JPS63178447A - 電池用電極の製造法 - Google Patents

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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は電池用電極の製造法に係り、更に詳しくは水素
を吸蔵及び放出することのできる、アルカリ蓄電池の負
極として用いられる水素吸蔵電極の製造法に関するもの
である。

（ロ）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
電池などがあるが、近年、これらの電池より軽量且つ高
容量で高エネルキ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負極に備えた金属−水
素アルカリ蓄電池が注目されている。

との撞電池の負極に用いられる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、ＬａＮ１６やその改良である三元素系のＬａＮ
ｉ４Ｃｏ、ＬａＮｉ、Ｃｕ及びＬａＮｉ、、８　Ｆ”０
．１などの合金が知られている。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（特公昭５９−４９６８９号公報）、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（特公昭５７−３０２７８号公報）
などが採られている。又、正極としては、ニッケルーカ
ドミウム蓄電、池などに用いられる焼結式ニッケル極が
用いられている。

特に、水素吸蔵合金を溶融、粉砕して水素吸蔵電極とす
る方法は、特開昭６０−２５０５５８号公報に詳述され
ている。これは水素吸蔵合金に用いられる原料としての
金属を一定の組成比に秤量。

混合し、アーク溶解炉に入れて減圧のアルゴン雰囲気下
でアーク放電し、加熱溶解させて得意水素吸蔵合金のイ
ンゴットを粗粉砕後、ボールミルで微粉末にするもので
ある。このようにして得な水素吸蔵合金微粉末を結着剤
を用いて導電芯体に塗着、充填するものは公知である。

ここで、前述の製法で得た水素吸蔵電極を用いたアルカ
リ蓄電池は、保存特性、サイクル特性が悪いという欠点
があっ之。これは、加熱溶解して得た水素吸蔵合金を、
単に粗粉砕、微粉砕を行っているので、溶融によシ合金
表面に生成する不純物が取り除かれておらず、この不純
物が水素吸蔵電極中に残存し、電極特性さらには電池の
保存特性並びにサイクル特性を低下させているためであ
る。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明は前記問題点に鑑みなされたものであって、水素
吸蔵電極を負極に備えたアルカリ蓄電池の保存特性、及
びサイクル特性を向上させようとするものである。

に）問題点を解決するための手段 本発明の電池用電極の製造法は、溶融により作成した水
素吸蔵合金のインゴットの表面を削除して得たものを活
物質として用いることを要旨とするものである。

（ホ）作　　用 溶融法により作成した水素吸蔵合金のインゴットの表面
は、やや灰白もしくは黒色であって金属光沢を有してお
らず、溶融し念金属が冷却時固化する際に、インゴット
表面において、金属中に含まれる不純物や、インゴット
内部と組成の異なる物質が析出してい゛ると考えられる
。これらの物質を削除することにより得られた水素吸蔵
合金を活物質として用いることで、組成的に均一であっ
て、不純物を含まない水素吸蔵電極ｆ得られ、かかる水
素吸蔵電極を負極に用いたアルカリ蓄電池の自己放電に
基づく保存特性の低下をおさえ、充放電サイクル進行に
伴う水素吸蔵合金の組成変化１］制しうるので、サイク
ル特性の向上が計れる。

（へ）実施例 市販されているランタン（純度９９．９４）％ニッケル
（純度９９．９４）及びコバルト（純度９９．５％）を
ＬａＮｉ、Ｃｏ、を得るように化学量論比に秤量し、ア
ーク溶解炉に入れ、アルゴン雰囲気下で４０ｆｌＨｇに
減圧して溶融し、合金化させて水素吸蔵合金のインゴッ
トを得た。得られたインゴット表面は、やや灰白部と黒
色部とよりなるものであって、内部は金属光沢を有する
ものである。

尚、このインゴットの大きさは径５０ｎ、厚さ２０Ｈの
ものであった。このインゴットを第１図のようにグライ
ンダーによって表面研摩を行ってｂの部分を削除し、ａ
の部分を機械的に粉砕して５０声ｍ以下に微粉化したも
の９６重量部を用い。

ＦＴＦＢ　（フッ素樹脂）粉末を４重量部添加し。

均一に混合してＰＴＦＥを繊維化させる。これに水を加
えてペースト状とし、ニッケルメッキを施したパンチン
グメタル集電体の両面に貼シ付けて水素吸蔵電極を得る
。この電極を負極とし、理論容量１６００Ｆ＃Ａｈの公
知の焼結式ニッケル極を正極として組み合せ耐アルカリ
性セパレータを介して渦巻電極体を構成し、電池外装缶
に挿入後、アルカリ電解液を注入し、封口全行ってニッ
ケルー水素アルカリ蓄電池を得た。尚、前述のインゴッ
トの表面の削除の量を０．ｌ、２．８％４．５％と変化
させて種々の電池を作製し、それぞれ電池Ｄ％Ｅ、Ｆ、
Ａ％Ｂ、Ｃとした。

このようにして得られ九電池Ａ−Ｆを１２０ｍＡで１６
時間充電し１次いで２４０２ＦｇＡで電池電圧が１．Ｏ
ＶＫなる迄放電するというサイクル条件で、サイクル特
性の比較を行った。この結果を、第２図に示す。この結
果よジインゴツトの厚み方向において削除する量を８９
６以上とした本発明電池Ａ、Ｂ、Ｃはサイクル特性が大
幅に改善されている。尚、ここで、第１図に示したよう
に、インゴットの厚みをｔ１ｍ削除する部分の厚みをｔ
！とすると、８９６削除するというのは ｔ！ −Ｘ　ｌ　００　＝　８　　（＊） となるように１．の厚さだけ削除するものである。

次に、電池Ａ−Ｆｔ１２０ｍＡで１６時間充電し、室温
で１か月間数量した後、電池容量を測定し、保存前の電
池容量と比較した結果を、電池容量比（％）として表わ
し、第８図に示す。この結果において、８９６以上削除
したインゴットを用いた本発明電池Ａ、Ｂ、Ｃは保存特
性においても優れるものである。

尚、これらの結果より合金を作成する際、各金属元素単
体を化学量論比に秤量、混合し、溶解することによって
インゴットが得られるが、得られたインゴット表面、及
び表層には原材料に含まれる不純物、或いは目的合金相
のＬａＮ１２ｃＯｓ以外の金属相、更には金属酸化物が
偏析していることが組成分析で知得された。つまり、主
成分である目的とする合金相以外の物質が電極材料の活
物質として混入されると、充放電効率が低下してサイク
ル特性を低下させるとともに、アルカリ電解液中におい
ては局部電池を形成して腐食が進行しやすく、電池の保
存特性が低下する。またＬ　ａ　（ＯＨ）ｓなどの不活
性な物質が生成されやすくなって、電池寿命を短くさせ
るものである。

以上１本発明の実施例において、インゴットの表面の削
除の方法として機械によるものを示したが。

”／　　Ｘ１００≧８　Ｃ９６） １゜ を満九せば、九とえは塩酸を用いた薬品処理によってイ
ンゴットの表面を削除する方法を用いても良い。

尚、ここでｔｌとｔ、の設定は、先づｔｌを測定し、１
１の測定方向と平行にインゴット表面よυｔ、を決める
ことによって得られ、ｔｌの測定方向に対し垂直な面を
ｔ、の分だけインゴットの表面を削除することによって
本発明の目的が達成される。

（ト）発明の効果 本発明の製造法によれば、水素吸蔵合金を負極の活物質
として用いるアルカリ蓄電池の保存特性、及びサイクル
特性を向上させることができ、その工業的価値はきわめ
て太さい。

【図面の簡単な説明】

第１図は水素吸蔵合金のインゴットの削除する部分を示
す説明概念図、第２図は電池のサイクル特性比較図、第
８図は電池の保存特性比較図である。 ａ・・・インゴットの使用部分、ｂ・・・削除する部分
１Ａ、Ｂ、Ｃ・・・本発明電池、Ｄ％Ｅ％Ｆ・・・比較
電池。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶融法により作成した水素吸蔵合金のインゴット
   の表面を削除して得たものを活物質として用いることを
   特徴とする電池用電極の製造法。
2. （２）前記溶融がアーク溶解炉、高周波融導炉で行なわ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
   電池用電極の製造法。
3. （３）前記水素吸蔵合金のインゴットの表面を削除する
   厚さが、表面より３％とすることを特徴とする特許請求
   の範囲第（１）項記載の電池用電極の製造法。
4. （４）前記インゴットの表面を削除する方法が酸もしく
   はアルカリによる薬品処理、または表面研摩などの機械
   的処理により行なうことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の電池用電極の製造法。