JPH053031A - アルカリ蓄電池とその負極の製造方法 - Google Patents

アルカリ蓄電池とその負極の製造方法

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JPH053031A
JPH053031A JP3152977A JP15297791A JPH053031A JP H053031 A JPH053031 A JP H053031A JP 3152977 A JP3152977 A JP 3152977A JP 15297791 A JP15297791 A JP 15297791A JP H053031 A JPH053031 A JP H053031A
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JP
Japan
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hydrogen storage
storage alloy
hydrogen
alloy powder
negative electrode
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JP3152977A
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English (en)
Inventor
Yasuko Ito
康子 伊藤
Koji Yuasa
浩次 湯浅
Shozo Fujiwara
昌三 藤原
Isao Matsumoto
功 松本
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水素吸蔵合金粉末を負極に用いたアルカリ蓄
電池であり、水素吸蔵合金粉末を改善することで、充電
特性,高率放電特性に優れた電池を提供する。 【構成】 形状が、球状で、かつ、表面形状が凹凸の水
素吸蔵合金粉末を用いる。これにより、水素の拡散速度
が速く、かつ比表面積の大きい水素吸蔵合金粉末にでき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はアルカリ蓄電池とその負
極の製造方法に関し、特に負極の活物質である水素を電
気化学的に吸蔵・放出可能な水素吸蔵合金を用いたアル
カリ蓄電池とその負極の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】多量に水素を吸蔵・放出する水素吸蔵合
金は、高エネルギー密度を有する電極材料として注目さ
れ、高容量を目指すアルカリ蓄電池への応用が図られて
いる。
【0003】水素吸蔵合金は合金塊を適当な粒子径の微
粉末とし、ペースト状として多孔鋼板に塗着、あるいは
発泡状金属基板などの三次元基板に充填して、アルカリ
蓄電池の負極として用いられる。この微粉末を得るに
は、機械的に、あるいは、水素ガスの吸蔵・放出を繰り
返すことにより粉砕を行う方法が一般的である。ここ
で、微粉末の粒子径が、吸蔵される水素の拡散距離を意
味することは明らかである。そこで、適切な粒子径を選
択することにより、この電池の充電特性の向上が図られ
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしこのようにして
得られた粉末は、前述の粉砕では微細な断片状であるた
め、粉末表面から内部への水素の拡散距離が一定でない
ので水素拡散が不均一になる。従って、高率で充電を行
った場合、合金内の水素拡散が律速となり、充電のため
流した電気量だけ充電できない。つまり充電効率が低下
するという問題点がある。そこで、球状の水素吸蔵合金
粉末を用いることにより、粉末表面のいずれの地点から
も水素の拡散距離が一定になり、均一な拡散が可能とな
り充填特性に優れた電池が得られる。この球状の粉末
は、合金の溶湯の圧縮気体や液体で噴霧(アトマイズ)
する方法により得られるがまたこの方法は、合金の溶融
から粉末を得るまでが1工程であるので、工程の簡易化
も期待できる。
【0005】しかし、単に形状が球形の粉末を用いただ
けでは、合金粉末の比表面積が最小値となり、電極とし
て用いる場合、水素吸蔵合金表面と電解液との接触面積
が減少し、電流密度が増大するため、とくに高率放電時
に負極の分極が大きくなり、電池電圧が低下して電池容
量が低下するため、高容量のアルカリ蓄電池としての利
点が失われる。
【0006】本発明はこのような問題点を解決するもの
で、放電特性を低下させることなく充電特性に優れたア
ルカリ蓄電池とその負極の製造方法を提供することを目
的する。
【0007】
【課題を解決するための手段】これらの課題を解決する
ために本発明のアルカリ蓄電池とその負極の製造方法
は、粉末形状が球状であり、その表面形状が凹凸を示す
水素吸蔵合金粉末を用いてアルカリ蓄電池を構成するも
のである。
【0008】
【作用】この構成により本発明のアルカリ蓄電池とその
負極の製造方法は、粉末形状が球状であり、表面形状が
凹凸を示す水素吸蔵合金粉末を負極に用いたことによ
り、水素拡散速度が向上することとなる。
【0009】すなわち、粉末形状が、球状であり、表面
形状が凹凸を示す水素吸蔵合金を用いたことにより、水
素拡散の速度が増大し、充電効率が向上し、かつ高率放
電時の電流密度の著しい増大を防ぎ、放電電圧の低下を
防止することが可能になる。
【0010】また水素吸蔵合金の溶湯を噴霧(アトマイ
ズ)して水素吸蔵合金粉末を得た後、その水素吸蔵合金
粉末をアルカリ水溶液中に浸漬することにより、形状が
球形で、表面形状が凹凸を示す水素吸蔵合金粉末を容易
に得ることが可能で、充放電特性に優れた、水素吸蔵合
金負極を提供することが可能になる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の一実施例のアルカリ蓄電池と
その負極の製造方法について図面とともに詳細に説明す
る。充電効率の測定は、負極容量規制のモデル電池で、
高率放電特性は、正極容量規制の電池で測定する。
【0012】活物質である水素を電気化学的に吸蔵・放
出する水素吸蔵合金と、その電極は、以下の方法で作成
した。
【0013】セリウム約40wt%,ランタン約30w
t%,ネオジウム約13wt%を主成分とするミッシュ
メタル(以下Mmと称す)、ニッケル,コバルト,アル
ミニウムおよびマンガンをそれぞれ原子比で1:3.5
5:0.75:0.3:0.4となるように秤量する。
これを高周波溶解炉で溶解し、CaCu5型の結晶構造
を有する、MmNi3.55Mn0.4Al0.3Co0.75の水素
吸蔵合金を作成した。これを、1180℃で、再度溶解
し、これを高圧のアルゴンガスで噴霧して、図1に示す
平均粒子径25μmの球状の水素吸蔵合金粉末1を得
た。水素吸蔵合金粉末1を比重1.30,80℃のKO
H水溶液に浸漬し、表面エッチングを施し、その凹凸の
ある表面を内部の合金組成に比較してNiの多い凹凸表
面2とした。そしてこれにカルボキシメチルセルロース
の1wt%水溶液を加えてペースト状にし、厚さ0.9
mmとした多孔度約95%の支持体であるスポンジ状ニッ
ケル多孔体内に充填した。これを100℃で乾燥後加圧
して、平均厚さ0.5mmの極板にした。ついでこれを幅
20mm,長さ20mmに切断し充放電容量が200mAh
の水素吸蔵合金電極の負極3を得た。これをポリアミド
製不織布のセパレータ4を介して、十分容量の大きい正
極5で挟み、7.1規定のKOH水溶液の電解液6に浸
漬して図4に示すようなモデル電池を構成した。
【0014】また、前記極板を、幅39mm,長さ80mm
に切断し、充放電可能容量が1600mAhの水素吸蔵
合金電極を得た。このようにして得られた水素吸蔵合金
電極を負極とし、容量が1000mAhの公知の発泡メ
タル式ニッケル正極とポリプロピレン不織布をスルフォ
ン化したスルフォン化ポリプロピレン不織布のセパレー
タとで電極群を構成して、金属ケースに挿入し、ついで
7.1規定のKOH水溶液2.2cm3注液した後、封口
してAA(R6)サイズの電池Aを試作した。
【0015】比較例として、図2に示す表面エッチング
を施さない表面に凹凸のない、形状が球状の水素吸蔵合
金粉末1aと、高周波溶解炉で作成した前記合金を機械
的に粉砕して得た、図3に示す平均粒子径25μmの断
片状の水素吸蔵合金粉末1bを用いて、図4と同様なモ
デル電池と、AAサイズの電池Bと電池Cを作成した。
【0016】モデル電池については、20℃の雰囲気下
で、200mAで1時間充電し、20mAで放電を行
い、充電電気量に対する放電容量の割合を測定した。
【0017】放電特性は、AAサイズの電池を20℃の
雰囲気下で、初充電を100mAで15時間行った後、
200mAで1.0Vまで放電した。この後、これらの
電池を前記と同様な条件で充電を行い、3000mAの
定電流で放電し、1.0Vまでの放電容量を測定した。
【0018】測定は、それぞれの電池5個ずつについて
行い、その平均をとった。(表1)に、それぞれの電池
の番号と、粉末の形状、および、その電池特性を示す。
また、高率放電時の平均の放電カーブを図5に示す。
【0019】
【表1】
【0020】その結果、電池Aと電池Bは、粉末形状が
球状の水素吸蔵合金を負極として用いたため、水素拡散
が速く、高い充電効率を示した。また、電池Aは表面に
凹凸を設けた水素吸蔵合金粉末1を用いたため、高率放
電特性も良好であった。しかし、高率充電が水素吸蔵合
金粉末内部の水素拡散が律速になるのに対して、高率放
電特性は、粉末表面が電解液と接触する面積,電流密度
による影響を大きく受けるため、表面に凹凸のない水素
吸蔵合金粉末1aを用いた電池Bは、高率放電時の放電
容量が、断片状の水素吸蔵合金粉末1bを用いた電池C
より著しく低下する。これは、電池Bに用いた水素吸蔵
合金粉末1aが表面に凹凸のない球形のため、粉末の比
表面積が最小になり、例えばBET法で測定を行うと、
約0.03m2/gであり、電池Cに用いた断片状の水
素吸蔵合金粉末1b(約0.2m2/g)に比較して小
さく、図5に示したように3000mAの大電流で高率
放電を行った場合、電圧低下が大きく、通常用いられる
電池電圧1.0Vに達するまでの容量では、放電容量が
著しく低下する。しかし、電池Aの結果から明らかなよ
うに、この球状の水素吸蔵合金粉末1の表面形状を凹凸
にすることにより、比表面積を飛躍的に増加させる(約
0.6m2/g)ことが可能で、放電特性にも優れた電
池が得られた。また、図2に示したような表面が凹凸で
ない球状の粉末1aでは、粉末間や、粉末と集電体との
接触点が小さくなって、電池特性の低下の原因になった
と考えられるが、図1に示す水素吸蔵合金粉末1は表面
形状を凹凸したことにより、粉末間および、粉末と集電
体間の接触が良好になったことも、高率放電特性の向上
に寄与したと考えられる。
【0021】
【発明の効果】以上の実施例の説明により明らかなよう
に、本発明のアルカリ蓄電池とその負極の製造方法によ
れば、形状が球状で、表面形状が凹凸を示す水素吸蔵合
金を用いたことにより、高率の充電時にも充電効率が高
く、かつ大電流で放電を行っても優れた放電特性を有す
るアルカリ蓄電池を提供できるという効果がある。
【0022】また、水素吸蔵合金の溶湯をアトマイズし
てえた後、アルカリ水溶液に浸漬することにより、充電
特性にも放電特性にも優れた、アルカリ蓄電池を提供で
きるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の、一実施例のアルカリ蓄電池とその負
極の製造方法における形状が球状で表面形状が凹凸の水
素吸蔵合金粉末を模式的に示す断面図
【図2】比較例の形状が球状で表面が凹凸でない水素吸
蔵合金粉末を模式的に示す断面図
【図3】同断片状の水素吸蔵合金粉末を模式的に示す断
面図
【図4】本発明の一実施例または比較例のアルカリ蓄電
池とその負極の製造方法における充電効率を測定するモ
デル電池の構成を示す概念図
【図5】同それぞれの粉末を用いた電池の平均の放電特
性を示すグラフ
【符号の説明】
1 水素吸蔵合金粉末 2 Niの多い凹凸表面 3 負極 4 正極 5 セパレータ 6 電解液
フロントページの続き (72)発明者 松本 功 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属酸化物を主体とする正極と、活物質
    である水素を電気化学的に吸蔵・放出することが可能な
    水素吸蔵合金粉末を主構成材料とする負極と、セパレー
    タと、アルカリ電解液とを主体として構成するアルカリ
    蓄電池において、前記水素吸蔵合金粉末の形状が球状で
    あるアルカリ蓄電池。
  2. 【請求項2】 球状の水素吸蔵合金粉末の表面形状が凹
    凸である請求項1記載のアルカリ蓄電池。
  3. 【請求項3】 表面形状が凹凸を呈した水素吸蔵合金の
    表面組成は、内部の合金組成よりもNiの割合が多い請
    求項2記載のアルカリ蓄電池。
  4. 【請求項4】 水素吸蔵合金を主構成材料とするアルカ
    リ蓄電池用負極において、水素吸蔵合金の溶湯を噴霧し
    て水素吸蔵合金粉末を得る工程と、その水素吸蔵合金粉
    末をアルカリ水溶液中に浸漬する工程とを有するアルカ
    リ蓄電池用負極の製造方法。
JP3152977A 1991-06-25 1991-06-25 アルカリ蓄電池とその負極の製造方法 Pending JPH053031A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5616435A (en) * 1994-07-22 1997-04-01 Sanyo Electric Co., Ltd. Hydrogen-absorbing alloy electrode for metal hydride alkaline battery
JP2009287044A (ja) * 2008-05-27 2009-12-10 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 金属微粒子及び金属微粒子の製造方法
WO2013118806A1 (ja) * 2012-02-09 2013-08-15 株式会社三徳 水素吸蔵合金粉末、負極およびニッケル水素二次電池

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5616435A (en) * 1994-07-22 1997-04-01 Sanyo Electric Co., Ltd. Hydrogen-absorbing alloy electrode for metal hydride alkaline battery
JP2009287044A (ja) * 2008-05-27 2009-12-10 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 金属微粒子及び金属微粒子の製造方法
WO2013118806A1 (ja) * 2012-02-09 2013-08-15 株式会社三徳 水素吸蔵合金粉末、負極およびニッケル水素二次電池
JPWO2013118806A1 (ja) * 2012-02-09 2015-05-11 株式会社三徳 水素吸蔵合金粉末、負極およびニッケル水素二次電池
US9859556B2 (en) 2012-02-09 2018-01-02 Santoku Corporation Hydrogen absorption alloy powder, negative electrode, and nickel-hydrogen secondary cell

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