JPS63314764A - 水素吸蔵電極 - Google Patents
水素吸蔵電極Info
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- JPS63314764A JPS63314764A JP62150636A JP15063687A JPS63314764A JP S63314764 A JPS63314764 A JP S63314764A JP 62150636 A JP62150636 A JP 62150636A JP 15063687 A JP15063687 A JP 15063687A JP S63314764 A JPS63314764 A JP S63314764A
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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
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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】
産業上の利用分野
本発明はニッケルー水素蓄電池などの、アルカリ蓄電池
の負極に用いる、電気化学的に水素の吸蔵、放出が可能
な水素吸蔵型゛匝に関する。
の負極に用いる、電気化学的に水素の吸蔵、放出が可能
な水素吸蔵型゛匝に関する。
従来の技術
水素吸蔵合金を負極とし、正極にニッケル酸化物を用い
たニッケルー水素蓄電池が提案されている。この電池系
は、現在実用化されているニッケルーカドミウム蓄電池
と同様に密閉化が可能であり、焼結式ニッケル正極を用
いたニッケルーカドミウム蓄電池に比べ１．８倍以上の
高エネルギー密度を有する密閉形アルカリ蓄電池として
期待されている。
たニッケルー水素蓄電池が提案されている。この電池系
は、現在実用化されているニッケルーカドミウム蓄電池
と同様に密閉化が可能であり、焼結式ニッケル正極を用
いたニッケルーカドミウム蓄電池に比べ１．８倍以上の
高エネルギー密度を有する密閉形アルカリ蓄電池として
期待されている。
従来、このニッケルー水素蓄電池の負極に用いる水素吸
蔵合金としては、エネルギー密度や、耐酸化性、耐電解
液性などを考慮して、Ｃａ Ｃｕ ６型の結晶構造をも
つＬａＮｉ５や、希土類の混合物を用いたＬｎＮｉ！Ｍ
ｎ、Ｍ、が提唱されている（特開昭６１−２３３９６９
号公報）。後者の合金でＭにＣｕとＣｏを用いたものは
単位体積当りの容量が大きく、電池としてのサイクル寿
命も良好である。
蔵合金としては、エネルギー密度や、耐酸化性、耐電解
液性などを考慮して、Ｃａ Ｃｕ ６型の結晶構造をも
つＬａＮｉ５や、希土類の混合物を用いたＬｎＮｉ！Ｍ
ｎ、Ｍ、が提唱されている（特開昭６１−２３３９６９
号公報）。後者の合金でＭにＣｕとＣｏを用いたものは
単位体積当りの容量が大きく、電池としてのサイクル寿
命も良好である。
発明が解決しようとする間甜点
このような従来の構成では、適切な放電可能容量を負極
に設けることにより、正極容量規制の電池は構成できる
が、高率放電の際は負極の過電圧の増大に起因して電池
の放電電圧が低下するという問題点があった。しかもこ
の傾向は周囲温度の低下につれて著しかった。したがっ
て放電容量は正極で規制されているが、電池電圧が低下
するために、１．ＯＶを終止電圧とすると放電容量が極
端に減少するという問題があった。
に設けることにより、正極容量規制の電池は構成できる
が、高率放電の際は負極の過電圧の増大に起因して電池
の放電電圧が低下するという問題点があった。しかもこ
の傾向は周囲温度の低下につれて著しかった。したがっ
て放電容量は正極で規制されているが、電池電圧が低下
するために、１．ＯＶを終止電圧とすると放電容量が極
端に減少するという問題があった。
問題点を解決するための手段
この問題点を解決するため本発明の水素吸蔵電極は、一
般式Ｌ ｎ （Ｎ ｉ、、−ア−，ＭｎｘＣｕｙＣｏ２
） Ｍｗ（ただし、Ｌｎはランタン単独°またはランタ
ンを含む希土類元素の混合物、ｏ＜ｘ＜ｏ、ｓ 、 Ｏ
＜７＜：０．５゜０くｚく１．０であり、ＭはＴｉ、Ｆ
ｅ、Ｖ、Ｃｒ、Ｎｉ。
般式Ｌ ｎ （Ｎ ｉ、、−ア−，ＭｎｘＣｕｙＣｏ２
） Ｍｗ（ただし、Ｌｎはランタン単独°またはランタ
ンを含む希土類元素の混合物、ｏ＜ｘ＜ｏ、ｓ 、 Ｏ
＜７＜：０．５゜０くｚく１．０であり、ＭはＴｉ、Ｆ
ｅ、Ｖ、Ｃｒ、Ｎｉ。
Ｃｕ、Ｃｏのいずれか）の合金においてＭを０．０５く
ｗく０．３５ とした水素吸蔵合金で構成したものであ
る。
ｗく０．３５ とした水素吸蔵合金で構成したものであ
る。
作 用
この構成により、水素吸蔵合金にＣａＣｕ５型の結晶構
造に、金属元素が添加されてそれが触媒効果を持って働
き、水素吸蔵合金の水素の拡散速度を速める結果、低温
で、高率数１五時に過電圧の増大が抑制されることによ
って、高率放電特性が改善されることになる。
造に、金属元素が添加されてそれが触媒効果を持って働
き、水素吸蔵合金の水素の拡散速度を速める結果、低温
で、高率数１五時に過電圧の増大が抑制されることによ
って、高率放電特性が改善されることになる。
実施例
以下本発明をその実施例により説明する。市販のミソシ
ュメタルＭｍ（Ｌａ ：約２５重量％、Ｃｅ：約５２重
ｔ％ ＋ Ｎｄ：約１８重ｔ％＊ Ｐｒｏ約５重い。
ュメタルＭｍ（Ｌａ ：約２５重量％、Ｃｅ：約５２重
ｔ％ ＋ Ｎｄ：約１８重ｔ％＊ Ｐｒｏ約５重い。
他）と、Ｌａ、Ｎｉ、Ｍｎ、ＡＩ、Ｃｏの各試料をアー
ク溶解炉に入れて、１ｏ−４〜１０−５Ｔｏｒｒまで真
空状態にした後、アルゴンガス雰囲気中（減圧状態）で
アーク放電し、加熱溶解させた。試料の均慣化を図るた
めに数回同様な溶解操作を繰り返し合金材料とした。
ク溶解炉に入れて、１ｏ−４〜１０−５Ｔｏｒｒまで真
空状態にした後、アルゴンガス雰囲気中（減圧状態）で
アーク放電し、加熱溶解させた。試料の均慣化を図るた
めに数回同様な溶解操作を繰り返し合金材料とした。
これらの合金を粗粉砕後、ボールミルで３８μｍ以下の
微粉末にし、ついでポリビニルアルコールの５重量係水
溶液と混合してペースト状にした。
微粉末にし、ついでポリビニルアルコールの５重量係水
溶液と混合してペースト状にした。
このペースト状混合粉末を発泡メタル式ニッケル基板に
充填し、乾燥後、比重１．３０の水酸化カリウム水溶液
中Ｋ、８０’Ｃで１２時間浸漬し、水洗、乾燥した後加
圧（１，ａ）ン／ｃｒｔｉ）Ｉ、、電極とした。
充填し、乾燥後、比重１．３０の水酸化カリウム水溶液
中Ｋ、８０’Ｃで１２時間浸漬し、水洗、乾燥した後加
圧（１，ａ）ン／ｃｒｔｉ）Ｉ、、電極とした。
電極に用いた合金の１組成を表に示した。従来例の合金
Ａ、Ｉと、Ｍｗ（０＜ｗ＜０．３５）を添加したＢ〜Ｈ
，Ｊ−Ｐである。Ａ−Ｐの電極について、それぞれ同一
の組成で、合金中のランタン含有景１０．１５，２０，
２５．３０重量％に変えた合金を用いた。
Ａ、Ｉと、Ｍｗ（０＜ｗ＜０．３５）を添加したＢ〜Ｈ
，Ｊ−Ｐである。Ａ−Ｐの電極について、それぞれ同一
の組成で、合金中のランタン含有景１０．１５，２０，
２５．３０重量％に変えた合金を用いた。
これらの電極を公知のニッケル正極と組み合わせ、従来
の密閉形ニッケルーカドミウム蓄電池と同様な大きさに
それぞれの極板を切訴して正極容量規制の公称容量１０
００ ｍＡｈのＡＡサイズの密閉形ニッケルー水素蓄電
池を構成し放電特性を調べた。
の密閉形ニッケルーカドミウム蓄電池と同様な大きさに
それぞれの極板を切訴して正極容量規制の公称容量１０
００ ｍＡｈのＡＡサイズの密閉形ニッケルー水素蓄電
池を構成し放電特性を調べた。
第１図、第２図に、これらの電池の低温における放電特
性の結果を示す。充電は２０’Ｃで３ＡＣｍＡ ｘ ４
．５ ｈｒで行い、放電はＯ’Ｃで行った。
性の結果を示す。充電は２０’Ｃで３ＡＣｍＡ ｘ ４
．５ ｈｒで行い、放電はＯ’Ｃで行った。
放電終止電圧は１．Ｏｖである。第１図は、２０’Ｃ。
０．２０ ｍＡで放電した時の放電容量を１００として
、Ｏ’Ｃで放電率の増加による放電容量の低下を示して
いる。第２図は、放電中の平均電圧を、放電率の変化に
対して、示している。
、Ｏ’Ｃで放電率の増加による放電容量の低下を示して
いる。第２図は、放電中の平均電圧を、放電率の変化に
対して、示している。
図から明らかなように、従来例の、一般式％式％
金からなる電極Ａ、Ｉを用いて構成した電池を、ｏ′Ｃ
でＩＣｍＡ以上の放電率で放電した場合、放電電位が著
しく低下することがわかる。これに対し、Ｗを０．０６
以上にした場合、Ｃａ Ｃｕ ６型の結晶に添加された
金属元素が触媒となり、水素吸蔵合金中の水素の拡散速
度を速める結果、放電電位の低下が抑制され、それに伴
う容量低下が減少すると考えられる。また、ｗ）０．３
５の合金はＸ線で調べると、その添加した金属に帰属す
る回折線が認められる。すなわち、合金化されていない
金属の存在により、合金中の単位重量、単位体積当りの
放電容量を低下させる。従ってＷ＞０．３５では実用化
にあたっては不利である。以上の結果からＷの範囲は０
．０５くｗく０．３５ であることが好ましい。さらに
、合金中のランタン含有量が１０ｗ ｔ ％以下になる
と、合金の吸蔵可能な水素量が減少するため単位重量当
りの放電容量が低下し、正極容量規制電池の構成が不可
能である。一方、３０ｗｔ％では、図から明らかなよう
に、放電電位が著しく低下する。従って合金中のランタ
ン含有量は、１０〜２０ ｗｔチが適切である。また、
ｙの金属は、ＮｉやＧｏの場合、特に良好な放電特性を
示す。
でＩＣｍＡ以上の放電率で放電した場合、放電電位が著
しく低下することがわかる。これに対し、Ｗを０．０６
以上にした場合、Ｃａ Ｃｕ ６型の結晶に添加された
金属元素が触媒となり、水素吸蔵合金中の水素の拡散速
度を速める結果、放電電位の低下が抑制され、それに伴
う容量低下が減少すると考えられる。また、ｗ）０．３
５の合金はＸ線で調べると、その添加した金属に帰属す
る回折線が認められる。すなわち、合金化されていない
金属の存在により、合金中の単位重量、単位体積当りの
放電容量を低下させる。従ってＷ＞０．３５では実用化
にあたっては不利である。以上の結果からＷの範囲は０
．０５くｗく０．３５ であることが好ましい。さらに
、合金中のランタン含有量が１０ｗ ｔ ％以下になる
と、合金の吸蔵可能な水素量が減少するため単位重量当
りの放電容量が低下し、正極容量規制電池の構成が不可
能である。一方、３０ｗｔ％では、図から明らかなよう
に、放電電位が著しく低下する。従って合金中のランタ
ン含有量は、１０〜２０ ｗｔチが適切である。また、
ｙの金属は、ＮｉやＧｏの場合、特に良好な放電特性を
示す。
発明の効果
以上のように本発明によれば、一般式
Ｌ ｎ （Ｎ １５−ｘ−ア−２ＭｎｘＣｕｙＣｏ、
） ＭＷ（ただし、Ｌｎはランタン単独またはランタシ
を含む希土類元素の混合物、Ｏ＜ｘく０．５．Ｏ（ｙ＜
、Ｏ−６，Ｏ＜ｚく１．０であり、ＭはＴｉ、Ｆｅ、Ｖ
、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏのいずれか）の合金において
、Ｍを０．０５くｗ＜；：０．３５ とした水素吸蔵合
金を電極を電極に用いたことにより、低温でＩＣｍＡ以
上の放電率での放電特性が向上し、低温での放電特性の
優れた密閉電池を構成することの可能な、水素吸蔵電極
を提供できるという効果が得られる。
） ＭＷ（ただし、Ｌｎはランタン単独またはランタシ
を含む希土類元素の混合物、Ｏ＜ｘく０．５．Ｏ（ｙ＜
、Ｏ−６，Ｏ＜ｚく１．０であり、ＭはＴｉ、Ｆｅ、Ｖ
、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏのいずれか）の合金において
、Ｍを０．０５くｗ＜；：０．３５ とした水素吸蔵合
金を電極を電極に用いたことにより、低温でＩＣｍＡ以
上の放電率での放電特性が向上し、低温での放電特性の
優れた密閉電池を構成することの可能な、水素吸蔵電極
を提供できるという効果が得られる。
第１図は各種合金を電極に用いた電池を０℃での放電率
に対する容量比率（２０℃、 ０．２０ ｍＡ放電にお
ける容量を１００とする）を示す図、第２図は上記放電
時の放電平均電圧と放電率との関係を示した図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 放電率（ＣｖＬＡ）
に対する容量比率（２０℃、 ０．２０ ｍＡ放電にお
ける容量を１００とする）を示す図、第２図は上記放電
時の放電平均電圧と放電率との関係を示した図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 放電率（ＣｖＬＡ）
Claims (3)
- （１）一般式Ｌｎ（Ｎｉ＿５＿−＿ｘ＿−＿ｙ＿−＿ｚ
Ｍｎ＿ｘＣｕ＿ｙＣｏ＿ｚ）Ｍ＿ｗ（ただし、Ｌｎはラ
ンタン単独またはランタンを含む希土類元素の混合物、
０＜ｘ≦０．５、０＜ｙ≦０．５、０＜ｚ≦１．０であ
り、ＭはＴｉ、Ｆｅ、Ｖ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏのい
ずれか）の合金においてＭを０．０５≦ｗ≦０．３５と
した水素吸蔵合金を用いたことを特徴とする水素吸蔵電
極。 - （２）合金中のＭがＮｉもしくはＣｏであることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の水素吸蔵電極。 - （３）合金中のランタン含有量が１０〜２５重量％であ
る特許請求の範囲第１項記載の水素吸蔵電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62150636A JPS63314764A (ja) | 1987-06-17 | 1987-06-17 | 水素吸蔵電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62150636A JPS63314764A (ja) | 1987-06-17 | 1987-06-17 | 水素吸蔵電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63314764A true JPS63314764A (ja) | 1988-12-22 |
Family
ID=15501180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62150636A Pending JPS63314764A (ja) | 1987-06-17 | 1987-06-17 | 水素吸蔵電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63314764A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0383991A2 (en) * | 1989-02-23 | 1990-08-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Alkaline storage battery using hydrogen absorbing alloy |
| 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 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6089066A (ja) * | 1983-10-21 | 1985-05-18 | エヌ・ベ−・フイリツプス・フル−イランペンフアブリケン | 電気化学的セル |
-
1987
- 1987-06-17 JP JP62150636A patent/JPS63314764A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6089066A (ja) * | 1983-10-21 | 1985-05-18 | エヌ・ベ−・フイリツプス・フル−イランペンフアブリケン | 電気化学的セル |
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|---|---|---|---|---|
| EP0383991A2 (en) * | 1989-02-23 | 1990-08-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Alkaline storage battery using hydrogen absorbing alloy |
| EP0383991A3 (en) * | 1989-02-23 | 1990-09-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Alkaline storage battery using hydrogen absorbing alloy |
| 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 |
| US6699617B2 (en) | 1998-09-11 | 2004-03-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Alkaline storage battery, hydrogen-absorbing alloy electrode and method for producing the same |
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