JPH04126357A - 密閉形電池用水素吸蔵合金負極の製造法 - Google Patents
密閉形電池用水素吸蔵合金負極の製造法Info
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- JPH04126357A JPH04126357A JP2247706A JP24770690A JPH04126357A JP H04126357 A JPH04126357 A JP H04126357A JP 2247706 A JP2247706 A JP 2247706A JP 24770690 A JP24770690 A JP 24770690A JP H04126357 A JPH04126357 A JP H04126357A
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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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
本発明は密閉形電池用水素吸蔵合金負極の製造法に関し
特に密閉形ニッケルー水素蓄電池用などの水素吸蔵合
金負極の製造法に関すム従来の技術 各種の電源として広く使われている蓄電池として鉛蓄電
池とアルカリ蓄電池があａ このうちアルカリ蓄電池は
高信頼性が期待でき、小形軽量化も可能などの理由で小
形電池は各種ポータプル機器用く 大形は産業用として
使われてきたこのアルカリ蓄電池において、正極として
は一部空気極や酸化銀極なども取り上げられている力丈
はとんどの場合ニッケル極であム ニッケル極はポケッ
ト式から焼結式に代わって特性が向上しさらに密閉化が
可能になるとともに用途も広がっ丸 一方負極としてはカドミウムの他に亜舷 鉄、水素など
が対象となっていも 最近−層の高エネルギー密度を達
成するために金属水素化物つまり水素吸蔵合金負極を使
ったニッケルー水素蓄電池が注目され 製法などに多く
の提案がされていもたとえば水素吸蔵合金粉末のとくに
耐酸化性それに利用率や成型性を改善するために 粒子
表面をニッケルや銅でメツキして多孔性の金属層を形成
する技術が知られていも しかし操作を簡易化するため
に電極にしてからメツキすると水素吸蔵合金の充放電で
の微粉化時にメツキ層が剥離してしまう。
特に密閉形ニッケルー水素蓄電池用などの水素吸蔵合
金負極の製造法に関すム従来の技術 各種の電源として広く使われている蓄電池として鉛蓄電
池とアルカリ蓄電池があａ このうちアルカリ蓄電池は
高信頼性が期待でき、小形軽量化も可能などの理由で小
形電池は各種ポータプル機器用く 大形は産業用として
使われてきたこのアルカリ蓄電池において、正極として
は一部空気極や酸化銀極なども取り上げられている力丈
はとんどの場合ニッケル極であム ニッケル極はポケッ
ト式から焼結式に代わって特性が向上しさらに密閉化が
可能になるとともに用途も広がっ丸 一方負極としてはカドミウムの他に亜舷 鉄、水素など
が対象となっていも 最近−層の高エネルギー密度を達
成するために金属水素化物つまり水素吸蔵合金負極を使
ったニッケルー水素蓄電池が注目され 製法などに多く
の提案がされていもたとえば水素吸蔵合金粉末のとくに
耐酸化性それに利用率や成型性を改善するために 粒子
表面をニッケルや銅でメツキして多孔性の金属層を形成
する技術が知られていも しかし操作を簡易化するため
に電極にしてからメツキすると水素吸蔵合金の充放電で
の微粉化時にメツキ層が剥離してしまう。
また特性向上のために合金製作後真空で熱処理したり、
アルカリ溶液に浸せきするなどの工程が提案されていも さらに密閉形に適用する際にはとくに充電時の正極から
発生する酸素ガス東 過充電時に発生することがある水
素ガスの吸収性を改良するためにフッソ樹脂や触媒の添
加が試みられていも発明が解決しようとする課題 水素吸蔵合金負極の製法としては合金粉末を焼結する方
式と発泡状 繊維状 パンチングメタルなどの多孔性支
持体に充填や塗着する方式のペースト式があム このう
ち製法が簡単なのがペースト式であム 水素吸蔵合金極
はカドミウム極や亜鉛極などと同様に電子伝導性の点で
比較的優れているので非焼結成極の可能性は大きし〜
すなわち結着剤とともにペースト状とし これを３次元
あるいは２次元構造の多孔性導電板に充填あるいは塗着
していも しかし いずれにしてもとくに充放電サイク
ルの初期での放電特性や、−層の利用率や高率放電特性
の上で改良の必要かあム 本発明はこのような課題を解
決するもので、急速充電時におけるガス吸収特性を向上
した密閉形電池用水素吸蔵合金負極の製造法を提供する
ことを目的とすも 課題を解決するための手段 この課題を解決するため本発明の密閉形電池用水素吸蔵
合金負極の製造法ζよ 水素吸蔵合金と結着剤を用いて
電極を製造抵 硝酸ニッケル溶液中でその電極を負極に
して電解し その後ヒドラジン水和物またはナトリウム
ボロハイドライドの還元剤を添加したアルカリ溶液に浸
せきし その後フッ素樹脂を添加してからあらかじめ加
えてぃた前記結着剤を除去する工程を加え谷 な叙 こ
の際に前記硝酸ニッケル溶液中での電解機 電極中に前
記硝酸ニッケル溶液を含んだ状態で乾燥しその後前記還
元剤を添加したアルカリ溶液に浸せきし その後前記フ
ッ素樹脂を添加してからあらかじめ加えていた前記結着
剤を除去する工程を加えてもよ（ｔ さらに前記硝酸ニッケル溶液中で水素吸蔵合金と結着剤
を用いた電極を負極にして電解した後、まずアルカリ溶
液に浸せきした後で還元剤を含むアルカリ溶液に浸せき
し 以下同じ工程を行なうものであも 作用 この方法により、本発明の密閉形電池用水素吸蔵合金負
極の製造法ｊ！ 電極を製作後に焼結式ニッケル極め
活物質充填の一手段として採用されている硝酸ニッケル
溶液中で水素吸蔵合金極を負極にして電解を行なう。こ
の処理で電極面近傍の硝酸根が還元されて酸性度が弱く
なり、水酸化ニッケル類似の化合物が生成するといわれ
これが電極内に強固に付着す４ これをアルカリ中で
の還元剤によりニッケルにするのである力交 還元剤と
して好ましいヒドラジン永和物またはナトリウムボロハ
イドライドは 還元時に分解してはげしく水素ガス発生
をともなう。したがって少量の結着剤を用いると充填さ
れている水素吸蔵合金が脱落することがあ４ そこで電
極特性上では好ましくない結着剤をやや多く用いも ところが結着剤は一般に電子伝導性がなく、またガスを
透過する能力も少ないので、特に密閉形電池の負極とし
てはガス吸収特性の上で問題になも そこで還元工程終
了後この結着剤の少なくとも大部分を除去するのである
パ やはりこの過程でも若干水素吸蔵合金の脱落が起こ
ることがある。
アルカリ溶液に浸せきするなどの工程が提案されていも さらに密閉形に適用する際にはとくに充電時の正極から
発生する酸素ガス東 過充電時に発生することがある水
素ガスの吸収性を改良するためにフッソ樹脂や触媒の添
加が試みられていも発明が解決しようとする課題 水素吸蔵合金負極の製法としては合金粉末を焼結する方
式と発泡状 繊維状 パンチングメタルなどの多孔性支
持体に充填や塗着する方式のペースト式があム このう
ち製法が簡単なのがペースト式であム 水素吸蔵合金極
はカドミウム極や亜鉛極などと同様に電子伝導性の点で
比較的優れているので非焼結成極の可能性は大きし〜
すなわち結着剤とともにペースト状とし これを３次元
あるいは２次元構造の多孔性導電板に充填あるいは塗着
していも しかし いずれにしてもとくに充放電サイク
ルの初期での放電特性や、−層の利用率や高率放電特性
の上で改良の必要かあム 本発明はこのような課題を解
決するもので、急速充電時におけるガス吸収特性を向上
した密閉形電池用水素吸蔵合金負極の製造法を提供する
ことを目的とすも 課題を解決するための手段 この課題を解決するため本発明の密閉形電池用水素吸蔵
合金負極の製造法ζよ 水素吸蔵合金と結着剤を用いて
電極を製造抵 硝酸ニッケル溶液中でその電極を負極に
して電解し その後ヒドラジン水和物またはナトリウム
ボロハイドライドの還元剤を添加したアルカリ溶液に浸
せきし その後フッ素樹脂を添加してからあらかじめ加
えてぃた前記結着剤を除去する工程を加え谷 な叙 こ
の際に前記硝酸ニッケル溶液中での電解機 電極中に前
記硝酸ニッケル溶液を含んだ状態で乾燥しその後前記還
元剤を添加したアルカリ溶液に浸せきし その後前記フ
ッ素樹脂を添加してからあらかじめ加えていた前記結着
剤を除去する工程を加えてもよ（ｔ さらに前記硝酸ニッケル溶液中で水素吸蔵合金と結着剤
を用いた電極を負極にして電解した後、まずアルカリ溶
液に浸せきした後で還元剤を含むアルカリ溶液に浸せき
し 以下同じ工程を行なうものであも 作用 この方法により、本発明の密閉形電池用水素吸蔵合金負
極の製造法ｊ！ 電極を製作後に焼結式ニッケル極め
活物質充填の一手段として採用されている硝酸ニッケル
溶液中で水素吸蔵合金極を負極にして電解を行なう。こ
の処理で電極面近傍の硝酸根が還元されて酸性度が弱く
なり、水酸化ニッケル類似の化合物が生成するといわれ
これが電極内に強固に付着す４ これをアルカリ中で
の還元剤によりニッケルにするのである力交 還元剤と
して好ましいヒドラジン永和物またはナトリウムボロハ
イドライドは 還元時に分解してはげしく水素ガス発生
をともなう。したがって少量の結着剤を用いると充填さ
れている水素吸蔵合金が脱落することがあ４ そこで電
極特性上では好ましくない結着剤をやや多く用いも ところが結着剤は一般に電子伝導性がなく、またガスを
透過する能力も少ないので、特に密閉形電池の負極とし
てはガス吸収特性の上で問題になも そこで還元工程終
了後この結着剤の少なくとも大部分を除去するのである
パ やはりこの過程でも若干水素吸蔵合金の脱落が起こ
ることがある。
そこでガス吸収特性の上で好ましいフッ素樹脂を加えて
後にあらかじめ加えた結着剤を除く。なお初めからフッ
素樹脂を用いると脱落を防止するほど多量に加える必要
があり電極の放電特性が低下すも なお結着剤除去を前提にしての活性なニッケル層の形成
と、アルカリ溶液への浸せきとの併用（よアルカリへの
浸せきによる不純物除去と、ニッケル層の形成による充
電時での水素吸蔵合金への水素の吸蔵の加速との両効果
が連続した工程で可能になム 実施例 以下本発明の一実施例の密閉形電池用水素吸蔵合金負極
の製造法について説明すも 水素吸蔵合金としてＡＢ２
Ｌａｖｅｓ相合金の一つであるＺｒＭ ｎ ｓ、ｓＣｒ
１．２Ｎ ｉ １．２を粉砕して３００メツシユの篩
を通過させた抵 ５重量％のポリビニルアルコール水溶
液をこの樹脂分が水素吸蔵合金粉末に対して３部になる
ように加えてペーストをつくもついでこのペーストを厚
さ０．１７ｍｍ、 孔径１゜８ｍｒｒＫ 開口度５３
％の鉄製でニッケルメッキを施したパンチングメタル板
に塗着し０．６ｍｍのスリットを通して平滑化し九 そ
の後１２０℃で１時間乾燥し九 この電極を負極にして
硝酸ニッケル（Ｎｉ （ＮＯｓ） ２） ５００ｇに
水５０ｇを加えた溶液中で４０℃で３００ ｍＡ／ ｃ
ｍ”の電流密度で３分間通電した このまま１００℃
で乾燥後まず３０重量％のカセイカリ水溶液に８０℃で
５時間浸せきし ついで４０℃にしてからこれにヒドラ
ジン１永和物を５重量％加え６０分間浸せきした 水洗
乾燥後５％のフッ素樹脂ディスバージョンを添加した
１４０℃で乾燥機 煮沸水に浸漬してポリビニルアルコ
ールを溶解除去した 得られた電極はローラブレス機を
通して厚さ０．５ｍｍに調整し九 この水素吸蔵合金負
極を裁断しリード板をスポット溶接により取り付けへ
この電極をＡとすム つぎに比較のためにＡと同様の方法で同じ水素吸蔵合金
粉末を結着剤とともに支持体に塗着し加圧して電極を得
た喪 ヒドラジンｌ水和物の添加を行なった後に結着剤
を除去せずに同様にフッ素樹脂ディスバージョンを添加
した電極をＢとして加え九 さらに単にフッ素樹脂ディ
スバージョンのみを添加した電極をＣとして加えた 各電極を用い従来通り正極律則の密閉形ニッケルー水素
蓄電池を構成した 相手極として公知の高容量の発泡状
ニッケル楓 それに親水処理ポリプロピレン不織布セパ
レータを用い九 電解液として比重１．２５の苛性カリ
水溶液に２５ｇ／ｌの水酸化リヂウムを溶解して用いた
電池は単２型とし九 正極に対する負極の容量を１５
０％とした この電極Ａを用いた電池をＡ゛ とする。
後にあらかじめ加えた結着剤を除く。なお初めからフッ
素樹脂を用いると脱落を防止するほど多量に加える必要
があり電極の放電特性が低下すも なお結着剤除去を前提にしての活性なニッケル層の形成
と、アルカリ溶液への浸せきとの併用（よアルカリへの
浸せきによる不純物除去と、ニッケル層の形成による充
電時での水素吸蔵合金への水素の吸蔵の加速との両効果
が連続した工程で可能になム 実施例 以下本発明の一実施例の密閉形電池用水素吸蔵合金負極
の製造法について説明すも 水素吸蔵合金としてＡＢ２
Ｌａｖｅｓ相合金の一つであるＺｒＭ ｎ ｓ、ｓＣｒ
１．２Ｎ ｉ １．２を粉砕して３００メツシユの篩
を通過させた抵 ５重量％のポリビニルアルコール水溶
液をこの樹脂分が水素吸蔵合金粉末に対して３部になる
ように加えてペーストをつくもついでこのペーストを厚
さ０．１７ｍｍ、 孔径１゜８ｍｒｒＫ 開口度５３
％の鉄製でニッケルメッキを施したパンチングメタル板
に塗着し０．６ｍｍのスリットを通して平滑化し九 そ
の後１２０℃で１時間乾燥し九 この電極を負極にして
硝酸ニッケル（Ｎｉ （ＮＯｓ） ２） ５００ｇに
水５０ｇを加えた溶液中で４０℃で３００ ｍＡ／ ｃ
ｍ”の電流密度で３分間通電した このまま１００℃
で乾燥後まず３０重量％のカセイカリ水溶液に８０℃で
５時間浸せきし ついで４０℃にしてからこれにヒドラ
ジン１永和物を５重量％加え６０分間浸せきした 水洗
乾燥後５％のフッ素樹脂ディスバージョンを添加した
１４０℃で乾燥機 煮沸水に浸漬してポリビニルアルコ
ールを溶解除去した 得られた電極はローラブレス機を
通して厚さ０．５ｍｍに調整し九 この水素吸蔵合金負
極を裁断しリード板をスポット溶接により取り付けへ
この電極をＡとすム つぎに比較のためにＡと同様の方法で同じ水素吸蔵合金
粉末を結着剤とともに支持体に塗着し加圧して電極を得
た喪 ヒドラジンｌ水和物の添加を行なった後に結着剤
を除去せずに同様にフッ素樹脂ディスバージョンを添加
した電極をＢとして加え九 さらに単にフッ素樹脂ディ
スバージョンのみを添加した電極をＣとして加えた 各電極を用い従来通り正極律則の密閉形ニッケルー水素
蓄電池を構成した 相手極として公知の高容量の発泡状
ニッケル楓 それに親水処理ポリプロピレン不織布セパ
レータを用い九 電解液として比重１．２５の苛性カリ
水溶液に２５ｇ／ｌの水酸化リヂウムを溶解して用いた
電池は単２型とし九 正極に対する負極の容量を１５
０％とした この電極Ａを用いた電池をＡ゛ とする。
つぎＬ 比較の電極Ｂを用いた電池をＢ°電極Ｃを用
いた電池をＣｏ としｔも まず初期の放電電圧と容
量を比較し九 ５時間率で容量の１５０％定電流充電−
２，ＯＡで０．９ｖまでの定電流放電を行なったとこ＆
Ａ’ は平均電圧は１．２４Ｖであり、放電容量は
２サイクル以後はぼ一定で２、−７５〜２．８０Ａｈで
あった ところがＢ′でＧ！ 平均電圧は１．２２Ｖ
であり放電特性が向上してほぼ一定になるまでに３サイ
クルを必要とじ九 Ｃｏで（よ 平均電圧は１．２１Ｖ
であり放電特性が向上してほぼ一定になるまでに４サイ
クルを必要とした つぎに各電池それぞれ１０セル用１．Ｘ、急速充電特性
を比較し九 周囲温度を５℃とし１．０Ｃ充電を行なっ
たところ容量の２００％充電時での電池内圧力がＡｏで
は１． ７〜２． ２Ｋｇ／Ｃｍ”であったのに対して
Ｂ′では５．２〜７． ８Ｋｇ／ｃｍ’でありＣｏでは
２． ３〜３． ７ Ｋｇ／ ｃｍ”でありＡｏがガス
吸収の点で優れてい九発明の効果 以上の実施例の説明で明らかなように本発明の密閉形電
池用水素吸蔵合金負極の製造法によれＣ瓜水素吸蔵合金
と結着剤とで電極を製造徽 硝酸ニッケル溶液中でその
電極を負極にして電解し その後還元剤を添加したアル
カリ溶液に浸せきする力＼ 好ましくはこの工程とアル
カリ溶液への浸せきを併用し その後にフッ素樹脂を添
加後あらかじめ加えた結着剤を除去する工程を加えるこ
とにより、水素吸蔵合金電極を負極として用いた密閉形
電池のとくに急速充電時におけるガス吸収特性の改良が
可能になも
いた電池をＣｏ としｔも まず初期の放電電圧と容
量を比較し九 ５時間率で容量の１５０％定電流充電−
２，ＯＡで０．９ｖまでの定電流放電を行なったとこ＆
Ａ’ は平均電圧は１．２４Ｖであり、放電容量は
２サイクル以後はぼ一定で２、−７５〜２．８０Ａｈで
あった ところがＢ′でＧ！ 平均電圧は１．２２Ｖ
であり放電特性が向上してほぼ一定になるまでに３サイ
クルを必要とじ九 Ｃｏで（よ 平均電圧は１．２１Ｖ
であり放電特性が向上してほぼ一定になるまでに４サイ
クルを必要とした つぎに各電池それぞれ１０セル用１．Ｘ、急速充電特性
を比較し九 周囲温度を５℃とし１．０Ｃ充電を行なっ
たところ容量の２００％充電時での電池内圧力がＡｏで
は１． ７〜２． ２Ｋｇ／Ｃｍ”であったのに対して
Ｂ′では５．２〜７． ８Ｋｇ／ｃｍ’でありＣｏでは
２． ３〜３． ７ Ｋｇ／ ｃｍ”でありＡｏがガス
吸収の点で優れてい九発明の効果 以上の実施例の説明で明らかなように本発明の密閉形電
池用水素吸蔵合金負極の製造法によれＣ瓜水素吸蔵合金
と結着剤とで電極を製造徽 硝酸ニッケル溶液中でその
電極を負極にして電解し その後還元剤を添加したアル
カリ溶液に浸せきする力＼ 好ましくはこの工程とアル
カリ溶液への浸せきを併用し その後にフッ素樹脂を添
加後あらかじめ加えた結着剤を除去する工程を加えるこ
とにより、水素吸蔵合金電極を負極として用いた密閉形
電池のとくに急速充電時におけるガス吸収特性の改良が
可能になも
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）水素吸蔵合金と結着剤を用いて電極を製造後、硝
酸ニッケル溶液中でその電極を負極にして電解し、その
後還元剤を添加したアルカリ溶液中に浸せきし、フッ素
樹脂を添加後前記結着剤を除去する密閉形電池用水素吸
蔵合金負極の製造法。 （２）水素吸蔵合金と結着剤を用いて電極を製造後、硝
酸ニッケル溶液中でその電極を負極にして電解し、その
後還元剤を添加したアルカリ溶液中に浸せきし、加圧し
てからフッ素樹脂を添加し、その後前記結着剤を除去す
る密閉形電池用水素吸蔵合金負極の製造法。（３）水素
吸蔵合金と結着剤を用いて電極を製造後、硝酸ニッケル
溶液中でその電極を負極にして電解し、前記硝酸ニッケ
ル溶液を含んだまま乾燥した後還元剤を添加したアルカ
リ溶液中に浸せきし、フッ素樹脂を添加後前記結着剤を
除去する密閉形電池用水素吸蔵合金負極の製造法。 （４）結着剤を含む水素吸蔵合金電極を製造後、硝酸ニ
ッケル溶液中でその電極を負極にして電解し、その後ま
ずアルカリ溶液中に浸せきし、さらに還元剤を添加した
アルカリ溶液中に浸せきし、フッ素樹脂を添加しその後
前記結着剤を除去する密閉形電池用水素吸蔵合金負極の
製造法。 （５）結着剤を含む水素吸蔵合金電極を硝酸ニッケル溶
液中でその電極を負極にして電解し、前記硝酸ニッケル
溶液を含んだまま乾燥した後まずアルカリ溶液中に浸せ
きし、さらに還元剤を添加したアルカリ溶液中に浸せき
し、フッ素樹脂を添加しその後前記結着剤を除去する密
閉形電池用水素吸蔵合金負極の製造法。 （６）結着剤がポリビニルアルコール、カルボキシメチ
ルセルロース水溶性樹脂であり、還元剤がヒドラジンま
たはナトリウムボロハイドライドである請求項１〜５記
載の密閉形電池用水素吸蔵合金負極の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2247706A JPH04126357A (ja) | 1990-09-17 | 1990-09-17 | 密閉形電池用水素吸蔵合金負極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2247706A JPH04126357A (ja) | 1990-09-17 | 1990-09-17 | 密閉形電池用水素吸蔵合金負極の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04126357A true JPH04126357A (ja) | 1992-04-27 |
Family
ID=17167453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2247706A Pending JPH04126357A (ja) | 1990-09-17 | 1990-09-17 | 密閉形電池用水素吸蔵合金負極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04126357A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008174771A (ja) * | 2007-01-16 | 2008-07-31 | Mitsuteru Kimura | 太陽光発電を用いた水素吸蔵装置と水素吸蔵合金電極の形成方法及びその水素吸蔵合金電極 |
-
1990
- 1990-09-17 JP JP2247706A patent/JPH04126357A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008174771A (ja) * | 2007-01-16 | 2008-07-31 | Mitsuteru Kimura | 太陽光発電を用いた水素吸蔵装置と水素吸蔵合金電極の形成方法及びその水素吸蔵合金電極 |
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