JPH04328252A - 水素吸蔵電極 - Google Patents
水素吸蔵電極Info
- Publication number
- JPH04328252A JPH04328252A JP3188403A JP18840391A JPH04328252A JP H04328252 A JPH04328252 A JP H04328252A JP 3188403 A JP3188403 A JP 3188403A JP 18840391 A JP18840391 A JP 18840391A JP H04328252 A JPH04328252 A JP H04328252A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen storage
- powders
- alloy
- electrode
- storage alloy
- 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.)
- Pending
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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
- Powder Metallurgy (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、二次電池などの負極に
用いる水素吸蔵電極に関する。
用いる水素吸蔵電極に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来二次電池としては、ニッケル−カド
ミウム電池、鉛電池等が良く知られているが、これらの
電池は単位重量又は単位体積当たりのエネルギー密度が
比較的小さい欠点がある。そこで、電気化学的に多量の
水素の吸蔵・放出が可能な水素吸蔵合金を用いた電極を
負極とし、正極にはニッケル酸化物を用い電解液として
アルカリ水溶液を用いたエネルギー密度の大きいニッケ
ル−水素電池が提案されていた。ここでの負極にはＬａ
Ｎｉ５等の水素吸蔵合金が用いられていたが、充放電の
繰り返しに対するサイクル寿命が３０サイクル程度と短
く実用的ではなかった。これを改良するため、ＬａＮｉ
５のＮｉの一部をＣｏ、Ａｌ、Ｍｎ等で置換し多元化す
ると共に、経済的な観点から、Ｌａを希土類元素の混合
物であるＭｍ（ミッシュメタル）に置換した合金の使用
が提案され、又最近では、Ｚｒ−Ｖ−Ｎｉ系等のラベス
相ＡＢ２型合金の使用も提案されている。
ミウム電池、鉛電池等が良く知られているが、これらの
電池は単位重量又は単位体積当たりのエネルギー密度が
比較的小さい欠点がある。そこで、電気化学的に多量の
水素の吸蔵・放出が可能な水素吸蔵合金を用いた電極を
負極とし、正極にはニッケル酸化物を用い電解液として
アルカリ水溶液を用いたエネルギー密度の大きいニッケ
ル−水素電池が提案されていた。ここでの負極にはＬａ
Ｎｉ５等の水素吸蔵合金が用いられていたが、充放電の
繰り返しに対するサイクル寿命が３０サイクル程度と短
く実用的ではなかった。これを改良するため、ＬａＮｉ
５のＮｉの一部をＣｏ、Ａｌ、Ｍｎ等で置換し多元化す
ると共に、経済的な観点から、Ｌａを希土類元素の混合
物であるＭｍ（ミッシュメタル）に置換した合金の使用
が提案され、又最近では、Ｚｒ−Ｖ−Ｎｉ系等のラベス
相ＡＢ２型合金の使用も提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記改良型合金は、サ
イクル寿命が比較的長く改良の効果は認められる。しか
し、これらの合金は一般に初期活性化、即ち安定した容
量を取り出せる状態になるまでに多数回の充放電の繰り
返しを必要とする。従って、これらの合金から成る水素
吸蔵電極を用いて密閉型ニッケル−水素電池を作製する
と、充放電サイクルの初期には水素吸蔵合金電極から殆
ど容量が取り出せないために、電池容量が定格容量を大
きく下回る等の不都合が生じていた。従って、かゝる従
来の水素吸蔵電極の不都合を解消し、初期活性化に要す
る充放電サイクルの回数を減少し得られ、充放電の初期
から定格容量を取り出すことを可能とする水素吸蔵電極
が望まれる。
イクル寿命が比較的長く改良の効果は認められる。しか
し、これらの合金は一般に初期活性化、即ち安定した容
量を取り出せる状態になるまでに多数回の充放電の繰り
返しを必要とする。従って、これらの合金から成る水素
吸蔵電極を用いて密閉型ニッケル−水素電池を作製する
と、充放電サイクルの初期には水素吸蔵合金電極から殆
ど容量が取り出せないために、電池容量が定格容量を大
きく下回る等の不都合が生じていた。従って、かゝる従
来の水素吸蔵電極の不都合を解消し、初期活性化に要す
る充放電サイクルの回数を減少し得られ、充放電の初期
から定格容量を取り出すことを可能とする水素吸蔵電極
が望まれる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決し、上記の要望を満足する水素吸蔵電極に係り、そ
の１つは、次亜りん酸塩水溶液に浸漬処理して成る。他
の１つは、次亜りん酸塩水溶液に浸漬処理した水素吸蔵
合金粉を用いて製造して成る。
解決し、上記の要望を満足する水素吸蔵電極に係り、そ
の１つは、次亜りん酸塩水溶液に浸漬処理して成る。他
の１つは、次亜りん酸塩水溶液に浸漬処理した水素吸蔵
合金粉を用いて製造して成る。
【０００５】
【作用】本発明の作用は明らかでないが、該次亜りん酸
塩水溶液の還元作用で合金粒子の表面に生成していた酸
化膜を除去すると共に、合金自体の持つ触媒作用により
合金が次亜りん酸ナトリウムの水素を取り込み、結晶格
子に残る歪みが除去され、これにより水素の吸蔵・放出
のし易い、高活性な状態になるものと考えられる。その
結果、この電極の初期活性化が早くでき、電池として当
初から高容量を取り出せる。
塩水溶液の還元作用で合金粒子の表面に生成していた酸
化膜を除去すると共に、合金自体の持つ触媒作用により
合金が次亜りん酸ナトリウムの水素を取り込み、結晶格
子に残る歪みが除去され、これにより水素の吸蔵・放出
のし易い、高活性な状態になるものと考えられる。その
結果、この電極の初期活性化が早くでき、電池として当
初から高容量を取り出せる。
【０００６】
【実施例】次に本発明の実施例を詳述する。市販のミッ
シュメタル、ニッケル、コバルト、アルミニウムの各粉
末を所定の組成比、例えばＭｍＮｉ４．０ＣＯ０．５Ａ
ｌ０．５となるように秤量混合し、これらをアーク溶解
法により加熱溶解して水素吸蔵合金を得た。この合金イ
ンゴットをクラッシャーにより粗砕した後、ボールミル
などで２５０メッシュ以下の微粉末とした。この合金粉
末に対して導電剤として例えば、カーボニルニッケル粉
を１５ｗｔ．％、結着剤として例えば、四フッ化エチレ
ン粉末を５ｗｔ．％添加して混合した。この混合粉を型
内に充填し、ニッケル金網と共に圧着した後脱型し、そ
の成形板を所定厚さに圧延して水素吸蔵電極板を作製し
た。本発明によれば、更にこの電極を例えば１モル／１
の濃度の次亜りん酸ナトリウム（ＮａＰＨ２Ｏ２）又は
次亜りん酸カリウム（ＫＰＨ２Ｏ２）の水溶液に室温で
１時間浸漬した後取り出し、水洗乾燥した。これを本発
明電極とする。尚、この乾燥は、６０℃で数時間行った
が、発熱も発火もなかった。これは、その合金粉粒子の
表面にニッケル−りん酸被膜が生成しているためである
。一方、比較のため、次亜りん酸ナトリウム水溶液への
浸漬処理を行わなかった上記の製造に係る水素吸蔵電極
板を比較電極とした。尚、各電極中の水素吸蔵合金粉末
の重量は約１ｇである。このように作製した本発明電極
並に比較電極を夫々作用極とし、ニッケル板を対極とし
て組み合わせ、アルカリ電解液として３０ｗｔ．％の水
酸化カリウム水溶液を用いて開放型の試験セルを作製し
た。この各試験セルを用いて、初回の充放電で取り出せ
る容量を確認した。又、更に充放電を繰り返して、容量
が安定するのに要した、即ち初期活性化に要する充放電
サイクル数を調べた。充放電は、各試験セルを６ｍＡ／
ｃｍ２の電流密度で該水素吸蔵電極の電気化学的水素吸
蔵量の１３０％まで充電した後、１０ｍＡ／ｃｍ２の電
流密度で水素吸蔵電極の電圧が−０．７５Ｖ ｖｓ．
Ｈｇ／Ｈｇ０になるまで放電することによって行われた
。以上の試験結果は表１に示す通りであった。
シュメタル、ニッケル、コバルト、アルミニウムの各粉
末を所定の組成比、例えばＭｍＮｉ４．０ＣＯ０．５Ａ
ｌ０．５となるように秤量混合し、これらをアーク溶解
法により加熱溶解して水素吸蔵合金を得た。この合金イ
ンゴットをクラッシャーにより粗砕した後、ボールミル
などで２５０メッシュ以下の微粉末とした。この合金粉
末に対して導電剤として例えば、カーボニルニッケル粉
を１５ｗｔ．％、結着剤として例えば、四フッ化エチレ
ン粉末を５ｗｔ．％添加して混合した。この混合粉を型
内に充填し、ニッケル金網と共に圧着した後脱型し、そ
の成形板を所定厚さに圧延して水素吸蔵電極板を作製し
た。本発明によれば、更にこの電極を例えば１モル／１
の濃度の次亜りん酸ナトリウム（ＮａＰＨ２Ｏ２）又は
次亜りん酸カリウム（ＫＰＨ２Ｏ２）の水溶液に室温で
１時間浸漬した後取り出し、水洗乾燥した。これを本発
明電極とする。尚、この乾燥は、６０℃で数時間行った
が、発熱も発火もなかった。これは、その合金粉粒子の
表面にニッケル−りん酸被膜が生成しているためである
。一方、比較のため、次亜りん酸ナトリウム水溶液への
浸漬処理を行わなかった上記の製造に係る水素吸蔵電極
板を比較電極とした。尚、各電極中の水素吸蔵合金粉末
の重量は約１ｇである。このように作製した本発明電極
並に比較電極を夫々作用極とし、ニッケル板を対極とし
て組み合わせ、アルカリ電解液として３０ｗｔ．％の水
酸化カリウム水溶液を用いて開放型の試験セルを作製し
た。この各試験セルを用いて、初回の充放電で取り出せ
る容量を確認した。又、更に充放電を繰り返して、容量
が安定するのに要した、即ち初期活性化に要する充放電
サイクル数を調べた。充放電は、各試験セルを６ｍＡ／
ｃｍ２の電流密度で該水素吸蔵電極の電気化学的水素吸
蔵量の１３０％まで充電した後、１０ｍＡ／ｃｍ２の電
流密度で水素吸蔵電極の電圧が−０．７５Ｖ ｖｓ．
Ｈｇ／Ｈｇ０になるまで放電することによって行われた
。以上の試験結果は表１に示す通りであった。
【０００７】
【表１】
【０００８】該表１から分かるように、電極を次亜りん
酸塩水溶液に浸漬処理することにより、初回放電容量が
増加し、又、初期活性化サイクル数が減少する効果が認
められた。上記実施例では、次亜りん酸塩水溶液での浸
漬処理を室温で行ったが、処理温度を高くすることは処
理時間の短縮に効果がある。又、合金表面の酸化物が還
元され易い場合は、次亜りん酸塩水溶液を更に水で希釈
して用いることができ、又、その逆の場合は、その水溶
液の濃度を高めることもできる。
酸塩水溶液に浸漬処理することにより、初回放電容量が
増加し、又、初期活性化サイクル数が減少する効果が認
められた。上記実施例では、次亜りん酸塩水溶液での浸
漬処理を室温で行ったが、処理温度を高くすることは処
理時間の短縮に効果がある。又、合金表面の酸化物が還
元され易い場合は、次亜りん酸塩水溶液を更に水で希釈
して用いることができ、又、その逆の場合は、その水溶
液の濃度を高めることもできる。
【０００９】上記の本発明電極を負極として組み込み、
ＡＡサイズの１０００ｍＡｈの水素−ニッケル円筒型密
閉アルカリ蓄電池を作製した所、初回の充放電時から定
格を満足する容量を取り出すことができた。
ＡＡサイズの１０００ｍＡｈの水素−ニッケル円筒型密
閉アルカリ蓄電池を作製した所、初回の充放電時から定
格を満足する容量を取り出すことができた。
【００１０】上記の実施例では、水素吸蔵合金粉を、電
極板とした段階において、次亜りん酸塩水溶液に浸漬処
埋した場合を示したが、電極とする前に、上記のように
製造した水素吸蔵合金粉の段階で次亜りん酸塩水溶液に
浸漬処理し、これを用いて上記と同様にして水素吸蔵電
極としたものも上記と同様の効果が得られた。
極板とした段階において、次亜りん酸塩水溶液に浸漬処
埋した場合を示したが、電極とする前に、上記のように
製造した水素吸蔵合金粉の段階で次亜りん酸塩水溶液に
浸漬処理し、これを用いて上記と同様にして水素吸蔵電
極としたものも上記と同様の効果が得られた。
【００１１】本発明の次亜りん酸塩水溶液での浸漬処理
を行う対象となる水素吸蔵合金は、上記のＭｍ−Ｎｉ系
合金の他、Ｌａ−Ｎｉ、Ｚｒ−Ｎｉ、Ｔｉ−Ｎｉ、Ｔｉ
−Ｚｒ−Ｎｉ、Ｚｒ−Ｖ−Ｎｉ、Ｔｉ−Ｆｅなどがあげ
られる。
を行う対象となる水素吸蔵合金は、上記のＭｍ−Ｎｉ系
合金の他、Ｌａ−Ｎｉ、Ｚｒ−Ｎｉ、Ｔｉ−Ｎｉ、Ｔｉ
−Ｚｒ−Ｎｉ、Ｚｒ−Ｖ−Ｎｉ、Ｔｉ−Ｆｅなどがあげ
られる。
【００１２】
【発明の効果】このように本発明によるときは、次亜り
ん酸塩水溶液に浸漬処理した水素吸蔵電極、或いは次亜
りん酸塩水溶液に浸漬処理した水素吸蔵合金粉を用いて
製造した水素吸蔵電極は、いずれも初期活性化に要する
充放電回数が少なくてすみ、而も電池の充放電の初期か
ら高容量を取り出し得る効果をもたらす。
ん酸塩水溶液に浸漬処理した水素吸蔵電極、或いは次亜
りん酸塩水溶液に浸漬処理した水素吸蔵合金粉を用いて
製造した水素吸蔵電極は、いずれも初期活性化に要する
充放電回数が少なくてすみ、而も電池の充放電の初期か
ら高容量を取り出し得る効果をもたらす。
Claims (2)
- 【請求項１】 次亜りん酸塩水溶液に浸漬処理して成
る水素吸蔵電極。 - 【請求項２】 次亜りん酸塩水溶液に浸漬処埋した水
素吸蔵合金粉を用いて製造して成る水素吸蔵電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3188403A JPH04328252A (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | 水素吸蔵電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3188403A JPH04328252A (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | 水素吸蔵電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04328252A true JPH04328252A (ja) | 1992-11-17 |
Family
ID=16223039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3188403A Pending JPH04328252A (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | 水素吸蔵電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04328252A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0641032A1 (en) * | 1993-08-25 | 1995-03-01 | Furukawa Denchi Kabushiki Kaisha | Hydrogen-occlusion-alloy electrode |
| EP0645833A1 (en) * | 1993-08-31 | 1995-03-29 | SANYO ELECTRIC Co., Ltd. | Method for producing a hydrogen absorbing alloy electrode |
| CN102205412A (zh) * | 2011-05-06 | 2011-10-05 | 桂林理工大学 | MlNi3.5Co0.6Mn0.4Al0.5储氢合金的氟化处理改性的方法 |
-
1991
- 1991-04-25 JP JP3188403A patent/JPH04328252A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0641032A1 (en) * | 1993-08-25 | 1995-03-01 | Furukawa Denchi Kabushiki Kaisha | Hydrogen-occlusion-alloy electrode |
| EP0645833A1 (en) * | 1993-08-31 | 1995-03-29 | SANYO ELECTRIC Co., Ltd. | Method for producing a hydrogen absorbing alloy electrode |
| CN102205412A (zh) * | 2011-05-06 | 2011-10-05 | 桂林理工大学 | MlNi3.5Co0.6Mn0.4Al0.5储氢合金的氟化处理改性的方法 |
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