JPH03289042A - 水素吸蔵電極 - Google Patents
水素吸蔵電極Info
- Publication number
- JPH03289042A JPH03289042A JP2088864A JP8886490A JPH03289042A JP H03289042 A JPH03289042 A JP H03289042A JP 2088864 A JP2088864 A JP 2088864A JP 8886490 A JP8886490 A JP 8886490A JP H03289042 A JPH03289042 A JP H03289042A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen storage
- alloy
- discharge
- mixture
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- 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〕
本発明は水素吸蔵電極に関する。
エネルギー貯蔵容量の向上を図るために、負極として可
逆的に水素を吸蔵、放出する水素吸蔵合金を用いた二次
電池が提案されている。
逆的に水素を吸蔵、放出する水素吸蔵合金を用いた二次
電池が提案されている。
そして電極用水素吸蔵合金としては、一般にＬａＮｉ５
やＭｍＮｉｓ（Ｍｍはミツシュメタルを示す）をベース
としたものが用いられている。そして、水素吸蔵合金の
水素平衡解離圧を電池使用温度範囲の一２０〜６０℃で
一気圧以下に保つために、Ｎｉの一部を＾ｌやＭｎで置
換したり、また充放電サイクルに伴う合金の酸化分解を
防ぐためにＮｉをＣｏで置換することがよく行なわれて
いる。
やＭｍＮｉｓ（Ｍｍはミツシュメタルを示す）をベース
としたものが用いられている。そして、水素吸蔵合金の
水素平衡解離圧を電池使用温度範囲の一２０〜６０℃で
一気圧以下に保つために、Ｎｉの一部を＾ｌやＭｎで置
換したり、また充放電サイクルに伴う合金の酸化分解を
防ぐためにＮｉをＣｏで置換することがよく行なわれて
いる。
ＬａＮｉ５系は充放電容量が大きいが高価である。
一方、ＭｍＮ ｉ ｓ系は充放電容量は小さいが低価格
である。またこれまでに、両合金系から共に充電放電３
００サイクルでも容量低下のほとんどない合金が開発さ
れているが、高率や低温での放電特性に劣るという欠点
があった。
である。またこれまでに、両合金系から共に充電放電３
００サイクルでも容量低下のほとんどない合金が開発さ
れているが、高率や低温での放電特性に劣るという欠点
があった。
本発明はかかる従来の欠点を解消することを目的とする
ものである。
ものである。
上記目的を達成する本発明の水素吸蔵合金は、一般弐Ａ
＋−ａＪＪｉｓ−ｙ−ｚｃｏｙＭ、ｚで示される水素吸
蔵合金から成る。
＋−ａＪＪｉｓ−ｙ−ｚｃｏｙＭ、ｚで示される水素吸
蔵合金から成る。
ただし上記一般式において、Ａは希土類元素、それらの
混合体または希土類元素とＺｒ、 Ｉｆとの混合体、Ｈ
はＡｌ、 Ｍｎまたはこれらの混成体であり、０〈α＜
０．０６、ｙ＝０．３〜１．２、ｚ ＝ ０．２〜１．
２である。
混合体または希土類元素とＺｒ、 Ｉｆとの混合体、Ｈ
はＡｌ、 Ｍｎまたはこれらの混成体であり、０〈α＜
０．０６、ｙ＝０．３〜１．２、ｚ ＝ ０．２〜１．
２である。
希土類元素の混合体（Ｍｍ ：ミッシュメタル）は人工
的に混合体を調整しても良いし、天然に産出するものを
そのまま使用することもできる。
的に混合体を調整しても良いし、天然に産出するものを
そのまま使用することもできる。
天然に産出する希土類金属の混合体としては、下記第１
表に示すように鉱石の種類や、その分離プロセスの程度
によって種々の化学組成（重量％）のものが得られてい
る。
表に示すように鉱石の種類や、その分離プロセスの程度
によって種々の化学組成（重量％）のものが得られてい
る。
第１表
そして、組成Ａのｈが一般に最も入手しやすく、かつ安
価であるが、Ｌａの含有量が低いので充放電容量が低い
。組成りおよびＥのｈは、Ｌａの含有量が多いので充放
電容量が高いがＣｅなどを分離除しているので高価格で
ある。
価であるが、Ｌａの含有量が低いので充放電容量が低い
。組成りおよびＥのｈは、Ｌａの含有量が多いので充放
電容量が高いがＣｅなどを分離除しているので高価格で
ある。
一方、組成Ｃのｈは、Ｌａ含有量が高く、かつ低価格で
あるが大量供給に不安がある。また組成りの１は、Ａよ
りも安価に入手できるが、ＭｇやＣＩの含有量が多いた
め合金製造前に予備精製が必要であるなどの不便がある
。
あるが大量供給に不安がある。また組成りの１は、Ａよ
りも安価に入手できるが、ＭｇやＣＩの含有量が多いた
め合金製造前に予備精製が必要であるなどの不便がある
。
このように各１’ｂｗともそれぞれ特徴があるので、目
的に応じて使い分けることができる。
的に応じて使い分けることができる。
Ｍｍにおいて、希土類金属中のＣｅやＮｄの含有量が多
い程、高価なＣｏの含有量を減らしても十分に長い充放
電サイクル寿命（３００サイクルで１０％以下の充放電
容量低下）を得ることができるが、解離圧が上昇するの
で旧やＭｎの含有量を増して下げる必要がある。
い程、高価なＣｏの含有量を減らしても十分に長い充放
電サイクル寿命（３００サイクルで１０％以下の充放電
容量低下）を得ることができるが、解離圧が上昇するの
で旧やＭｎの含有量を増して下げる必要がある。
またＬａ含有量が多い合金系では、十分に長いサイクル
寿命を得るためには、多量のＣｏ （前記−ａ式におい
てｙ＞１．５）を用いる必要があるが、この場合に放電
容量の低下および高率放電特性の悪化をひきおこす。そ
こでＬａの３〜８原子％をＺｒやＨｆで置換すると、Ｃ
ｏの含有量をｙ〈１、 Ｏとしても十分に長い寿命が得
られる。従ってＣｏ含有量はｙ ＝ ０．３〜１．２、
好ましくはｙ−０，５〜０，９、更に好ましくはｙ ＝
０．６〜０．８である。また合金の水素解離圧を調整
するためにＮｉの一部を旧やＭｎで置換するが、その置
換量は電池使用温度範囲によって決定されてｚ ＝ ０
．２〜１．２であり、−２０〜６０°Ｃの温度範囲であ
ればｚ ＝ ０．４〜０．８が好ましい。
寿命を得るためには、多量のＣｏ （前記−ａ式におい
てｙ＞１．５）を用いる必要があるが、この場合に放電
容量の低下および高率放電特性の悪化をひきおこす。そ
こでＬａの３〜８原子％をＺｒやＨｆで置換すると、Ｃ
ｏの含有量をｙ〈１、 Ｏとしても十分に長い寿命が得
られる。従ってＣｏ含有量はｙ ＝ ０．３〜１．２、
好ましくはｙ−０，５〜０，９、更に好ましくはｙ ＝
０．６〜０．８である。また合金の水素解離圧を調整
するためにＮｉの一部を旧やＭｎで置換するが、その置
換量は電池使用温度範囲によって決定されてｚ ＝ ０
．２〜１．２であり、−２０〜６０°Ｃの温度範囲であ
ればｚ ＝ ０．４〜０．８が好ましい。
なお、０〈α＜０．０６、好ましくは０．１≦α≦０．
０４、更に好ましくは０．１〈α≦０．３の範囲につい
ては下記実施例で説明する。
０４、更に好ましくは０．１〈α≦０．３の範囲につい
ては下記実施例で説明する。
以下、本発明の実施例を述べる。
実施例１
化学組成Ｌａｏ、 ５−ａｚＮｄｏ、 ＋ ５Ｚｒ（Ｈ
ｆ） ｏ、 ｏｓＮｉ＊、 ８ＣＯＯ，？Ａ１．．．の
電極の製造。
ｆ） ｏ、 ｏｓＮｉ＊、 ８ＣＯＯ，？Ａ１．．．の
電極の製造。
市販の純度９９．５％以上のＬａ、 Ｎｄ、 Ｚｒまた
はＨｆ、Ｎｉ、 Ｃｏおよび＾１金属を用い、アルゴン
アーク溶解炉で上記組成の水素貯蔵合金を製造した。こ
の合金を１００メツシユ以下に粉砕し、無電解銅メツキ
法により合金粉末の表面に約２０重量％の銅被覆層を形
成した。次に得られた銅被覆水素貯蔵合金に接着剤とし
てフッ素樹脂（四フッ化エチレン・フッ化プロピレン共
重合体、樹脂添加量＝１０重四％相当）を加え、冷間プ
レスにより直径１３耶、重さ３００■の成形体とした。
はＨｆ、Ｎｉ、 Ｃｏおよび＾１金属を用い、アルゴン
アーク溶解炉で上記組成の水素貯蔵合金を製造した。こ
の合金を１００メツシユ以下に粉砕し、無電解銅メツキ
法により合金粉末の表面に約２０重量％の銅被覆層を形
成した。次に得られた銅被覆水素貯蔵合金に接着剤とし
てフッ素樹脂（四フッ化エチレン・フッ化プロピレン共
重合体、樹脂添加量＝１０重四％相当）を加え、冷間プ
レスにより直径１３耶、重さ３００■の成形体とした。
これを集電体としてのニッケルメツシュで両側から挟み
、温度３００°Ｃにてホットプレス成形することにより
水素吸蔵電極を作製した。
、温度３００°Ｃにてホットプレス成形することにより
水素吸蔵電極を作製した。
これらの水素吸蔵電極を負極とし、正極に焼結型の酸化
ニッケル電極を、照合電極として酸化水銀電極を用い、
６Ｎ水酸化カリウム溶液を電解液とする試験用電池を組
立てた。なお、いずれの試験用電池も電池容量が負極の
容量に依存する負極規制タイプとした。これらの試験用
電池を温度２００°Ｃの恒温室内に置いて、充電電流４
０ｍＡで２．５時間充電し、０．５時間休止した後、放
電電流２０ｍＡで電圧が照合電極に対して一〇、６Ｖに
低下するまで放電するといったサイクルで長期間充放電
繰り返し試験を行った。また、高率放電試験は放電電流
２００ｍＡまで行なった。各種合金についての結果を第
２表および第１図に示す。
ニッケル電極を、照合電極として酸化水銀電極を用い、
６Ｎ水酸化カリウム溶液を電解液とする試験用電池を組
立てた。なお、いずれの試験用電池も電池容量が負極の
容量に依存する負極規制タイプとした。これらの試験用
電池を温度２００°Ｃの恒温室内に置いて、充電電流４
０ｍＡで２．５時間充電し、０．５時間休止した後、放
電電流２０ｍＡで電圧が照合電極に対して一〇、６Ｖに
低下するまで放電するといったサイクルで長期間充放電
繰り返し試験を行った。また、高率放電試験は放電電流
２００ｍＡまで行なった。各種合金についての結果を第
２表および第１図に示す。
第２表
注： ２００ｎ＋Ａ＝９２６ｍＡ／ｇ、容量２８０ａ＋
Ａｈ／ｇとすると、３．３Ｃ率の放電に相当する。
Ａｈ／ｇとすると、３．３Ｃ率の放電に相当する。
第２表および第１図から明らかなように、Ｌａが不足側
にずれると（α〉０）、高率放電性能は向上するが、ず
れがα＝０．０６と大きすぎるとサイクル寿命が低下す
る。一方、Ｌａがリッチ側にずれると（α〈０）、高率
放電性能が損なわれ、かつ寿命も低下する。
にずれると（α〉０）、高率放電性能は向上するが、ず
れがα＝０．０６と大きすぎるとサイクル寿命が低下す
る。一方、Ｌａがリッチ側にずれると（α〈０）、高率
放電性能が損なわれ、かつ寿命も低下する。
従って、この合金では０〈α＜０．０６が用いられ、０
．０１≦α≦０．０４が好ましく用いられ、０．０１〈
α≦０．０３が更に好ましく用いられる。
．０１≦α≦０．０４が好ましく用いられ、０．０１〈
α≦０．０３が更に好ましく用いられる。
これは、Ｌａリッチ側では結晶粒界にＬａが析出し、こ
れが電解液との接触により酸化されるため、この酸化物
層が電極反応の抵抗となり、高率放電時の容量低下を引
きおこすためと考えられる。一方、Ｌａ不足側では結晶
粒界にＮｉリッチ相が析出し、これが電極反応の触媒と
なり、高率放電反応が容易になるものと考えられる。
れが電解液との接触により酸化されるため、この酸化物
層が電極反応の抵抗となり、高率放電時の容量低下を引
きおこすためと考えられる。一方、Ｌａ不足側では結晶
粒界にＮｉリッチ相が析出し、これが電極反応の触媒と
なり、高率放電反応が容易になるものと考えられる。
実施例２
実施例１と同様にして、化学組成？Ｉｗｌ−（Ｊｌｉｌ
、 ５Ｃｏｏ、 、Ａ１．、、の合金により電極を製造
し、実施例１と同様の方法で試験を行なった。なおｈに
は前記第１表に示した組成へのＭｍを用いた。
、 ５Ｃｏｏ、 、Ａ１．、、の合金により電極を製造
し、実施例１と同様の方法で試験を行なった。なおｈに
は前記第１表に示した組成へのＭｍを用いた。
試験結果を下記第３表に示す。
第３表
率放電特性は著しく低下する。従って０〈α≦０．０６
の範囲が用いられ、０．０１≦α≦０．０４が好ましく
、０．０１＜α≦０．０３が更に好ましく用いれらる。
の範囲が用いられ、０．０１≦α≦０．０４が好ましく
、０．０１＜α≦０．０３が更に好ましく用いれらる。
実施例３
化学組成Ｍｍ＋−ａｃＮｉ３．５Ｃｏｏ、 ｓＭｎｏ、
ａＡｌｏ、 ３の電極を実施例１と同様の方法で製造
し、同様の試験を行なった。なお、Ｍｍには前記第１表
、組成りのＭｍを用いた。結果を下記第４表に示す。
ａＡｌｏ、 ３の電極を実施例１と同様の方法で製造
し、同様の試験を行なった。なお、Ｍｍには前記第１表
、組成りのＭｍを用いた。結果を下記第４表に示す。
（来夏以下余白）
第３表から明らかなとおり、Ｍｍが不足側にずれると（
α〉０）、高率放電特性は向上するが、α＝０．０６で
は寿命が短くなる。
α〉０）、高率放電特性は向上するが、α＝０．０６で
は寿命が短くなる。
一方、Ｍｍがリッチ側（α〈０）にずれると高第４表
〔発明の効果］
以上述べたように本発明の水素吸蔵電極によれば、合金
のサイクル寿命を維持したままで高率放電特性および低
温放電特性を著しく向上させることができる。
のサイクル寿命を維持したままで高率放電特性および低
温放電特性を著しく向上させることができる。
第１図は本発明の水素吸蔵電極の放電容量とＬａの化学
量論量からのずれとの関係を示す図である。 第４表から明らかなとおり、Ｍ−が不足側にずれると（
α〉０）、高率放電特性は向上するが、α＝０．０６で
は寿命が短い。 一方、ｈがリッチ側にずれると（α〈０）、高率放電特
性は著しく低下する。従って０．０１≦α≦０．０４の
範囲が好ましく用いられる。
量論量からのずれとの関係を示す図である。 第４表から明らかなとおり、Ｍ−が不足側にずれると（
α〉０）、高率放電特性は向上するが、α＝０．０６で
は寿命が短い。 一方、ｈがリッチ側にずれると（α〈０）、高率放電特
性は著しく低下する。従って０．０１≦α≦０．０４の
範囲が好ましく用いられる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 一般式Ａ＿１＿−＿αＮｉ＿３＿−＿ｙ＿−＿ｚＣｏ＿
ｙＭ＿ｚで示される水素吸蔵合金から成ることを特徴と
する水素吸蔵電極。 ただし上記一般式において、Ａは希土類元素、それらの
混合体または希土類元素とＺｒ、Ｈｆとの混合体、Ｍは
Ａｌ、Ｍｎまたはこれらの混成体であり、０＜α＜０．
０６、ｙ＝０．３〜１．２、ｚ＝０．２〜１．２である
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2088864A JPH07105231B2 (ja) | 1990-04-02 | 1990-04-02 | 水素吸蔵電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2088864A JPH07105231B2 (ja) | 1990-04-02 | 1990-04-02 | 水素吸蔵電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03289042A true JPH03289042A (ja) | 1991-12-19 |
| JPH07105231B2 JPH07105231B2 (ja) | 1995-11-13 |
Family
ID=13954873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2088864A Expired - Lifetime JPH07105231B2 (ja) | 1990-04-02 | 1990-04-02 | 水素吸蔵電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07105231B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1044174C (zh) * | 1994-10-20 | 1999-07-14 | 浙江大学 | 一种贮氢合金电极材料 |
| CN1044173C (zh) * | 1994-10-20 | 1999-07-14 | 浙江大学 | 贮氢合金电极材料 |
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 |
-
1990
- 1990-04-02 JP JP2088864A patent/JPH07105231B2/ja not_active Expired - Lifetime
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 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1044174C (zh) * | 1994-10-20 | 1999-07-14 | 浙江大学 | 一种贮氢合金电极材料 |
| CN1044173C (zh) * | 1994-10-20 | 1999-07-14 | 浙江大学 | 贮氢合金电极材料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07105231B2 (ja) | 1995-11-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0515774B2 (ja) | ||
| JP7311507B2 (ja) | 二次充電可能なニッケル水素電池用大容量且つ長寿命のＬａ－Ｍｇ－Ｎｉ型負極水素吸蔵材料及びそれを作製する方法 | |
| JPS60241652A (ja) | 金属水素化物を用いた電気化学用電極 | |
| JPS6191863A (ja) | 密閉形アルカリ蓄電池 | |
| JPH0448042A (ja) | 水素吸蔵電極 | |
| JPH06196164A (ja) | ニッケル−水素化物蓄電池の負極を形成するための水素化可能材料 | |
| JPS62249358A (ja) | 水素吸蔵電極 | |
| JPH0953136A (ja) | 水素吸蔵合金および水素吸蔵合金電極 | |
| JPH0650634B2 (ja) | 水素吸蔵電極 | |
| JP2847874B2 (ja) | 水素吸蔵電極 | |
| JPH0514018B2 (ja) | ||
| JPH0797497B2 (ja) | 水素吸蔵電極 | |
| JPH07105231B2 (ja) | 水素吸蔵電極 | |
| JP3470987B2 (ja) | 水素吸蔵合金および水素吸蔵合金電極 | |
| JP3276677B2 (ja) | 水素吸蔵合金電極 | |
| JPH02220354A (ja) | 水素吸蔵電極 | |
| JPH02174063A (ja) | 水素吸蔵電極 | |
| JP3729913B2 (ja) | 水素吸蔵合金電極 | |
| JPH02148568A (ja) | 水素吸蔵電極 | |
| JPH08319529A (ja) | 水素吸蔵合金および水素吸蔵合金電極 | |
| JPH0265060A (ja) | 水素吸蔵電極 | |
| JPH04187735A (ja) | 水素吸蔵合金電極 | |
| JPH0357158A (ja) | アルカリ蓄電池用水素吸蔵電極 | |
| CN120442993A (zh) | 一种Y-Sm-Mg-Ni系储氢合金电极材料及其制备方法 | |
| JPH0927321A (ja) | 水素吸蔵合金電極 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |