバインダー混合物の成形
体１ａに吸収され貯蔵される。次に外部電源６の代わり
に外部抵抗５を接続してｔ１１電すると、前記成形体１
ａはその水素平衡解離圧下におかれ、水素を放出し、負
電極１内を拡散し、電解液と電気化学反応を起こし、電
子を発生する。
。本発明による水素吸蔵電極を用いて第１図に示すアル
カリニ次電池を構成した。第１図において、１は負電極
、１ａは（−ａ Ｎｉ ５粉粒とテフロンバインダー混
合物の成形体、１ｂはスパッタ蒸着したＬａＮｉ５薄膜
、２はニッケル酸化物からなる正電極、３は容器、４は
苛性カリ水溶液からなる電解液、５は放電用外部抵抗、
６は充電用外部電源である。外部電［６により充電する
と、電解液４を電気分解して負電極１に発生する水素は
発泡することな（、負電極１に吸着され、電解液４と反
対方向に拡散し、Ｌａ Ｎｉ ｓ Ｆｉｌ膜１ｂで被覆
されたＬａＮｉ粉粒とテフロンバインダー混合物の成形
体１ａに吸収され貯蔵される。次に外部電源６の代わり
に外部抵抗５を接続してｔ１１電すると、前記成形体１
ａはその水素平衡解離圧下におかれ、水素を放出し、負
電極１内を拡散し、電解液と電気化学反応を起こし、電
子を発生する。
この二次電池を用い、充電・放電を５００回繰り返した
が、放電容量に変化はなく、電極体からの（−ａ Ｎｉ
５粉粒の脱落も認められなかった。
が、放電容量に変化はなく、電極体からの（−ａ Ｎｉ
５粉粒の脱落も認められなかった。
本発明において、ＬａＮｉ５粉粒とテフロンバインダー
で形成した電極に水素の吸収・放出を繰り返した後Ｌａ
Ｎｉ５１Ｊ膜を被１する理由は、この処理をせずに被覆
処理した電極は電極体が水素の吸収・放出を繰り返すこ
とで電極の膨張、吸縮が大きく保護被膜にひびが入り一
部脱落し、十分な寿命が得られないので、被覆前に電極
体に水素の吸収・放出を１０〜２０回繰り返すことで電
極体の水素の吸収・放出による電極体の膨張、収縮を小
さく出来るためである。
で形成した電極に水素の吸収・放出を繰り返した後Ｌａ
Ｎｉ５１Ｊ膜を被１する理由は、この処理をせずに被覆
処理した電極は電極体が水素の吸収・放出を繰り返すこ
とで電極の膨張、吸縮が大きく保護被膜にひびが入り一
部脱落し、十分な寿命が得られないので、被覆前に電極
体に水素の吸収・放出を１０〜２０回繰り返すことで電
極体の水素の吸収・放出による電極体の膨張、収縮を小
さく出来るためである。
［発明の効果］
以上述べたように、本発明による水素吸蔵電極で構成し
た二次電池は、充・放電の繰り返しによる寿命を従来電
極の数十回から５００回以上に改善することが出来る。
た二次電池は、充・放電の繰り返しによる寿命を従来電
極の数十回から５００回以上に改善することが出来る。
第１図は本発明のアルカリニ次電池の構成図、第２図は
負電極の構成図である。 １・・・負電極、１ａ・・・ＬａＮｉ５粉粒とテフロン
バインダー混合物の成形体、１ｂ・・・ＬａＮｉ５１膜
。
負電極の構成図である。 １・・・負電極、１ａ・・・ＬａＮｉ５粉粒とテフロン
バインダー混合物の成形体、１ｂ・・・ＬａＮｉ５１膜
。
Claims (1)
- 粉粒状の水素吸蔵合金を有機バインダーで成形した構造
体外部表面を水素吸蔵合金薄膜で被覆した負電極を有す
ることを特徴とするアルカリ二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61282068A JPS63138653A (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | アルカリ二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61282068A JPS63138653A (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | アルカリ二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63138653A true JPS63138653A (ja) | 1988-06-10 |
Family
ID=17647724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61282068A Pending JPS63138653A (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | アルカリ二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63138653A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0602768A3 (en) * | 1992-12-17 | 1995-05-17 | Sanyo Electric Co | Hydrogen absorbing alloy electrode and method of manufacturing the same. |
-
1986
- 1986-11-28 JP JP61282068A patent/JPS63138653A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0602768A3 (en) * | 1992-12-17 | 1995-05-17 | Sanyo Electric Co | Hydrogen absorbing alloy electrode and method of manufacturing the same. |
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