JPH03133061A - 水素吸蔵電極並にその製造法 - Google Patents
水素吸蔵電極並にその製造法Info
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- JPH03133061A JPH03133061A JP1268502A JP26850289A JPH03133061A JP H03133061 A JPH03133061 A JP H03133061A JP 1268502 A JP1268502 A JP 1268502A JP 26850289 A JP26850289 A JP 26850289A JP H03133061 A JPH03133061 A JP H03133061A
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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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- 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、アルカリ蓄電池の負極として使用される水素
吸蔵な極に関する。
吸蔵な極に関する。
従来、水素吸蔵合金又はその水素化物は、電気化学的に
水素の吸蔵と放出ができることがら、その粉体を主体と
し、これに導電材粉と結着剤とを混合し、これを加圧成
形して成る水素吸蔵電極に構成され、アルカリ蓄電池の
負極として用いられている。
水素の吸蔵と放出ができることがら、その粉体を主体と
し、これに導電材粉と結着剤とを混合し、これを加圧成
形して成る水素吸蔵電極に構成され、アルカリ蓄電池の
負極として用いられている。
上記の水素吸蔵電極は、充放電の繰り返しに伴い、水素
吸蔵合金粉体は、即ちその各粒子は、Ｉａ脹、収縮を繰
り返すなめ、その粒子に亀裂を生じ、細分化するので、
脱落し易く、遂には、電極に亀裂を生ずる等の現象をも
たらし、従うて、内部抵抗の増大、容量の低下を招き、
サイクル寿命が短縮するなどの不都合をもたらす。
吸蔵合金粉体は、即ちその各粒子は、Ｉａ脹、収縮を繰
り返すなめ、その粒子に亀裂を生じ、細分化するので、
脱落し易く、遂には、電極に亀裂を生ずる等の現象をも
たらし、従うて、内部抵抗の増大、容量の低下を招き、
サイクル寿命が短縮するなどの不都合をもたらす。
かする不都合を解決するため、従来、水素吸蔵合金粉を
導電打粉、結着削粉と混合する前に、無電解メ・／キ処
理により水素吸蔵合金粒子をニッケルメッキ被覆したも
のを作製しこれを主体とした水素吸蔵電極を製造したも
のが提案されているが、その水素吸蔵合金の組成成分に
よっては、該メツキと水素合金粒子との結合が不十分で
あるものが得られ、その電極を使用したアルカリ蓄電池
のサイクル寿命は丙か５０〜６０サイクルの短寿命であ
る不都合をもたらす。
導電打粉、結着削粉と混合する前に、無電解メ・／キ処
理により水素吸蔵合金粒子をニッケルメッキ被覆したも
のを作製しこれを主体とした水素吸蔵電極を製造したも
のが提案されているが、その水素吸蔵合金の組成成分に
よっては、該メツキと水素合金粒子との結合が不十分で
あるものが得られ、その電極を使用したアルカリ蓄電池
のサイクル寿命は丙か５０〜６０サイクルの短寿命であ
る不都合をもたらす。
本発明は、上記従来のメツキ被覆型の水素吸蔵合金粉を
電極とする上記の欠点を解消し、水素吸蔵合金の種類に
無関係に著しく長寿命である水素吸蔵電極及びその製造
法を提供するもので、その水素吸蔵な極は、水素吸蔵合
金粉とその粒子を被覆した微細で且つ三次元方向に無数
に分岐した鎖状構造をもつカーボニルニッケル粉とから
成る複合木粉を主体とした成形体から成る。
電極とする上記の欠点を解消し、水素吸蔵合金の種類に
無関係に著しく長寿命である水素吸蔵電極及びその製造
法を提供するもので、その水素吸蔵な極は、水素吸蔵合
金粉とその粒子を被覆した微細で且つ三次元方向に無数
に分岐した鎖状構造をもつカーボニルニッケル粉とから
成る複合木粉を主体とした成形体から成る。
その製造法は、水素吸蔵合金粉と三次元方向に無数に分
岐した鎖状Ｓ造をもっカーボニルニッケル粉との混合物
を真空加熱炉で焼成し、その複合焼結体を粉砕して得ら
れた複合体を結着剤と混合し、その混合物を加圧成形す
ることを特徴とする。
岐した鎖状Ｓ造をもっカーボニルニッケル粉との混合物
を真空加熱炉で焼成し、その複合焼結体を粉砕して得ら
れた複合体を結着剤と混合し、その混合物を加圧成形す
ることを特徴とする。
本発明の複合粉体の作用は十分明らがでないが、水素吸
蔵合金粉粒子を、微細で且つ三次元的な鎖状構造をもつ
カーボニルニッケル粉で強固に被覆した構成であり、且
つこれら複合木粉の該カーボニルニッケル粉のもつ三次
元的な鎖状構造で互いに三次元組織に連続しているので
、電極としての導電性を高めると共に、充放電の繰り遅
しに伴う水素吸蔵合金粉粒子の膨張収縮が電極全体に及
ぼす応力をその介在する該カーボニルニッケル粉で緩和
し、該水素合金粉粒子の亀裂、細分化を可及的に防止し
、その結果、電極のサイクル寿命は向上する。而して、
その複合木粉の製造は、水素吸蔵合金粉と該カーボニル
ニッケル粉とを焼成して一体複合体を粉砕して製造する
ので、その合金粉を該カーボニルニッケルで強固に結着
被覆したものが得られ、合金粉の膨張収縮に伴う亀裂、
細分化による脱落、電極の亀裂を防止する。
蔵合金粉粒子を、微細で且つ三次元的な鎖状構造をもつ
カーボニルニッケル粉で強固に被覆した構成であり、且
つこれら複合木粉の該カーボニルニッケル粉のもつ三次
元的な鎖状構造で互いに三次元組織に連続しているので
、電極としての導電性を高めると共に、充放電の繰り遅
しに伴う水素吸蔵合金粉粒子の膨張収縮が電極全体に及
ぼす応力をその介在する該カーボニルニッケル粉で緩和
し、該水素合金粉粒子の亀裂、細分化を可及的に防止し
、その結果、電極のサイクル寿命は向上する。而して、
その複合木粉の製造は、水素吸蔵合金粉と該カーボニル
ニッケル粉とを焼成して一体複合体を粉砕して製造する
ので、その合金粉を該カーボニルニッケルで強固に結着
被覆したものが得られ、合金粉の膨張収縮に伴う亀裂、
細分化による脱落、電極の亀裂を防止する。
この場合、水素吸蔵合金粉に対しカーボニルニッケル粉
を少なくとも５重量％添加することにより、その被包結
着状態で充分良好に得られる。
を少なくとも５重量％添加することにより、その被包結
着状態で充分良好に得られる。
次に、本発明の実施例につき詳述する。
市販のＬａ、 Ｎｉを、一定の組成比になるように秤量
して混合し、アーク溶解法により加熱溶解し水素吸蔵合
金とする。１例として、合金組成がＬａＮ ： ｓにな
るように秤量混合し、加熱溶解してそのＬａＮ ！ ｓ
組成の水素吸蔵合金を製造し、これを粉砕し、２５０メ
ツシユ以下の水素吸蔵合金粉を製造した。この水素合金
粉に、微細で且つ三次元方向に無数に分岐した鎖状構造
をもつカーボニルニッケル粉を添加混合する。この添加
量は、該水素合金粉粒子を充分に被包するに足る少なく
とも５重量％添加する。
して混合し、アーク溶解法により加熱溶解し水素吸蔵合
金とする。１例として、合金組成がＬａＮ ： ｓにな
るように秤量混合し、加熱溶解してそのＬａＮ ！ ｓ
組成の水素吸蔵合金を製造し、これを粉砕し、２５０メ
ツシユ以下の水素吸蔵合金粉を製造した。この水素合金
粉に、微細で且つ三次元方向に無数に分岐した鎖状構造
をもつカーボニルニッケル粉を添加混合する。この添加
量は、該水素合金粉粒子を充分に被包するに足る少なく
とも５重量％添加する。
例えば、水素吸蔵合金粉１０ｇに対し、太さ約２．５μ
ｍのｆｔ１４［［１な該カーボニルニッケルとして、市
販のｌＮＣ０＄２５５を１０重量％、即ち１ｇ添加混合
し、その混合物を真空加熱炉中でＴＯ（１（１℃で１時
間焼結した９次で、この複合焼結体を粉砕して２５０メ
ツシユ以下の複合木粉を作製した。
ｍのｆｔ１４［［１な該カーボニルニッケルとして、市
販のｌＮＣ０＄２５５を１０重量％、即ち１ｇ添加混合
し、その混合物を真空加熱炉中でＴＯ（１（１℃で１時
間焼結した９次で、この複合焼結体を粉砕して２５０メ
ツシユ以下の複合木粉を作製した。
この複合木粉に、結着剤としてフッ素樹脂粉を該複合木
粉に対し５重量％添加し、更に公知の導電材として、例
えば、平均粒径２μｍの銅粉を５重量％添加し、該結着
剤が充分繊維化するまで良く撹拌しその混合物を得る。
粉に対し５重量％添加し、更に公知の導電材として、例
えば、平均粒径２μｍの銅粉を５重量％添加し、該結着
剤が充分繊維化するまで良く撹拌しその混合物を得る。
次で、前記の混合物を、ニッケル金網に均一な厚さに載
せ、加圧して肉薄の円形板状の成形体から成る水素吸蔵
電極を製造した。尚、該集電体としては、金網の他、発
泡ニッケル金属薄板などが使用できる。
せ、加圧して肉薄の円形板状の成形体から成る水素吸蔵
電極を製造した。尚、該集電体としては、金網の他、発
泡ニッケル金属薄板などが使用できる。
このようにして製造した本発明の水素吸蔵電極を負極と
し、常法に従い、公知の焼結式ニッケル極と組み合せ、
電解液として苛性カリ水溶液を用いて、アルカリ蓄電池
を構成した。この場合、負極のサイクル寿命が分かるよ
うにするため、該負極容量を正極容量より小さくし、負
極律則としな、該セルにつき、サイクル寿命試験を行う
ため、０，５Ｃで２．５時間（１２５％充電）充電した
のち、０．５０で終止電圧１．０Ｖ迄放電する充放電を
繰り返した。
し、常法に従い、公知の焼結式ニッケル極と組み合せ、
電解液として苛性カリ水溶液を用いて、アルカリ蓄電池
を構成した。この場合、負極のサイクル寿命が分かるよ
うにするため、該負極容量を正極容量より小さくし、負
極律則としな、該セルにつき、サイクル寿命試験を行う
ため、０，５Ｃで２．５時間（１２５％充電）充電した
のち、０．５０で終止電圧１．０Ｖ迄放電する充放電を
繰り返した。
比較のため、上記と同じ組成の水素吸蔵合金粉に、導電
材として平均粒径２μｍの銅粉を前記の本発明で使用し
た該複合体粉中のカーボニルニッケル粉と添加した銅粉
との総和量に等しい１５重量％を添加し、前記のフッ素
樹脂粉を前記と同じ量を添加したものを良く混合して調
製した混合物を、前記と同様にニッケル金網に前記と等
量均一な厚さに載せ、加圧して水素吸蔵電極を成形した
。これを負極とし前記と同様にしてセルを製造した。（
これを以下比較用セル恥１と称する。）このセルＩ４０
．１につき前記と同様にサイクル寿命試験を行った。更
に比較のため、前記と同じ組成の水素吸蔵合金粉に予め
無電解メツキ処理によりニッケルメッキ被覆の水素吸蔵
合金粉を作製し、これに導電材として本発明の電極を作
製する場合と同じ量の平均粒径２μｍの銅粉と、前記と
同じ量のフッ素樹脂粉とを添加し、前記と同様の手段で
水素吸蔵電極を作製し、これを負極として前記と同様の
手段でセルを製造しな、（以下比較用セルＮＱ２と称す
る。）このセルＮｏ、１につき前記と同様にサイクル寿
命試験を行った。
材として平均粒径２μｍの銅粉を前記の本発明で使用し
た該複合体粉中のカーボニルニッケル粉と添加した銅粉
との総和量に等しい１５重量％を添加し、前記のフッ素
樹脂粉を前記と同じ量を添加したものを良く混合して調
製した混合物を、前記と同様にニッケル金網に前記と等
量均一な厚さに載せ、加圧して水素吸蔵電極を成形した
。これを負極とし前記と同様にしてセルを製造した。（
これを以下比較用セル恥１と称する。）このセルＩ４０
．１につき前記と同様にサイクル寿命試験を行った。更
に比較のため、前記と同じ組成の水素吸蔵合金粉に予め
無電解メツキ処理によりニッケルメッキ被覆の水素吸蔵
合金粉を作製し、これに導電材として本発明の電極を作
製する場合と同じ量の平均粒径２μｍの銅粉と、前記と
同じ量のフッ素樹脂粉とを添加し、前記と同様の手段で
水素吸蔵電極を作製し、これを負極として前記と同様の
手段でセルを製造しな、（以下比較用セルＮＱ２と称す
る。）このセルＮｏ、１につき前記と同様にサイクル寿
命試験を行った。
これらの試験結果を第１図に示す、この図から明らかな
ように、ニッケルメッキ被包の水素吸蔵合金粉を負極と
して用いた比較用セル間、２は、裸の水素吸蔵合金粉を
負極として用いた比較用セルＮＱＩに比し、や１サイク
ル寿命は延びるが、僅か６０サイクル程度にとゾよった
。これに対し、本発明の電極を用いた場合は、そのサイ
クル寿命が１５０サイクル以上を容易に越える長寿命の
セルをもたらした。
ように、ニッケルメッキ被包の水素吸蔵合金粉を負極と
して用いた比較用セル間、２は、裸の水素吸蔵合金粉を
負極として用いた比較用セルＮＱＩに比し、や１サイク
ル寿命は延びるが、僅か６０サイクル程度にとゾよった
。これに対し、本発明の電極を用いた場合は、そのサイ
クル寿命が１５０サイクル以上を容易に越える長寿命の
セルをもたらした。
尚、原料として、水素吸蔵合金粉に代えてその水素化物
粉を使用しても、その作用効果において本質的に同一で
あるので、その明細書において前記の実施例の場合を除
き、「水素吸蔵合金」の語は、「その水素化物」をも含
む意味で使用した。従って、その水素化物の実施例は省
略した。
粉を使用しても、その作用効果において本質的に同一で
あるので、その明細書において前記の実施例の場合を除
き、「水素吸蔵合金」の語は、「その水素化物」をも含
む意味で使用した。従って、その水素化物の実施例は省
略した。
導電材は、上記実施例のように、電極製造において、該
複合木粉と導電材と結着剤との王者を添加し、混合する
ことが一般であるが、該複合体粉中の導電材でもあるカ
ーボニルニッケルの使用量によっては、結着剤のみとの
混合で足り、別個に、導電材を添加する必要がない。−
般に、導電材は、水素吸蔵合金粉に対し１０〜３０重量
％の範囲添加することが好ましい。
複合木粉と導電材と結着剤との王者を添加し、混合する
ことが一般であるが、該複合体粉中の導電材でもあるカ
ーボニルニッケルの使用量によっては、結着剤のみとの
混合で足り、別個に、導電材を添加する必要がない。−
般に、導電材は、水素吸蔵合金粉に対し１０〜３０重量
％の範囲添加することが好ましい。
このように本発明によるときは、水素吸蔵合金粉とその
粒子を被覆した微細で且つ三次元方向に無駄に分岐した
鎖状構造をもつカーボニルニッケル粉とから成る複合木
粉を主体として成る水素吸蔵電極を構成したので、該カ
ーボニルニッケル粉粒子相互の鎖状三次元方向の鎖状に
よる相互連結による三次元連結作用により、導電性の良
好に維持された良好な電極をもたらすと共に、従来の単
に水素吸蔵合金粉を使用した電極或いはメツキ被覆した
水素吸蔵合金粉を使用した電極に比し、サイクル寿命が
著しく延長した電極、従って又、セルをもたらず効果を
有する。
粒子を被覆した微細で且つ三次元方向に無駄に分岐した
鎖状構造をもつカーボニルニッケル粉とから成る複合木
粉を主体として成る水素吸蔵電極を構成したので、該カ
ーボニルニッケル粉粒子相互の鎖状三次元方向の鎖状に
よる相互連結による三次元連結作用により、導電性の良
好に維持された良好な電極をもたらすと共に、従来の単
に水素吸蔵合金粉を使用した電極或いはメツキ被覆した
水素吸蔵合金粉を使用した電極に比し、サイクル寿命が
著しく延長した電極、従って又、セルをもたらず効果を
有する。
又、本発明によれば、該複合木粉を、水素吸蔵合金粉と
該カーボニルニッケルとを焼結により一体に結着して製
造する場合は、水素吸蔵合金粉粒子の膨脂、収縮に伴う
亀裂、細分化脱落、電極の亀裂などは、これに結着被覆
する該カーボニルニッケル粉により防止され、而もセル
の長寿命をもたらす効果を有する。
該カーボニルニッケルとを焼結により一体に結着して製
造する場合は、水素吸蔵合金粉粒子の膨脂、収縮に伴う
亀裂、細分化脱落、電極の亀裂などは、これに結着被覆
する該カーボニルニッケル粉により防止され、而もセル
の長寿命をもたらす効果を有する。
この場合、該複合木粉の添加量を該水素吸蔵合金粉に対
し少なくとも５重量％添加するときは、該合金粉の粒子
を被包するに足りると共に４ 導電性が良好で、サイクル寿命の延長した電極を確実に
もたらす効果を有する。
し少なくとも５重量％添加するときは、該合金粉の粒子
を被包するに足りると共に４ 導電性が良好で、サイクル寿命の延長した電極を確実に
もたらす効果を有する。
第１図は、本発明の電極を用いたセルと比較電極を用い
たセルのサイクル寿命の比較グラフを示す。
たセルのサイクル寿命の比較グラフを示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、水素吸蔵合金粉と、これを被覆した微細で且つ三次
元方向に無数に分岐した鎖状構造をもつカーボニルニッ
ケル粉とから成る複合体粉を主体として成る水素吸蔵電
極。 ２、水素吸蔵合金粉と、導電材として、三次元方向に無
数に分岐した鎖状構造をもつカーボニルニッケル粉との
混合物を真空加熱炉で焼成し、その複合焼結体を粉砕し
て得られた複合体粉を少なくとも結着剤と混合し、その
混合物を加圧成形することを特徴とする水素吸蔵電極の
製造法。 ３、水素吸蔵合金粉に対し該カーボニルニッケル粉を少
なくとも５重量％添加混合することを特徴とする請求項
２記載の水素吸蔵電極の製造法。 ４、該複合粉体を結着剤と導電材粉と混合し、その混合
物を加圧成形することを特徴とする請求項２又は３記載
の水素吸蔵電極の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1268502A JP2986816B2 (ja) | 1989-10-16 | 1989-10-16 | 水素吸蔵電極並にその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1268502A JP2986816B2 (ja) | 1989-10-16 | 1989-10-16 | 水素吸蔵電極並にその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03133061A true JPH03133061A (ja) | 1991-06-06 |
| JP2986816B2 JP2986816B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=17459392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1268502A Expired - Lifetime JP2986816B2 (ja) | 1989-10-16 | 1989-10-16 | 水素吸蔵電極並にその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2986816B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0629018A (ja) * | 1992-04-23 | 1994-02-04 | Furukawa Battery Co Ltd:The | 水素吸蔵電極 |
-
1989
- 1989-10-16 JP JP1268502A patent/JP2986816B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0629018A (ja) * | 1992-04-23 | 1994-02-04 | Furukawa Battery Co Ltd:The | 水素吸蔵電極 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2986816B2 (ja) | 1999-12-06 |
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