JPH0345508B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0345508B2 JPH0345508B2 JP59044593A JP4459384A JPH0345508B2 JP H0345508 B2 JPH0345508 B2 JP H0345508B2 JP 59044593 A JP59044593 A JP 59044593A JP 4459384 A JP4459384 A JP 4459384A JP H0345508 B2 JPH0345508 B2 JP H0345508B2
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- JP
- Japan
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- battery
- gas
- electrode
- storage material
- hydrogen storage
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- 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.)
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/52—Removing gases inside the secondary cell, e.g. by absorption
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 産産業上の利用分野
本発明は電池内空間に水素吸蔵材と気相触媒極
とを備え、長期にわたつて電池内圧力の上昇が防
止された密閉型アルカリ亜鉛蓄電池等の密閉型蓄
電池に関する。
とを備え、長期にわたつて電池内圧力の上昇が防
止された密閉型アルカリ亜鉛蓄電池等の密閉型蓄
電池に関する。
(ロ) 従来技術
従来、亜鉛を負極とする密閉型アルカリ亜鉛蓄
電池で代表される密閉型蓄電池は充放電の副反
応、過充電、過放電、電極活物質の自己放電等に
よつて水素ガス及び酸素ガスが発生し電池内圧力
を上昇せしめ電池外装罐の膨張や電解液の漏洩を
引き起すため蓄電池の密閉化を困難としていた。
電池で代表される密閉型蓄電池は充放電の副反
応、過充電、過放電、電極活物質の自己放電等に
よつて水素ガス及び酸素ガスが発生し電池内圧力
を上昇せしめ電池外装罐の膨張や電解液の漏洩を
引き起すため蓄電池の密閉化を困難としていた。
一般にこの電池内圧力の上昇を防止するために
下記の方法が採用されている。
下記の方法が採用されている。
第１にニツケル−カドミウム電池に於いて採用
されている方法であつて、極板容量を正極より負
極の方が大なるよう設定し充電の際に正極を先に
満充電にさせ正極から発生する酸素ガスを負極に
吸収せしめて、電池内部で消費できない水素ガス
が負極から発生するのを防止するいわゆるノイマ
ン方式がある。しかしながら、負極での酸素ガス
の吸収速度の小さい場合や、特にアルカリ亜鉛蓄
電池のように負極にデンドライトが発生するもの
では、このデンドライト発生防止のために正負極
間に通気性の悪い微孔性セパレータを配するの
で、酸素ガスが正極に到達し難くノイマン方式に
よる効果を得ることは困難である。
されている方法であつて、極板容量を正極より負
極の方が大なるよう設定し充電の際に正極を先に
満充電にさせ正極から発生する酸素ガスを負極に
吸収せしめて、電池内部で消費できない水素ガス
が負極から発生するのを防止するいわゆるノイマ
ン方式がある。しかしながら、負極での酸素ガス
の吸収速度の小さい場合や、特にアルカリ亜鉛蓄
電池のように負極にデンドライトが発生するもの
では、このデンドライト発生防止のために正負極
間に通気性の悪い微孔性セパレータを配するの
で、酸素ガスが正極に到達し難くノイマン方式に
よる効果を得ることは困難である。
第２の方法として、特公昭58−38914号公報等
により提案されるものであつて、電池内に気相触
媒極を設置し水素ガスと酸素ガスを２対１の割合
で結合させて水に戻す方法がある。しかしなが
ら、この方法では水素ガスと酸素ガスとが同時に
存在しないとガス吸収は行なわれない。
により提案されるものであつて、電池内に気相触
媒極を設置し水素ガスと酸素ガスを２対１の割合
で結合させて水に戻す方法がある。しかしなが
ら、この方法では水素ガスと酸素ガスとが同時に
存在しないとガス吸収は行なわれない。
また第３の方法として特公昭58−40828号公報
等で最近電池用電極に用いるものとして提案され
るLaNi5系合金などの水素吸蔵材を電池内に設置
し電池内ガス圧の上昇を防止する方法が考えられ
るが、この方法に於いても吸収されるのは水素ガ
スだけで酸素は吸収することはできず、またこの
水素吸蔵材は高価なものであり長期にわたつて水
素を吸収するには多量に必要とするため実用に供
することができなかつた。
等で最近電池用電極に用いるものとして提案され
るLaNi5系合金などの水素吸蔵材を電池内に設置
し電池内ガス圧の上昇を防止する方法が考えられ
るが、この方法に於いても吸収されるのは水素ガ
スだけで酸素は吸収することはできず、またこの
水素吸蔵材は高価なものであり長期にわたつて水
素を吸収するには多量に必要とするため実用に供
することができなかつた。
(ハ) 発明の目的
本発明はかかる点に鑑み電池内気相部に水素吸
蔵材と気相触媒極とを撥水性及び通気性を有する
保護部材で被覆して配設することで、長期にわた
つて電池内圧力の上昇を防止し信頼性の向上した
密閉型蓄電池を提供せしめんとするものである。
蔵材と気相触媒極とを撥水性及び通気性を有する
保護部材で被覆して配設することで、長期にわた
つて電池内圧力の上昇を防止し信頼性の向上した
密閉型蓄電池を提供せしめんとするものである。
(ニ) 発明の構成
本発明の密閉型蓄電池は、負極と正極とを備
え、電池内気相部に水素吸蔵材と気相触媒極とを
接触させ且つ撥水性及び通気性を有する保護部材
で被覆して配設されたものであり、水素吸蔵材及
び気相触媒極が水に覆われ性能劣化を起こすこと
なく効率的に電池内で発生したガスを吸収処理す
る。
え、電池内気相部に水素吸蔵材と気相触媒極とを
接触させ且つ撥水性及び通気性を有する保護部材
で被覆して配設されたものであり、水素吸蔵材及
び気相触媒極が水に覆われ性能劣化を起こすこと
なく効率的に電池内で発生したガスを吸収処理す
る。
(ホ) 実施例
本発明の一実施例を以下に示し説明する。
多孔質ニツケル焼結体に白金を含浸させた後防
水処理のため表面にポリテトラフルオロエチレン
を結着させて気相触媒極を作製し、またミツシユ
メタル、ニツケル及びアルミニウムを
MmNi4.5Al0.5の組成になるように各々秤量し、
その混合物約10ｇをアーク溶解炉内に収容してア
ルゴン雰囲気中でアーク溶解してなる合金を、ア
ルゴン雰囲気中で粉砕した後約500Kg／cm2の圧力
で加圧成形して通気性を有する多孔性水素吸蔵材
を作製した。そしてこうして作製された気相触媒
極と水素未吸蔵状態の水素吸蔵材とをフツ素樹脂
織布からなる通気性及び撥水性の保護部材で包囲
して周辺部を熱溶着した。
水処理のため表面にポリテトラフルオロエチレン
を結着させて気相触媒極を作製し、またミツシユ
メタル、ニツケル及びアルミニウムを
MmNi4.5Al0.5の組成になるように各々秤量し、
その混合物約10ｇをアーク溶解炉内に収容してア
ルゴン雰囲気中でアーク溶解してなる合金を、ア
ルゴン雰囲気中で粉砕した後約500Kg／cm2の圧力
で加圧成形して通気性を有する多孔性水素吸蔵材
を作製した。そしてこうして作製された気相触媒
極と水素未吸蔵状態の水素吸蔵材とをフツ素樹脂
織布からなる通気性及び撥水性の保護部材で包囲
して周辺部を熱溶着した。
次いで活物質としての酸化亜鉛と、添加剤とし
ての酸化水銀とからなる混合粉末にポリテトラフ
ルオロエチレン乳液を加えて混練した後圧延する
ことでシート状になつた亜鉛物質シートを集電板
の両面に圧着して作製された亜鉛極と公知の焼結
式ニツケル極とを組み合わせ、前記通気性及び撥
水性の保護部材で被覆せしめた気相触媒極及び水
素吸蔵材を電池内気相部に配設した単二サイズの
ニツケル−亜鉛蓄電池Ａを作製した。第１図はこ
の電池の断面図であり、この図面に於いて、１は
ニツケル極、２は亜鉛極であつてセパレータ３を
介して渦巻状に巻回されて電極群を構成してお
り、この電極群の上方には上部仕切板４を介して
水素吸蔵材５と気相触媒極６とが保護部材７に被
覆されて配設されている。また８は負極端子兼用
の電池罐、９は正極端子兼用の電池蓋であり夫々
亜鉛極、ニツケル極に電相的に接続されている。
１０は絶縁パツキングである。
ての酸化水銀とからなる混合粉末にポリテトラフ
ルオロエチレン乳液を加えて混練した後圧延する
ことでシート状になつた亜鉛物質シートを集電板
の両面に圧着して作製された亜鉛極と公知の焼結
式ニツケル極とを組み合わせ、前記通気性及び撥
水性の保護部材で被覆せしめた気相触媒極及び水
素吸蔵材を電池内気相部に配設した単二サイズの
ニツケル−亜鉛蓄電池Ａを作製した。第１図はこ
の電池の断面図であり、この図面に於いて、１は
ニツケル極、２は亜鉛極であつてセパレータ３を
介して渦巻状に巻回されて電極群を構成してお
り、この電極群の上方には上部仕切板４を介して
水素吸蔵材５と気相触媒極６とが保護部材７に被
覆されて配設されている。また８は負極端子兼用
の電池罐、９は正極端子兼用の電池蓋であり夫々
亜鉛極、ニツケル極に電相的に接続されている。
１０は絶縁パツキングである。
比較例 １
前記実施例に於いて電池内気相部に配設される
水素吸蔵材と気相触媒極を被覆する保護部材のみ
取り除き、その他の条件は同一で比較電池Ｂを作
製した。
水素吸蔵材と気相触媒極を被覆する保護部材のみ
取り除き、その他の条件は同一で比較電池Ｂを作
製した。
比較例 ２
前記比較例１に於いて、電池内気相部に水素吸
蔵材のみ配設して気相触媒極を取り除き、その他
の条件は同一で比較電池Ｃを作製した。
蔵材のみ配設して気相触媒極を取り除き、その他
の条件は同一で比較電池Ｃを作製した。
比較例 ３
前記比較例１に於いて、電池内気相部に気相触
媒極のみ配設して水素吸蔵材を取り除き、その他
は同一で比較電池Ｄを作製した。
媒極のみ配設して水素吸蔵材を取り除き、その他
は同一で比較電池Ｄを作製した。
第２図はこれら電池の内部圧力の比較図であ
り、300mAの電流で５時間充電した後24時間休
止し、次いで300mAの電流で電池電圧が1.0vに
達するまで放電するという条件で充放電を行なつ
たときの充放電サイクルの経過に伴う電池内圧力
の変化を表わしている。尚、図中Ａ乃至Ｄは同一
符号の電池を示している。第２図より電池内気相
部に水素吸蔵材と気相触媒極とを併設した電池Ａ
及びＢは電池Ｃ及びＤに比し電池内圧力の上昇が
大巾に抑制され、また水素吸蔵材及び気相触媒極
を保護部材で被覆した電池Ａは保護部材で被覆さ
れていない電池Ｂに比し長期にわたる充放電サイ
クルに於いて電池内圧力の上昇が少なく良好であ
ることがわかる。
り、300mAの電流で５時間充電した後24時間休
止し、次いで300mAの電流で電池電圧が1.0vに
達するまで放電するという条件で充放電を行なつ
たときの充放電サイクルの経過に伴う電池内圧力
の変化を表わしている。尚、図中Ａ乃至Ｄは同一
符号の電池を示している。第２図より電池内気相
部に水素吸蔵材と気相触媒極とを併設した電池Ａ
及びＢは電池Ｃ及びＤに比し電池内圧力の上昇が
大巾に抑制され、また水素吸蔵材及び気相触媒極
を保護部材で被覆した電池Ａは保護部材で被覆さ
れていない電池Ｂに比し長期にわたる充放電サイ
クルに於いて電池内圧力の上昇が少なく良好であ
ることがわかる。
この理由は、電池Ｃの場合電池内で発生する水
素ガス及び酸素ガスのうち水素ガスのみ水素吸蔵
材で吸収するため、水素吸蔵材に吸収されない酸
素ガスが電池内に蓄積され、また電池Ｄの場合に
は水素ガス及び酸素ガスは２：１の比率で消費さ
れるため電池内に水素ガスが残存し蓄積されて行
き電池内圧力を上昇させるのに対し、電池Ａ及び
Ｂの場合は充電時に負極表面に電析した亜鉛が自
己放電によつて水素ガスを発生すると、
MmNi4.5Al0.5からなる水素吸蔵材が(1)式の左か
ら右の状態に移行して水素化物となつて水素ガス
を吸蔵して電池内圧力の上昇を抑え、 ２／ｎMmNi4.5Al0.5＋H2 ２／ｎMmNi4.5Al0.5Hn＋Ｑ …(1) 次いで充電時に過充電になると正極から酸素ガ
スが発生すると共に過充電による温度上昇に起因
してMmNi4.5Al0.5は(1)式の右から左の状態に移
行して水素ガスを放出し、これらによつて電池内
に酸素ガスと水素ガスが混在するようになると気
相触媒極で(2)式の反応が起こり酸素ガスと水素ガ
スから水が生成され、常時電池内圧力の上昇が抑
制されるため電池Ｃ及びＤに比べて電池内の圧力
が低くなつたと考えられ、 H2＋1/2O2→H2O …(2) 更に電池Ａが電池Ｂに比べて長期の充放電サイ
クルに於いて電池内圧力が低く抑えられているの
は、電池Ｂでは長期にわたる充放電サイクルで電
解液によつて水素吸蔵材及び気相触媒極が覆われ
るようになり、水素吸蔵材及び気相触媒極と気体
とが接触する面積が減少して夫々水素吸蔵能力及
び水生成能力が劣化するのに対し、電池Ａは水素
吸蔵材及び気相触媒極が撥水性の保護部材で覆わ
れているため、電解液がこの保護部材により水素
吸蔵材及び気相触媒極をぬらすことが防止され、
ガス吸収能力の低下がないためである。
素ガス及び酸素ガスのうち水素ガスのみ水素吸蔵
材で吸収するため、水素吸蔵材に吸収されない酸
素ガスが電池内に蓄積され、また電池Ｄの場合に
は水素ガス及び酸素ガスは２：１の比率で消費さ
れるため電池内に水素ガスが残存し蓄積されて行
き電池内圧力を上昇させるのに対し、電池Ａ及び
Ｂの場合は充電時に負極表面に電析した亜鉛が自
己放電によつて水素ガスを発生すると、
MmNi4.5Al0.5からなる水素吸蔵材が(1)式の左か
ら右の状態に移行して水素化物となつて水素ガス
を吸蔵して電池内圧力の上昇を抑え、 ２／ｎMmNi4.5Al0.5＋H2 ２／ｎMmNi4.5Al0.5Hn＋Ｑ …(1) 次いで充電時に過充電になると正極から酸素ガ
スが発生すると共に過充電による温度上昇に起因
してMmNi4.5Al0.5は(1)式の右から左の状態に移
行して水素ガスを放出し、これらによつて電池内
に酸素ガスと水素ガスが混在するようになると気
相触媒極で(2)式の反応が起こり酸素ガスと水素ガ
スから水が生成され、常時電池内圧力の上昇が抑
制されるため電池Ｃ及びＤに比べて電池内の圧力
が低くなつたと考えられ、 H2＋1/2O2→H2O …(2) 更に電池Ａが電池Ｂに比べて長期の充放電サイ
クルに於いて電池内圧力が低く抑えられているの
は、電池Ｂでは長期にわたる充放電サイクルで電
解液によつて水素吸蔵材及び気相触媒極が覆われ
るようになり、水素吸蔵材及び気相触媒極と気体
とが接触する面積が減少して夫々水素吸蔵能力及
び水生成能力が劣化するのに対し、電池Ａは水素
吸蔵材及び気相触媒極が撥水性の保護部材で覆わ
れているため、電解液がこの保護部材により水素
吸蔵材及び気相触媒極をぬらすことが防止され、
ガス吸収能力の低下がないためである。
尚、上記実施例では撥水性及び通気性を有する
保護部材としてフツ素樹脂織布を用いたが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、他に
シリコン樹脂、ナイロン、ポリプロピレン等の耐
アルカリ樹脂をパラフイン、フツ素樹脂等で防水
処理したものを用いてもよく、また水素吸蔵材と
気相触媒極に撥水能力を付与し気体との接触をさ
またげないものであれば何を用いても構わない。
また上記実施例で用いた水素吸蔵材も
MmNiAl0.5に限定されるものではなく水素を可
逆的に吸蔵、放出できるものであれば何れも用い
ることが可能である。
保護部材としてフツ素樹脂織布を用いたが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、他に
シリコン樹脂、ナイロン、ポリプロピレン等の耐
アルカリ樹脂をパラフイン、フツ素樹脂等で防水
処理したものを用いてもよく、また水素吸蔵材と
気相触媒極に撥水能力を付与し気体との接触をさ
またげないものであれば何を用いても構わない。
また上記実施例で用いた水素吸蔵材も
MmNiAl0.5に限定されるものではなく水素を可
逆的に吸蔵、放出できるものであれば何れも用い
ることが可能である。
(ヘ) 発明の効果
本発明の密閉型蓄電池は、負極と正極とを備
え、電池内気相部に水素吸蔵材と気相触媒極とを
接触させ且つ撥水性及び通気性を有する保護部材
で被覆して配設せしめたものであるから、電池内
で発生するガスによる電池内ガス圧の上昇を長期
の充放電サイクルにわたつて抑制することができ
信頼性の向上した密閉型蓄電池を提供できる。
え、電池内気相部に水素吸蔵材と気相触媒極とを
接触させ且つ撥水性及び通気性を有する保護部材
で被覆して配設せしめたものであるから、電池内
で発生するガスによる電池内ガス圧の上昇を長期
の充放電サイクルにわたつて抑制することができ
信頼性の向上した密閉型蓄電池を提供できる。
第１図は本発明電池の断面図、第２図は本発明
電池と比較電池の内部圧力比較図である。 １…ニツケル極、２…亜鉛極、３…セパレー
タ、５…水素吸蔵材、６…気相触媒極、７…保護
部材。
電池と比較電池の内部圧力比較図である。 １…ニツケル極、２…亜鉛極、３…セパレー
タ、５…水素吸蔵材、６…気相触媒極、７…保護
部材。
Claims (1)
- １ 負極と正極とを備えた電池の電池内気相部に
水素吸蔵材と気相触媒極とを接触させ且つ撥水性
及び通気性を有する保護部材で被覆して配設せし
めたことを特徴とする密閉型蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59044593A JPS60189178A (ja) | 1984-03-08 | 1984-03-08 | 密閉型蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59044593A JPS60189178A (ja) | 1984-03-08 | 1984-03-08 | 密閉型蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60189178A JPS60189178A (ja) | 1985-09-26 |
| JPH0345508B2 true JPH0345508B2 (ja) | 1991-07-11 |
Family
ID=12695764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59044593A Granted JPS60189178A (ja) | 1984-03-08 | 1984-03-08 | 密閉型蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60189178A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6286068U (ja) * | 1985-11-19 | 1987-06-01 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5714884A (en) * | 1980-07-02 | 1982-01-26 | Hitachi Ltd | Video signal transfer system |
-
1984
- 1984-03-08 JP JP59044593A patent/JPS60189178A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60189178A (ja) | 1985-09-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |